水流負荷調(diào)節(jié)裝置及其應(yīng)用的海洋能發(fā)電裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型提供一種水流負荷調(diào)節(jié)裝置及其應(yīng)用的海洋能發(fā)電裝置。水流負荷調(diào)節(jié)裝置包括本體、導(dǎo)水板、轉(zhuǎn)軸、纏繞軸、繩索和驅(qū)動單元。導(dǎo)水板鉸接于本體。轉(zhuǎn)軸可轉(zhuǎn)動地設(shè)于本體。纏繞軸設(shè)置于本體。繩索的一端固定于導(dǎo)水板，另一端繞過轉(zhuǎn)軸和纏繞軸，回到導(dǎo)水板并固定。驅(qū)動單元連接轉(zhuǎn)軸以驅(qū)動轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，從而帶動繩索收放以控制導(dǎo)水板旋轉(zhuǎn)。本實用新型的水流負荷調(diào)節(jié)裝置及其應(yīng)用的海洋能發(fā)電裝置，能引導(dǎo)水流沖向水輪機的方向，從而調(diào)節(jié)水輪機承受的負荷。因此，海洋能發(fā)電裝置的發(fā)電可平穩(wěn)輸出以及直接使用。
【專利說明】水流負荷調(diào)節(jié)裝置及其應(yīng)用的海洋能發(fā)電裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種調(diào)節(jié)裝置，尤其涉及一種水流負荷調(diào)節(jié)裝置及其應(yīng)用的海洋能發(fā)電裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]海洋能(包含潮流能、海浪能、洋流能)是指海水流動的機械能，作為可再生能源，儲量豐富，分布廣泛，具有極好的開發(fā)前景和價值。海洋能的利用方式主要是發(fā)電，其工作原理與風(fēng)力發(fā)電和常規(guī)水力發(fā)電類似，即通過能量轉(zhuǎn)換裝置，將海水的機械能轉(zhuǎn)換成電能。具體而言，首先海水沖擊水輪機，水輪機將水流的能量轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)的機械能，然后水輪機經(jīng)過機械傳動系統(tǒng)帶動發(fā)電動機發(fā)電，最終轉(zhuǎn)換成電能。
[0003]現(xiàn)今能源日益短缺，溫室效應(yīng)日益嚴重，能源需要低碳化，所以風(fēng)能，海洋能(包含潮汐能、潮流能、海浪能、洋流能)等清潔能源是未來能源的發(fā)展方向。但現(xiàn)在這些清潔能源的發(fā)電設(shè)備，除了風(fēng)能利用比較成熟外，海洋能的利用還都是在起步階段。
[0004]由于海洋能不穩(wěn)定(尤其是海流的流速變化較大)，現(xiàn)有的海洋能發(fā)電設(shè)備都存在發(fā)電功率不穩(wěn)定，波動大，發(fā)電不能直接輸出使用的問題。
實用新型內(nèi)容
[0005]本實用新型為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種用于調(diào)節(jié)沖向葉輪水流的水流負荷調(diào)節(jié)裝置及其應(yīng)用的海洋能發(fā)電裝置。
[0006]為了實現(xiàn)本實用新型的一目的，本實用新型提供一種水流負荷調(diào)節(jié)裝置，包括本體、導(dǎo)水板、轉(zhuǎn)軸、纏繞軸、繩索和驅(qū)動單元。導(dǎo)水板鉸接于本體。轉(zhuǎn)軸可轉(zhuǎn)動地設(shè)于本體。纏繞軸設(shè)置于本體。繩索的一端固定于導(dǎo)水板，另一端繞過轉(zhuǎn)軸和纏繞軸，回到導(dǎo)水板并固定。驅(qū)動單元連接轉(zhuǎn)軸以驅(qū)動轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，從而帶動繩索收放以控制導(dǎo)水板旋轉(zhuǎn)。
[0007]根據(jù)本實用新型的一實施例，驅(qū)動單元包括電動機和減速機，電動機連接減速機，減速機連接轉(zhuǎn)軸。
[0008]根據(jù)本實用新型的一實施例，水流負荷調(diào)節(jié)裝置還包括定滑輪，定滑輪設(shè)置于纏繞軸，繩索通過定滑輪繞過纏繞軸。
[0009]根據(jù)本實用新型的一實施例，水流負荷調(diào)節(jié)裝置還包括處理單元，處理單元電性連接驅(qū)動單元。
[0010]根據(jù)本實用新型的一實施例，水流負荷調(diào)節(jié)裝置還包括止擋件，止擋件設(shè)置于本體。
[0011]根據(jù)本實用新型的一實施例，水流負荷調(diào)節(jié)裝置還包括固定件，固定件固定于導(dǎo)水板，繩索的兩端分別通過固定件固定于導(dǎo)水板。
[0012]為了實現(xiàn)本實用新型的另一目的，本實用新型還提供一種海洋能發(fā)電裝置，包括水流負荷調(diào)節(jié)裝置、水輪機和發(fā)電機。水流負荷調(diào)節(jié)裝置包括本體、導(dǎo)水板、轉(zhuǎn)軸、纏繞軸、繩索和驅(qū)動單元。導(dǎo)水板鉸接于本體。轉(zhuǎn)軸可轉(zhuǎn)動地設(shè)于本體。纏繞軸設(shè)置于本體。繩索的一端固定于導(dǎo)水板，另一端繞過轉(zhuǎn)軸和纏繞軸，回到導(dǎo)水板并固定。驅(qū)動單元連接轉(zhuǎn)軸以驅(qū)動轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，從而帶動繩索收放以控制導(dǎo)水板旋轉(zhuǎn)。水輪機設(shè)置于本體內(nèi)。發(fā)電機連接水輪機。
[0013]根據(jù)本實用新型的一實施例，水流負荷調(diào)節(jié)裝置還包括處理單元，處理單元電性連接驅(qū)動單元。
[0014]根據(jù)本實用新型的一實施例，水流負荷調(diào)節(jié)裝置還包括止擋件，止擋件設(shè)置于本體。
[0015]根據(jù)本實用新型的一實施例，水流負荷調(diào)節(jié)裝置還包括固定件，固定件固定于導(dǎo)水板，繩索的兩端分別通過固定件固定于導(dǎo)水板。
[0016]綜上所述，本實用新型的水流負荷調(diào)節(jié)裝置及其應(yīng)用的海洋能發(fā)電裝置，能引導(dǎo)水流沖向水輪機的方向，從而調(diào)節(jié)水輪機承受的負荷。因此，海洋能發(fā)電裝置的發(fā)電可平穩(wěn)輸出以及直接使用，解決了傳統(tǒng)的海洋能發(fā)電裝置發(fā)電輸出功率波動大，穩(wěn)定性差的問題。
[0017]為讓本實用新型的上述和其它目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，并配合附圖，作詳細說明如下。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1所示為本實用新型提供的水流負荷調(diào)節(jié)裝置及其應(yīng)用的海洋能發(fā)電裝置的正視圖。
[0019]圖2為圖1的局部放大圖。
[0020]圖3所示為本實用新型提供的水流負荷調(diào)節(jié)裝置及其應(yīng)用的海洋能發(fā)電裝置的俯視圖。
[0021]圖4為圖3的局部放大圖。
【具體實施方式】
[0022]圖1所示為本實用新型提供的水流負荷調(diào)節(jié)裝置及其應(yīng)用的海洋能發(fā)電裝置的正視圖。圖2為圖1的局部放大圖。圖3所示為本實用新型提供的水流負荷調(diào)節(jié)裝置及其應(yīng)用的海洋能發(fā)電裝置的俯視圖。圖4為圖3的局部放大圖。請一并參考圖1至圖4。
[0023]本實用新型提供的海洋能發(fā)電裝置包括水流負荷調(diào)節(jié)裝置1、水輪機2和發(fā)電機
3。水流負荷調(diào)節(jié)裝置I包括本體11、導(dǎo)水板12、轉(zhuǎn)軸13、纏繞軸14、繩索15和驅(qū)動單元
16。水輪機2設(shè)置于本體11內(nèi)。發(fā)電機3 (圖1未繪出發(fā)電機3)連接水輪機2。
[0024]于實際使用中，本實用新型的水流負荷調(diào)節(jié)裝置應(yīng)用于海洋能發(fā)電裝置，本體11也可作為海洋能發(fā)電裝置的框架。于本實施例中，本體11的一半可由空心鋼管焊接而成，另一半可由工字鋼組成。具體而言，本體11的上半部分由空心鋼管焊接而成。因此本體11重量輕，結(jié)構(gòu)簡單，易于加工制造，安裝、調(diào)節(jié)，且拆換方便，適合工程應(yīng)用。同時本體11可以給整個裝置提供浮力。另外，本體11的下半部分可采用工字鋼，確保本體11的重心在下部，以保障本體11整體的平穩(wěn)性。
[0025]導(dǎo)水板12鉸接于本體11。于本實施例中，水流負荷調(diào)節(jié)裝置I還包括止擋件17，止擋件17設(shè)置于本體11。于本實施例中，水輪機2設(shè)置于本體11的中間。導(dǎo)水板12通過軸鉸接于本體11且位于水輪機2的上游和下游。導(dǎo)水板12的鉸接端設(shè)置于靠近水輪機2的位置，止擋件17設(shè)于遠離水輪機2的位置。止擋件17與軸之間的距離略小于導(dǎo)水板12的長度以起到止擋導(dǎo)水板12的作用。通過設(shè)置止擋件17，實現(xiàn)導(dǎo)水板12不同位置的確定。于本實施例中，每個水輪機2的上游和下游均設(shè)有一個導(dǎo)水板12，然而，本實用新型對導(dǎo)水板12的數(shù)量不作任何限定。
[0026]轉(zhuǎn)軸13可轉(zhuǎn)動地設(shè)于本體11。纏繞軸14設(shè)置于本體11。于本實施例中，纏繞軸14是固定于本體11。然而本實用新型對此不作任何限定。于其它實施例中，纏繞軸14也可活動設(shè)置于本體11。于本實施例中，纏繞軸14與轉(zhuǎn)軸13之間的距離略大于水輪機2的圓形截面的直徑長度，本實用新型對此亦不作任何限定。
[0027]繩索15的一端固定于導(dǎo)水板12，另一端繞過轉(zhuǎn)軸13和纏繞軸14，回到導(dǎo)水板12并固定。于實際應(yīng)用中，繩索15在轉(zhuǎn)軸13上纏繞多圈以實現(xiàn)穩(wěn)定的收放，而繩索15僅需在纏繞軸14上環(huán)繞大致半圈即可。于本實施例中，水流負荷調(diào)節(jié)裝置還包括定滑輪141，定滑輪141設(shè)置于纏繞軸14，繩索15通過定滑輪141繞過纏繞軸14。
[0028]于本實施例中，水流負荷調(diào)節(jié)裝置I還包括固定件18，固定件18固定于導(dǎo)水板12，繩索15的兩端分別通過固定件18固定于導(dǎo)水板12。于本實施例中，固定件18為C型扣，然而，本實用新型對此不作任何限定。于實際應(yīng)用中，繩索15的一端系于固定件18上，之后先在轉(zhuǎn)軸13上纏繞多圈，接著穿過導(dǎo)水板12上的穿孔，再繞過定滑輪141，回到位于導(dǎo)水板12上另一側(cè)的固定件18，進行固定。換言之，繩索15從導(dǎo)水板12出發(fā)，繞了一圈再回到導(dǎo)水板12，繩索15圍繞形成一個幾乎封閉的圖形。
[0029]于本實施例中，驅(qū)動單元16連接轉(zhuǎn)軸13以驅(qū)動轉(zhuǎn)軸13轉(zhuǎn)動，從而帶動繩索15收放以控制導(dǎo)水板12旋轉(zhuǎn)。于本實施例中,驅(qū)動單元16包括電動機161和減速機162,電動機161連接減速機162，減速機162連接轉(zhuǎn)軸13。于實際應(yīng)用中，由于電動機161的轉(zhuǎn)速很快，而繩索15的收放無需轉(zhuǎn)軸13很快的旋轉(zhuǎn)，因此電動機161是通過減速機162連接轉(zhuǎn)軸13。
[0030]于本實施例中，海洋能發(fā)電裝置中相鄰的水輪機2轉(zhuǎn)動方向相反。相應(yīng)地，相鄰的導(dǎo)水板12在同一情況下位于軸對稱的位置上。通過轉(zhuǎn)軸13的轉(zhuǎn)動帶動繩索15的收放，使得每組相鄰的導(dǎo)水板12能旋轉(zhuǎn)位于三個不同的位置:1和V1、II和V、III和IV。位于下游相鄰的導(dǎo)水板12于實際使用中會位于位置II和V。
[0031]當(dāng)上游相鄰的導(dǎo)水板12位于位置I和VI時，導(dǎo)水板12將流過來的水流導(dǎo)向垂直于水輪機2的葉片的內(nèi)凹處的方向，增大水流對水輪機2的沖擊力，加大了水輪機2的轉(zhuǎn)動，提高了發(fā)電機3的發(fā)電功率。當(dāng)上游相鄰的導(dǎo)水板12位于位置II和V時，導(dǎo)水板12對于水流不產(chǎn)生導(dǎo)向影響。當(dāng)上游相鄰的導(dǎo)水板12位于位置III和IV時，導(dǎo)水板12盡可能的將水流導(dǎo)向水輪機2轉(zhuǎn)動的反向，避免了一個突然大的海洋流沖向水輪機2時，造成發(fā)電機3的瞬間輸出功率過大。
[0032]于本實施例中，水流負荷調(diào)節(jié)裝置還包括處理單元19，處理單元19電性連接驅(qū)動單元16。于實際應(yīng)用中，處理單元19可無線連接驅(qū)動單元16以發(fā)送無線控制信號給驅(qū)動單元16，從而控制轉(zhuǎn)軸13的轉(zhuǎn)動，以實現(xiàn)繩索15的自動收放。于本實施例中，處理單元19可包括第一檢測元件以檢測水流的速度和第二檢測元件以檢測導(dǎo)水板12的位置。處理單元19可先在系統(tǒng)中設(shè)定水流速度的閾值VI，V2和V3。
[0033]當(dāng)?shù)谝粰z測元件檢測到水流速度小于或等于Vl時，處理單元19發(fā)出控制信號至驅(qū)動單元16。此時,驅(qū)動單元16控制轉(zhuǎn)軸13轉(zhuǎn)動以帶動繩索15收放,使得導(dǎo)水板12旋轉(zhuǎn)。當(dāng)?shù)诙z測元件檢測到位于上游的相鄰的導(dǎo)水板12分別位于圖3所示的位置I和位置VI時，處理單元19發(fā)出停止信號至驅(qū)動單元16以控制轉(zhuǎn)軸13停止轉(zhuǎn)動。
[0034]當(dāng)?shù)谝粰z測元件檢測到水流速度大于Vl且小于或等于V2時，處理單元19發(fā)出控制信號至驅(qū)動單元16。此時，驅(qū)動單元16控制轉(zhuǎn)軸13轉(zhuǎn)動以帶動繩索15收放，使得導(dǎo)水板12旋轉(zhuǎn)。當(dāng)?shù)诙z測元件檢測到位于上游的相鄰的導(dǎo)水板12分別位于圖3所示的位置II和位置V時，處理單元19發(fā)出停止信號至驅(qū)動單元16以控制轉(zhuǎn)軸13停止轉(zhuǎn)動。
[0035]當(dāng)?shù)谝粰z測元件檢測到水流速度大于V2時，處理單元19發(fā)出控制信號至驅(qū)動單元16。同理，當(dāng)?shù)诙z測元件檢測到相鄰的導(dǎo)水板12分別位于圖3所示的位置III和位置IV時,處理單元19發(fā)出停止信號至驅(qū)動單元16以控制轉(zhuǎn)軸13停止轉(zhuǎn)動。
[0036]然而，本實用新型對處理單元19的控制方式不作任何限定。于其它實施例中，處理單元19可不包括第二檢測元件。由于導(dǎo)水板12不同位置之間的距離(即位置I和I1、II和II1、In和IV，IV和V，V和VI之間的距離)固定，當(dāng)需要將導(dǎo)水板12從一個位置旋轉(zhuǎn)到另一個位置，轉(zhuǎn)軸13相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)圈數(shù)可在本實用新型的水流負荷調(diào)節(jié)裝置I使用之前就設(shè)定好。因此，即便不檢測導(dǎo)水板12的位置，通過設(shè)置驅(qū)動單元16帶動轉(zhuǎn)軸13旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)數(shù)，也可以正確控制導(dǎo)水板12的位置。
[0037]于另一實施例中，第一檢測元件可不檢測水流速度，改為檢測發(fā)電機3輸出的發(fā)電功率。當(dāng)發(fā)電功率過大時，控制相鄰的導(dǎo)水板12位于位置III和IV。當(dāng)發(fā)電功率過小時，控制相鄰的導(dǎo)水板12位于位置I和VI。當(dāng)發(fā)電功率較適中時，控制相鄰的導(dǎo)水板12位于位置II和V。然而，本實用新型對此亦不作任何限定。于其它實施例中，水流負荷調(diào)節(jié)裝置可不包括處理單元16。驅(qū)動單元16的控制可直接通過使用者目測導(dǎo)水板12進行手動實現(xiàn)。
[0038]綜上所述，本實用新型的水流負荷調(diào)節(jié)裝置及其應(yīng)用的海洋能發(fā)電裝置，能引導(dǎo)水流沖向水輪機的方向，從而調(diào)節(jié)水輪機承受的負荷。因此，海洋能發(fā)電裝置的發(fā)電可平穩(wěn)輸出以及直接使用，解決了傳統(tǒng)的海洋能發(fā)電裝置發(fā)電輸出功率波動大，穩(wěn)定性差的問題。
[0039]雖然本實用新型已由較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本實用新型，任何熟知此技藝者，在不脫離本實用新型的精神和范圍內(nèi)，可作些許的更動與潤飾，因此本實用新型的保護范圍當(dāng)視權(quán)利要求書所要求保護的范圍為準。
【權(quán)利要求】
1.一種水流負荷調(diào)節(jié)裝置，其特征在于，包括: 本體； 導(dǎo)水板，鉸接于所述本體； 轉(zhuǎn)軸，可轉(zhuǎn)動地設(shè)于所述本體； 纏繞軸，設(shè)置于所述本體； 繩索，所述繩索的一端固定于所述導(dǎo)水板，另一端繞過所述轉(zhuǎn)軸和所述纏繞軸，回到所述導(dǎo)水板并固定；以及 驅(qū)動單元，連接所述轉(zhuǎn)軸以驅(qū)動所述轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，從而帶動繩索收放以控制導(dǎo)水板旋轉(zhuǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水流負荷調(diào)節(jié)裝置，其特征在于，所述驅(qū)動單元包括電動機和減速機，所述電動機連接所述減速機，所述減速機連接所述轉(zhuǎn)軸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水流負荷調(diào)節(jié)裝置，其特征在于，所述水流負荷調(diào)節(jié)裝置還包括定滑輪，所述定滑輪設(shè)置于所述纏繞軸，所述繩索通過定滑輪繞過所述纏繞軸。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水流負荷調(diào)節(jié)裝置，其特征在于，所述水流負荷調(diào)節(jié)裝置還包括處理單元，所述處理單元電性連接所述驅(qū)動單元。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水流負荷調(diào)節(jié)裝置，其特征在于，所述水流負荷調(diào)節(jié)裝置還包括止擋件，所述止擋件設(shè)置于所述本體。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水流負荷調(diào)節(jié)裝置，其特征在于，所述水流負荷調(diào)節(jié)裝置還包括固定件，所述固定件固定于所述導(dǎo)水板，所述繩索的兩端分別通過所述固定件固定于導(dǎo)水板。
7.一種海洋能發(fā)電裝置，其特征在于，包括: 水流負荷調(diào)節(jié)裝置，包括: 本體； 導(dǎo)水板，鉸接于所述本體； 轉(zhuǎn)軸，可轉(zhuǎn)動地設(shè)于所述本體； 纏繞軸，設(shè)置于所述本體； 繩索，所述繩索的一端固定于所述導(dǎo)水板，另一端繞過所述轉(zhuǎn)軸和所述纏繞軸，回到所述導(dǎo)水板并固定；以及 驅(qū)動單元，連接所述轉(zhuǎn)軸以驅(qū)動所述轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，從而帶動繩索收放以控制導(dǎo)水板旋轉(zhuǎn); 水輪機，設(shè)置于所述本體內(nèi)；以及 發(fā)電機，連接所述水輪機。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的海洋能發(fā)電裝置，其特征在于，所述水流負荷調(diào)節(jié)裝置還包括處理單元，所述處理單元電性連接所述驅(qū)動單元。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的海洋能發(fā)電裝置，其特征在于，所述水流負荷調(diào)節(jié)裝置還包括止擋件，所述止擋件設(shè)置于所述本體。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的海洋能發(fā)電裝置，其特征在于，所述水流負荷調(diào)節(jié)裝置還包括固定件，所述固定件固定于所述導(dǎo)水板，所述繩索的兩端分別通過所述固定件固定于導(dǎo)水板。
【文檔編號】F03B15/00GK203548053SQ201320301401
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2013年5月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月29日
【發(fā)明者】林東, 黃長征, 陳正瀚 申請人:杭州林黃丁新能源研究院有限公司