CN212296697U - 一种无臂式洋流发电装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种无臂式洋流发电装置，包括主旋转竖直轴，在主旋转竖直轴上至少安装两块安装板，在相邻两个安装板之间设置若干叶板轴，无框取力叶板安装在叶板轴上并能围绕叶板轴自由旋转，在安装板上设置若干对应取力叶板旋转端的限位挡块，在取力侧，潮流推动取力叶板旋转端至受到限位挡块阻挡，形成若干取力面，使潮流能在取力侧冲击不同位置和不同角度的取力板形成对整个装置的推力，在回程侧，潮流推动取力叶板旋转端随潮流方向打开，整个装置围绕主旋转竖直轴转动；在主旋转竖直轴的顶端安装发电单元，将主旋转竖直轴旋转的动能转化为电能。本实用新型结构能有效的采集潮流能，形成有效的取力结构，解决了叶板阻力问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种无臂式洋流发电装置，属于洋流发电设备技术领域。
背景技术
现有的洋流发电装置结构很多，按结构分成两大类，一类是竖直轴，转动臂都在海水中，一类是水平轴，转动臂的一半在海水中，一半在海面上。对于竖直轴的结构，如CN201710418897.3一种洋流发电装置，其叶轮结构包括叶框和若干叶片叶框包括上固定块和下固定块；上固定块和下固定块分别固定在中心轴上，上固定块上设置有若干安装孔，下固定块上设置有安装槽结构，若干叶片通过安装孔和安装槽结构可转动的安装在上固定块和下固定块之间且大致呈百叶窗结构。本发明的结构设计合理，实现了利用洋流的巨大能量进行发电，并且采用本发明发电不受洋流流动方向限制，同时明显提高了洋流发电效率。
又如CN201710366406.5一种双塔式垂直轴平面片洋流发电装置，其包括主支架、两个旋转框架、多个浮筒、水下自平衡机构。每个旋转框架包括三个叶片机构和一个中心转轴，每个叶片机构包括多个扇板。扇板的叶板组件包括叶板框、叶板、叶板轴。叶板通过叶板轴安装在叶板框上，叶板包括位于同一平面上的两个叶片部，叶板框的内侧上设置一圈这样的内沿：叶片部一无法通过叶板框而抵持在内沿上，但允许叶片部二通过叶板框，且在叶片部一抵持在内沿上时，整个叶板遮盖内沿圈成的窗口。水下自平衡机构使整个双塔式垂直轴平面片洋流发电装置在深海且在洋流波动的情况下依旧保持水平悬浮，包括两个水下压力检测传感器、两个密封的水箱、双向泵、若干管道。
上述专利中，竖直轴都与框架构成的板框连接，发明人发现，当洋流的流速快时，按理论，该框架应该能实现快速旋转，发电量应该越多。然而实际上，这些发电框架是不旋转的或旋转变慢了，现有技术未攻克这一问题，都还停留在理论上。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种无臂式洋流发电装置，能够合理的解决现有技术在潮流发电中存在的问题，实现有实际意义的潮流能取力发电。
为达到上述目的，本实用新型所采用的技术手段是：一种无臂式洋流发电装置，包括主旋转竖直轴，在主旋转竖直轴上至少安装两块安装板，在相邻两个安装板之间设置若干叶板轴，无框取力叶板安装在叶板轴上，并能围绕叶板轴自由旋转，在安装板上设置若干对应取力叶板旋转端的限位挡块，在取力侧，潮流推动取力叶板旋转端至受到限位挡块阻挡，形成若干取力面，使潮流能在取力侧冲击不同位置和不同角度的取力板形成对整个装置的推力，在回程侧，潮流推动取力叶板旋转端随潮流方向打开，整个装置围绕主旋转竖直轴转动；在主旋转竖直轴的顶端安装发电单元，将主旋转竖直轴旋转的动能转化为电能。
本发明的上述设计，取消了原有的转动臂的框架设计，消除了因转动臂的框架在回程侧带来的阻力。多个无框叶板的布局设计，使得叶板在不同的位置上取力，优化了取力效果。这是旋转臂的框架结构所不具备的，比如框架结构中某一旋转臂的面与水流处于平行时，是旋转的一种极值情况，此时，一侧是取力侧，另一侧是回程（阻力）侧，该旋转臂的框架在刚进入取力侧时，此时该旋转臂的面与水流以主旋转轴看是一个呈锐角的斜面，在这一个旋转臂上，所有叶板的位置相同，会形成一堵墙的结构，将来水导入到回程侧，形成阻力，这是阻碍现有技术无法实现的真正原因，发明人通过研究给出了上述技术方案，能够完全克服这种问题。
进一步的，所述安装板为圆形板，主旋转竖直轴位于圆心处，叶板轴布置在主旋转竖直轴周边的安装板板体上，各个取力叶板之间互不接触，并在取力侧单独取力。圆形板的设计，是一个极佳的优选方案，在取力侧，圆面上不同位置设计的叶板轴会形成在旋转过程中不同位置，叶板与限位挡块的面与水流方向形成不同的角度，给水流以流动的空间，而不是将水流送入到回程侧。而且，这些面均有取力的效果，不会产生阻碍的作用，本发明舍弃框架的旋转臂结构，并且，叶板也不设置叶板框，以圆形板作为安装板，将叶板与限位挡块结合，正是满足了这种自由度的要求。当然，安装板设置成如多边形（如六边形），或椭圆形、或其他形状的板，并不会改变本发明基本设计原理，取力和回程克服现有技术的方式是相同的，都是本发明的保护范围。
更进一步的，所述叶板轴在两个相邻的安装板之间错开安装，取力叶板在取力侧，与限位挡块组合形成取力板时，各个取力板之间具有间隙。
进一步的，每块所述安装板由两块对称的半安装体扣合在主旋转竖直轴上构成，多块安装板将主旋转竖直轴分成多层，相邻的两块安装板为一组用于叶板轴的安装，在安装板上设置加强筋。
进一步的，所述取力叶板为长方形板，取力叶板的一侧边安装在叶板轴上，以该侧为旋转轴端，另一侧为取力叶板旋转端。
进一步的，所述无臂式洋流发电装置还包括外框架，主旋转竖直轴安装在外框架上。
本实用新型的有益效果在于：
1、给出了以两块安装板和安装在两块安装板内的若干取力叶板构成的洋流取力发电结构，该结构取力侧能有效的采集潮流能，并且不会形成对回程侧的水流冲击阻碍装置的旋转，形成有效的取力结构；
2、取力叶板的无框设计，解决了叶板阻力问题，以圆形布局取力叶板，各个取力叶板错开取力，形成多个有效的取力面，实现了多取力面共同作用的合力效果，同时减少了回程的阻力面，让取力更有效的转化；
3、该结构的发电装置，能实现较转动臂结构超过10%的取力转化，实现在现实中，投资回报率具有实际意义的潮流能发电。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步的阐述。
图1 为本实用新型的主要结构示意图；
图2 为本实用新型的取力结构示意图。
图中：1、主旋转竖直轴，2、安装板，3、叶板轴，4、取力叶板，5、限位挡块。
具体实施方式
实施例1
如图1所示，一种无臂式洋流发电装置，包括主旋转竖直轴1，在主旋转竖直轴1上至少安装两块安装板2，在相邻两个安装板2之间设置若干叶板轴3，无框取力叶板4安装在叶板轴3上，并能围绕叶板轴3自由旋转，在安装板2上设置若干对应取力叶板旋转端的限位挡块5，在取力侧，潮流推动取力叶板旋转端至受到限位挡块5阻挡，形成若干取力面，使潮流能在取力侧冲击不同位置和不同角度的取力板形成对整个装置的推力，在回程侧，潮流推动取力叶板4旋转端随潮流方向打开，整个装置围绕主旋转竖直轴转动；在主旋转竖直轴1的顶端安装发电单元，将主旋转竖直轴旋转的动能转化为电能。
本发明的上述设计，取消了原有的转动臂的框架设计，消除了因转动臂的框架在回程侧带来的阻力。多个无框叶板的布局设计，使得叶板在不同的位置上取力，优化了取力效果。这是旋转臂的框架结构所不具备的，比如框架结构中某一旋转臂的面与水流处于平行时，是旋转的一种极值情况，此时，一侧是取力侧，另一侧是回程（阻力）侧，该旋转臂的框架在刚进入取力侧时，此时该旋转臂的面与水流以主旋转轴看是一个呈锐角的斜面，在这一个旋转臂上，所有叶板的位置相同，会形成一堵墙的结构，将来水导入到回程侧，形成阻力，这是阻碍现有技术无法实现的真正原因，发明人通过研究给出了上述技术方案，能够完全克服这种问题。
实施例2
如图2所示，作为实施例1的结构优化，所述安装板2为圆形板，主旋转竖直轴1位于圆心处，叶板轴3布置在主旋转竖直轴1周边的安装板板体上，各个取力叶板4之间互不接触，并在取力侧单独取力。圆形板的设计，是一个极佳的优选方案，在取力侧，圆面上不同位置设计的叶板轴会形成在旋转过程中不同位置，叶板与限位挡块的面与水流方向形成不同的角度，给水流以流动的空间，而不是将水流送入到回程侧。而且，这些面均有取力的效果，不会产生阻碍的作用，本发明舍弃框架的旋转臂结构，并且，叶板也不设置叶板框，以圆形板作为安装板，将叶板与限位挡块结合，正是满足了这种自由度的要求。当然，安装板设置成如多边形（如六边形），或椭圆形、或其他形状的板，并不会改变本发明基本设计原理，取力和回程克服现有技术的方式是相同的，都是本发明的保护范围。
所述叶板轴1在两个相邻的安装板2之间错开安装，取力叶板4在取力侧，与限位挡块5组合形成取力板时，各个取力板之间具有间隙。
每块所述安装板2由两块对称的半安装体扣合在主旋转竖直轴上构成，多块安装板将主旋转竖直轴分成多层，相邻的两块安装板为一组用于叶板轴的安装，在安装板上设置加强筋。这种结构的目的是为了方便在海边组装，并可根据具体海水的高度决定安装的层数。
所述取力叶板4为长方形板，取力叶板的一侧边安装在叶板轴上，以该侧为旋转轴端，另一侧为取力叶板旋转端。
所述无臂式洋流发电装置还包括外框架，主旋转竖直轴安装在外框架上。
将实施例2结构的无臂式洋流发电装置投入洋流中，与现有的具有旋转臂的框架结构对比，在同等流速下，旋转臂的转化率为19.8%，而本发明达到30.5%，提高了10.7%，这一提高使得该结构的发电装置在现实中，投资回报率具有实际意义，单台投资不超过200万，而一年半的发电量销售所得可以收回成本。
本实用新型给出了以两块安装板和安装在两块安装板内的若干取力叶板构成的洋流取力发电结构，该结构取力侧能有效的采集潮流能，并且不会形成对回程侧的水流冲击阻碍装置的旋转，形成有效的取力结构；取力叶板的无框设计，解决了叶板阻力问题，以圆形布局取力叶板，各个取力叶板错开取力，形成多个有效的取力面，实现了多取力面共同作用的合力效果，同时减少了回程的阻力面，让取力更有效的转化。
尽管上文对本实用新型的具体实施方式给予了详细描述和说明，但是应该指明的是，我们可以依据本实用新型的构想对上述实施方式进行各种等效改变和修改，其所产生的功能作用仍未超出说明书所涵盖的精神时，均应在本实用新型的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种无臂式洋流发电装置，包括主旋转竖直轴，其特征在于：在主旋转竖直轴上至少安装两块安装板，在相邻两个安装板之间设置若干叶板轴，无框取力叶板安装在叶板轴上，并能围绕叶板轴自由旋转，在安装板上设置若干对应取力叶板旋转端的限位挡块，在取力侧，潮流推动取力叶板旋转端至受到限位挡块阻挡，形成若干取力面，使潮流能在取力侧冲击不同位置和不同角度的取力板形成对整个装置的推力，在回程侧，潮流推动取力叶板旋转端随潮流方向打开，整个装置围绕主旋转竖直轴转动；在主旋转竖直轴的顶端安装发电单元，将主旋转竖直轴旋转的动能转化为电能。
2.根据权利要求1所述无臂式洋流发电装置，其特征在于：所述安装板为圆形板，主旋转竖直轴位于圆心处，叶板轴布置在主旋转竖直轴周边的安装板板体上，各个取力叶板之间互不接触，并在取力侧单独取力。
3.根据权利要求2所述无臂式洋流发电装置，其特征在于：所述叶板轴在两个相邻的安装板之间错开安装，取力叶板在取力侧，与限位挡块组合形成取力板时，各个取力板之间具有间隙。
4.根据权利要求1所述无臂式洋流发电装置，其特征在于：每块所述安装板由两块对称的半安装体扣合在主旋转竖直轴上构成，多块安装板将主旋转竖直轴分成多层，相邻的两块安装板为一组用于叶板轴的安装，在安装板上设置加强筋。
5.根据权利要求1所述无臂式洋流发电装置，其特征在于：所述取力叶板为长方形板，取力叶板的一侧边安装在叶板轴上，以该侧为旋转轴端，另一侧为取力叶板旋转端。
6.根据权利要求1所述无臂式洋流发电装置，其特征在于：还包括外框架，主旋转竖直轴安装在外框架上。
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| CN111927683A (zh) * | 2020-09-17 | 2020-11-13 | 上海恋海新能源科技有限公司 | 一种无臂式洋流发电装置 |
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