CN217926139U - 波浪能海流能发电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种波浪能海流能发电装置，包括浮台、连接件、海流能发电装置和至少一个鸭式波浪能转换装置，各个鸭式波浪能转换装置环绕地固定于浮台的边缘，鸭式波浪能转换装置用于将波浪能转换为电能，连接件的一端与浮台固定连接，另一端与海流能发电装置转动连接，以使得海流能发电装置能够相对连接件转动，海流能发电装置用于将海流能转换为电能。本实用新型通过圆形通孔所具有汇聚海流增速的效果，能够应用在低流速海域的海洋区域，提高海洋能资源的利用率。且通过转动轴承和尾翼能够很好地控制型壳的盖帽始终对准来流方向，从而进一步提高对海流能的利用率。

Description

波浪能海流能发电装置

技术领域

本实用新型涉及海洋发电装置技术领域，具体是一种波浪能海流能发电装置。

背景技术

中国碳排放量在2019年占全球总排放量的27％，已经超过了世界上所有发达国家的总和，中国已承诺将在2060年实现碳中和。发展新能源，特别是加大可再生能源发电渗透率，是降低二氧化碳排放，实现碳中和的重要举措之一。风能、潮汐能、潮流能、波浪能、温差能等海洋能作为新能源的重要组成部分，具有绿色、清洁、零碳排放、可再生等特点，符合碳中和发展需求，将在能源转换中占有重要地位。我国海岸线长度约为3.2万千米，海疆面积约超过300万平方千米，海洋能资源储量丰富。其中海洋中波浪能分布广泛，海流能相比波浪能变化更平稳更规律，二者都极具有开发价值。

波浪能发电技术已有百年以上的历史，起步于20世纪80年代，发电装置形式多样且较为成熟，目前离岸漂浮式波浪能转换技术是波浪能发电技术的主流。海流能的利用方式类似于风能，通过类似于风机的叶轮装置来捕获海流能，分为垂直轴和水平轴两种发电方式，其中水平轴海流能发电机组的研究最广泛。一般而言，最大流速大于2m/s的水道具有开发海流能的价值，而我国海域大部分区域海流流速较低。对于现有的发电装置大多需要依赖于海流速度较大的区域才能完成发电，因此，有必要提供一种可在海流流速较低区域也能够发电的发电装置，以调高我国海洋区域的发电利用率。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种波浪能海流能发电装置，其能够解决利用波浪能和还刘能发电的问题。

实现本实用新型的目的的技术方案为：一种波浪能海流能发电装置，包括浮台、连接件、海流能发电装置和至少一个鸭式波浪能转换装置，各个鸭式波浪能转换装置环绕地固定于浮台的边缘，

鸭式波浪能转换装置用于将波浪能转换为电能，

连接件的一端与浮台固定连接，另一端与海流能发电装置转动连接，以使得海流能发电装置能够相对连接件转动，

海流能发电装置用于将海流能转换为电能。

进一步地，还包括系留绳和锚块，系留绳的一端固定于浮台，系留绳的另一端与锚块固定连接。

进一步地，连接件的一端固定于与浮台远离鸭式波浪能转换装置的一端。

进一步地，包括若干个连接件，每个连接件分别连接一个海流能发电装置，各个连接件平行间隔设置。

进一步地，所述海流能发电装置包括型壳，以及安装在型壳上的转动轴承、流速增加盖、发电机、叶轮和尾翼，型壳的上下两端各固定安装有一个尾翼，尾翼的一端固定安装在型壳的外壁上，尾翼远离型壳一端的边缘呈弧形结构，型壳的内腔中固定安装有发电机和叶轮，叶轮与发电机的转子连接，发电机和叶轮安装在型壳的一端，靠近叶轮型壳的一端上还固定安装有流速增加盖，流速增加盖上挖设有若干圆形通孔，各个圆形通孔分布在流速增加盖上，圆形通孔沿从远至靠近叶轮方向由宽变窄而呈喇叭状，

转动轴承固定在尾翼靠近浮台的一端，连接件与转动轴承转动连接。

进一步地，设置有若干个叶轮，各个叶轮等间距分布设置。

进一步地，转动轴承包括外圈、内圈、滚珠和保持架，外圈的一端固定安装在型壳上，从而将转动轴承固定在尾翼上，内圈活动安装在外圈的凹槽内，内圈与连接件固定连接，以使得外圈可相对内圈转动，保持架活动安装在外圈的腔体内且介于内圈和外圈之间，保持架可在内圈和外圈之间的环形通道滑动，所述滚珠安装在保持架的凹槽内，保持架为环形结构，保持架上等间距地设置有多个凹槽，每个凹槽安装一个滚珠。

进一步地，型壳成喇叭状结构，内圈和外圈为同圆心的圆环结构。

进一步地，连接件靠近型壳的一端上固定安装有盖帽，盖帽与内圈固定连接。

进一步地，海流能发电装置用翼型海流能发电装置替代，翼型海流能发电装置包括翼型聚流罩、叶轮和发电机，连接件与翼型聚流罩固定连接，叶轮和发电机固定于翼型聚流罩靠近窄端的内腔中，叶轮与发电机连接，叶轮包括多个，翼型聚流罩的外表面呈弧形且靠近叶轮一端到远离叶轮的一端由窄变宽，翼型聚流罩的内表面呈弧形，内表面的弧形两端向外侧延伸、中部向内侧凸出，以使得翼型聚流罩的内腔呈现由宽-窄-宽的结构。

本实用新型的有益效果为：本实用新型通过圆形通孔所具有汇聚海流增速的效果，能够应用在低流速海域的海洋区域，提高海洋能资源的利用率。且通过转动轴承和尾翼能够很好地控制型壳的盖帽始终对准来流方向，从而进一步提高对海流能的利用率。

附图说明

图1为本实用新型的剖面结构示意图；

图2为海流能发电装置的结构示意图；

图3为盖帽的结构示意图；

图4为转动轴承及与连接件的盖帽连接的示意图；

图5为翼型海流能发电装置的结构示意图；

图6为翼型海流能发电装置中隐去叶轮和发电机后的剖面示意图；

图中，1-鸭式波浪能转换装置、2-浮台、3-连接件、31-盖帽、4-海流能发电装置、41-转动轴承、411-外圈、412-内圈、413-滚珠、414-保持架、42-流速增加盖、421-圆形通孔、43-发电机、44-叶轮、45-尾翼、46-型壳、5-翼型海流能发电装置、51-叶轮、52-发电机、6-锚块、7-系留绳。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施方案，对本实用新型做进一步描述：

如图1至图4所示，一种波浪能海流能发电装置，包括浮台2、连接件3、海流能发电装置4、系留绳7、锚块6和至少一个鸭式波浪能转换装置1。各个鸭式波浪能转换装置1环绕地固定于浮台2的边缘。其中，浮台2可以选用多边形结构的平台，各个鸭式波浪能转换装置1等间距地固定于浮台2的各个侧边上。鸭式波浪能转换装置1用于将波浪能转换为电能，产生的电能通过电缆与外部连接，从而向外部供电，例如，通过电缆与市电网络连接，从而通过市电网络向用户终端供电。

当然，在实际使用时，浮台2也可以选用圆形或者椭圆形平台等结构。

所述锚块6通过系留绳7固定于浮台2的下方，也即系留绳7的一端固定于浮台2，系留绳7的另一端与锚块6固定连接。配重块用于将浮台2及安装在浮台2上的鸭式波浪能转换装置1、海流能发电装置4固定于海洋某个固定位置，实现原位发电。连接件3的一端与浮台2固定连接，另一端与海流能发电装置4转动连接，以使得海流能发电装置4能够相对连接件3转动，使得海洋能发电装置能够在海流方向作用下调至朝向以维持迎向海流方向状态下而保持与浮台2连接，也即连接件3保持固定，海流能发电装置4在连接件3上转动。海流能发电装置4用于将流动海水的海流能转换为电能，并且产生的电能通过电缆与外部连接，以向外部供电。

在一个可选的实施方式中，连接件3的一端固定于与浮台2远离鸭式波浪能转换装置1的一端，也即是将连接件3的一端固定于浮台2的下端。

在一个可选的实施方式中，包括若干个连接件3，每个连接件3分别连接一个海流能发电装置4，各个连接件3平行间隔设置。

所述海流能发电装置4包括型壳46，以及安装在型壳46上的转动轴承41、流速增加盖42、发电机43、叶轮44和尾翼45，型壳46的上下两端各固定安装有一个尾翼45，尾翼45的一端固定安装在型壳46的外壁上，尾翼45远离型壳46一端的边缘呈弧形结构。型壳46的内腔中固定安装有发电机43和若干个叶轮44，各个叶轮44等间距分布设置，各个叶轮44与发电机43的转子连接，发电机43和叶轮44安装在型壳46的一端，在水流作用下，叶轮44转动而带动发电机43转子转动，从而将海流能转换为电能。靠近叶轮44型壳46的一端上还固定安装有流速增加盖42，流速增加盖42上挖设有若干圆形通孔421，各个圆形通孔421分布在流速增加盖42上，圆形通孔421沿从远至靠近叶轮44方向由宽变窄而呈喇叭状。通过圆形通孔421的作用，使得海流经过圆形通孔421后起到汇聚海流以增速作用，相当于通过减小海流的行进面积而增加海流流速，从而形成更大推力而带动叶轮44转动，叶轮44带动发电机43发电。

其中，型壳46呈喇叭状结构，也即是一头宽，另一条变窄。

转动轴承41固定在尾翼45靠近浮台2的一端，连接件3与转动轴承41转动连接。转动轴承41包括外圈411、内圈412、滚珠413和保持架414，外圈411的一端固定安装在型壳46上，从而将转动轴承41固定在型壳46上，内圈412活动安装在外圈411的凹槽内，内圈412与连接件3固定连接，以使得外圈411可相对内圈412转动，也即内圈412保持不动而外圈411转动，内圈412和外圈411为同圆心的圆环结构，所述保持架414活动安装在外圈411的腔体内且介于内圈412和外圈411之间，保持架414可在内圈412和外圈411之间的环形通道滑动。所述滚珠413安装在保持架414的凹槽内，保持架414为环形结构，保持架414上等间距地设置有多个凹槽，每个凹槽安装一个滚珠413。

当海流能发电装置4处于海洋中，当海水流向与海流能发电装置4呈交角时，由于海流能发电装置头部受流面积较小，尾部由于尾翼45存在使得受流面积较大，因而头部和尾部所受的水压不相等，产生垂直于尾翼的压力矩，作用于外圈411，从而带动外圈411相对于内圈412转动，外圈411同步带动保持架414及保持架414上的滚珠413转动。使海流能发电装置4绕连接件3旋转，直至海流能发电装置4头部正好朝向水流的来向时，尾翼45两端受力平衡，海流能发电装置4即可始终稳定在朝向流来向的方位。

在一个可选的实施方式中，连接件3靠近型壳46的一端上固定安装有盖帽31，盖帽31与内圈412固定连接，从而实现连接件3与内圈412固定连接，也即实现连接件3与海流能发电装置4连接。

工作原理：将本实用新型投放到海洋中，并通过锚块6而将整个发电装置固定于某个位置而实现原位工作发电。鸭式波浪能转换装置1浮于海表，从而吸收波浪能，并将波浪能转换为电能。海流通过盖帽31上的圆形通孔421后推动叶轮44转动，进而带动发电机43发电，从而使得海流能发电装置4吸收海流能而转化为电能。并且由于圆形通孔421具有汇聚海流增速的效果，使得本实用新型能够应用在低流速海域的海洋区域，提高海洋能资源的利用率，可为偏远海岛上的用户提供电力。

其中，通过转动轴承41和尾翼45能够很好地控制型壳46的盖帽31始终对准来流方向，从而进一步提高对海流能的利用率。

在一个可选的实施方式中，采用如图5和图6所示的翼型海流能发电装置5替代上述海流能发电装置4，翼型海流能发电装置5包括翼型聚流罩51、叶轮52和发电机53，连接件3与翼型聚流罩51固定连接，叶轮52和发电机53固定于翼型聚流罩51靠近窄端的内腔中，叶轮52与发电机53连接，叶轮52包括多个，各个叶轮52与发电机53的转子连接。翼型聚流罩51的外表面呈弧形且靠近叶轮52一端到远离叶轮52的一端由窄变宽，翼型聚流罩51的内表面呈弧形，内表面的弧形两端向外侧延伸、中部向内侧凸出，以使得翼型聚流罩51的内腔呈现由宽-窄-宽的结构。

本说明书所公开的实施例只是对本实用新型单方面特征的一个例证，本实用新型的保护范围不限于此实施例，其他任何功能等效的实施例均落入本实用新型的保护范围内。对于本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及变形，而所有的这些改变以及变形都应该属于本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种波浪能海流能发电装置，其特征在于，包括浮台、连接件、海流能发电装置和至少一个鸭式波浪能转换装置，各个鸭式波浪能转换装置环绕地固定于浮台的边缘，

鸭式波浪能转换装置用于将波浪能转换为电能，

连接件的一端与浮台固定连接，另一端与海流能发电装置转动连接，以使得海流能发电装置能够相对连接件转动，

海流能发电装置用于将海流能转换为电能。

2.根据权利要求1所述的波浪能海流能发电装置，其特征在于，还包括系留绳和锚块，系留绳的一端固定于浮台，系留绳的另一端与锚块固定连接。

3.根据权利要求1所述的波浪能海流能发电装置，其特征在于，连接件的一端固定于与浮台远离鸭式波浪能转换装置的一端。

4.根据权利要求1所述的波浪能海流能发电装置，其特征在于，包括若干个连接件，每个连接件分别连接一个海流能发电装置，各个连接件平行间隔设置。

5.根据权利要求1所述的波浪能海流能发电装置，其特征在于，所述海流能发电装置包括型壳，以及安装在型壳上的转动轴承、流速增加盖、发电机、叶轮和尾翼，型壳的上下两端各固定安装有一个尾翼，尾翼的一端固定安装在型壳的外壁上，尾翼远离型壳一端的边缘呈弧形结构，型壳的内腔中固定安装有发电机和叶轮，叶轮与发电机的转子连接，发电机和叶轮安装在型壳的一端，靠近叶轮型壳的一端上还固定安装有流速增加盖，流速增加盖上挖设有若干圆形通孔，各个圆形通孔分布在流速增加盖上，圆形通孔沿从远至靠近叶轮方向由宽变窄而呈喇叭状，

转动轴承固定在尾翼靠近浮台的一端，连接件与转动轴承转动连接。

6.根据权利要求5所述的波浪能海流能发电装置，其特征在于，设置有若干个叶轮，各个叶轮等间距分布设置。

7.根据权利要求5所述的波浪能海流能发电装置，其特征在于，转动轴承包括外圈、内圈、滚珠和保持架，外圈的一端固定安装在型壳上，从而将转动轴承固定在尾翼上，内圈活动安装在外圈的凹槽内，内圈与连接件固定连接，以使得外圈可相对内圈转动，保持架活动安装在外圈的腔体内且介于内圈和外圈之间，保持架可在内圈和外圈之间的环形通道滑动，所述滚珠安装在保持架的凹槽内，保持架为环形结构，保持架上等间距地设置有多个凹槽，每个凹槽安装一个滚珠。

8.根据权利要求7所述的波浪能海流能发电装置，其特征在于，型壳成喇叭状结构，内圈和外圈为同圆心的圆环结构。

9.根据权利要求8所述的波浪能海流能发电装置，其特征在于，连接件靠近型壳的一端上固定安装有盖帽，盖帽与内圈固定连接。

10.根据权利要求1所述的波浪能海流能发电装置，其特征在于，海流能发电装置用翼型海流能发电装置替代，翼型海流能发电装置包括翼型聚流罩、叶轮和发电机，连接件与翼型聚流罩固定连接，叶轮和发电机固定于翼型聚流罩靠近窄端的内腔中，叶轮与发电机连接，叶轮包括多个，翼型聚流罩的外表面呈弧形且靠近叶轮一端到远离叶轮的一端由窄变宽，翼型聚流罩的内表面呈弧形，内表面的弧形两端向外侧延伸、中部向内侧凸出，以使得翼型聚流罩的内腔呈现由宽-窄-宽的结构。

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