集流式自適應(yīng)潮汐流發(fā)電裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種集流式自適應(yīng)潮汐流發(fā)電裝置，包括集流器（1）、轉(zhuǎn)輪、發(fā)電機（5）、轉(zhuǎn)動軸（6）；所述轉(zhuǎn)輪包括葉片（2）、葉片轉(zhuǎn)動軸（3）、聯(lián)接架（7）。在潮汐流動時，將該裝置放置在海水中，集流器（1）的進水口對準潮汐流方向，潮汐流通過集流器（1）后帶動轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)，從而驅(qū)動發(fā)電機（5）發(fā)電。同時，轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)時，在潮汐流作用下，葉片（2）繞葉片轉(zhuǎn)動軸（3）在一定范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動，以減少潮汐流的阻力。本發(fā)明具有增加流體能量，提高輸出功率，減小阻力，提高效率的功能；利用清潔、可持續(xù)的可再生能源發(fā)電，是減少二氧化碳排放、應(yīng)對氣候變化的主要措施。
【專利說明】集流式自適應(yīng)潮汐流發(fā)電裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種集流式自適應(yīng)潮汐流發(fā)電裝置，特別涉及一種直接利用潮汐漲落所產(chǎn)生的海水流動的能量來驅(qū)動葉輪發(fā)電機工作從而獲取電能的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]電荒已對我國的經(jīng)濟發(fā)展產(chǎn)生巨大的影響，能源短缺已經(jīng)成為當今世界影響經(jīng)濟發(fā)展的一個突出問題，節(jié)能減排、應(yīng)對氣候變化是世界各國所面對的共同責任，而火力發(fā)電除了要消耗大量的不可再生能源，還會對環(huán)境造成嚴重的污染。設(shè)計出一種不消耗不可再生能源，不會對環(huán)境造成污染，也不需要筑建水壩，能直接利用自然界存在的水流能量來發(fā)電的裝置。
[0003]潮汐流能主要指由于潮汐導致的有規(guī)律的海水流動，潮汐流葉輪發(fā)電技術(shù)和風力發(fā)電相似，不在岸上建壩蓄水利用勢能發(fā)電，而是直接把渦輪發(fā)電設(shè)備放在潮汐流中，利用潮汐流動的動能發(fā)電。潮汐流發(fā)電具有潮汐流穩(wěn)定性好、規(guī)律性強、能流密度大、葉輪直徑小等優(yōu)點。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種集流式自適應(yīng)潮汐流發(fā)電裝置，是一種設(shè)在水中、直接以潮汐能量為動力的葉輪發(fā)電裝置。該裝置具有增加流體動能，提高輸出功率，減小阻力，提高效率的功能，且使用時不消耗能源，無污染，結(jié)構(gòu)簡單。
[0005]本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案:
本發(fā)明提供一種集流式自適應(yīng)潮汐流發(fā)電裝置，包括集流器、轉(zhuǎn)輪、發(fā)電機、轉(zhuǎn)動軸，所述轉(zhuǎn)輪設(shè)置在集流器內(nèi)部；
所述轉(zhuǎn)輪包括葉片、葉片轉(zhuǎn)動軸、聯(lián)接架，所述葉片通過葉片轉(zhuǎn)動軸安裝在聯(lián)接架上；所述聯(lián)接架通過轉(zhuǎn)動軸與發(fā)電機連接；
在潮汐流動時，將該裝置放置在海水中，集流器的進水口對準潮汐流方向，潮汐流通過集流器后帶動轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)，從而驅(qū)動發(fā)電機發(fā)電，同時，轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)時，在潮汐流作用下，葉片繞葉片轉(zhuǎn)動軸在一定范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動，以減少潮汐流的阻力。
[0006]作為本發(fā)明的進一步優(yōu)化方案，所述一定范圍的限定有以下兩種情況:
一種為聯(lián)接架上設(shè)置以葉片轉(zhuǎn)動軸為圓心的弧形孔，葉片的兩端設(shè)置凸出的圓柱體，圓柱體放入弧形孔中，以限制葉片繞葉片轉(zhuǎn)動軸轉(zhuǎn)動的范圍；
另一種為聯(lián)接架上設(shè)置限位塊，以限制葉片繞葉片轉(zhuǎn)動軸轉(zhuǎn)動的范圍。
[0007]作為本發(fā)明的進一步優(yōu)化方案，所述集流器的進水口、出水口均為矩形，并呈曲線形向內(nèi)部收縮。
[0008]作為本發(fā)明的進一步優(yōu)化方案，所述集流器進水口的高度與轉(zhuǎn)輪高度的比值為1.2?1.8，喉部的高度與轉(zhuǎn)輪高度的比值為1.05?1.20，曲線形部分的長度與轉(zhuǎn)輪高度的比值為0.2?0.8。[0009]作為本發(fā)明的進一步優(yōu)化方案，所述集流器進水口的寬度與轉(zhuǎn)輪直徑的比值為
1.2?1.8，喉部的寬度與轉(zhuǎn)輪直徑的比值為1.05?1.20。
[0010]作為本發(fā)明的進一步優(yōu)化方案，所述葉片截面的凹面曲率與葉片進口邊緣到出口邊緣的長度的比值為0.5?1.0，截面的凸面圓的半徑與葉片進口邊緣到出口邊緣的長度的比值為0.3?0.8。
[0011]本發(fā)明采用以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下技術(shù)效果:
(1)本發(fā)明中集流器的設(shè)計，使流經(jīng)轉(zhuǎn)輪的潮汐流的流體加速，有效提高了發(fā)電裝置的輸入動能；
(2)本發(fā)明中轉(zhuǎn)輪的設(shè)計，在轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)時，葉片在潮汐流的流體作用下，可圍繞葉片軸在一定范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動，減少了流體阻力，可顯著提高效率；
(3)本發(fā)明的轉(zhuǎn)輪設(shè)計具有雙向運行的功能，因漲潮落潮而潮汐流流動方向改變時，不需進行葉輪裝置安裝方向及葉片安裝旋轉(zhuǎn)，省去了復雜的整機調(diào)向設(shè)備和葉片旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)機構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡單可靠，整機重量減輕；運行時不需進行整機調(diào)向和葉片旋轉(zhuǎn)，操作方便簡單；不需整機調(diào)向和葉片旋轉(zhuǎn)驅(qū)動設(shè)備，本身耗能少；
(4)本發(fā)明使用時不消耗能源，無污染，結(jié)構(gòu)簡單，綜合效率高、經(jīng)濟效益好，對提高我國潮流能發(fā)電技術(shù)和水平具有很大的實用價值，減小二氧化碳排放、保護環(huán)境、促進就業(yè)等具有很大社會和經(jīng)濟效益。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是本發(fā)明的裝置縱向示意圖。
[0013]圖2是本發(fā)明的平面示意圖。
[0014]圖3是本發(fā)明中弧形孔設(shè)置示意圖。
[0015]圖4是本發(fā)明中限位塊設(shè)置示意圖。
[0016]其中，1-集流器；2-葉片；3_葉片轉(zhuǎn)動軸；4_圓柱體；5-發(fā)電機；6-轉(zhuǎn)動軸；7-聯(lián)接架；8_限位塊；H1-轉(zhuǎn)輪高度；H2-集流器喉部的高度；H3-集流器I進水口的高度；D1_轉(zhuǎn)輪直徑；L1-葉片進口邊緣到出口邊緣的長度；L2-集流器曲線形部分的長度；R1_葉片截面的凹面曲率；R2-葉片截面的凸面圓的半徑；Θ -葉片旋轉(zhuǎn)角度。
【具體實施方式】
[0017]下面詳細描述本發(fā)明的實施方式，所述實施方式的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施方式是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能解釋為對本發(fā)明的限制。
[0018]本【技術(shù)領(lǐng)域】技術(shù)人員可以理解的是，除非特意聲明，這里使用的單數(shù)形式“一”、“一個”、“所述”和“該”也可包括復數(shù)形式。應(yīng)該進一步理解的是，本發(fā)明的說明書中使用的措辭“包括”是指存在所述特征、整數(shù)、步驟、操作、元件和/或組件，但是并不排除存在或添加一個或多個其他特征、整數(shù)、步驟、操作、元件、組件和/或它們的組。應(yīng)該理解，當我們稱元件被“連接”或“耦接”到另一元件時，它可以直接連接或耦接到其他元件，或者也可以存在中間元件。此外，這里使用的“連接”或“耦接”可以包括無線連接或耦接。這里使用的措辭“和/或”包括一個或更多個相關(guān)聯(lián)的列出項的任一單元和全部組合。[0019]本【技術(shù)領(lǐng)域】技術(shù)人員可以理解的是，除非另外定義，這里使用的所有術(shù)語(包括技術(shù)術(shù)語和科學術(shù)語)具有與本發(fā)明所屬領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員的一般理解相同的意義。還應(yīng)該理解的是，諸如通用字典中定義的那些術(shù)語應(yīng)該被理解為具有與現(xiàn)有技術(shù)的上下文中的意義一致的意義，并且除非像這里一樣定義，不會用理想化或過于正式的含義來解釋。
[0020]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案做進一步的詳細說明:
本發(fā)明設(shè)計一種集流式自適應(yīng)潮汐流發(fā)電裝置，如圖1所示，包括集流器1、轉(zhuǎn)輪、發(fā)電機5、轉(zhuǎn)動軸6，所述轉(zhuǎn)輪設(shè)置在集流器I內(nèi)部；
所述轉(zhuǎn)輪包括葉片2、葉片轉(zhuǎn)動軸3、聯(lián)接架7，所述葉片2通過葉片轉(zhuǎn)動軸3安裝在聯(lián)接架7 ;所述聯(lián)接架7通過轉(zhuǎn)動軸6與發(fā)電機5連接；
在潮汐流動時，將該裝置放置在海水中，集流器I的進水口對準潮汐流方向，潮汐流通過集流器I后帶動轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)，從而促使發(fā)電機5發(fā)電，同時，轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)時，在潮汐流作用下，葉片2繞葉片轉(zhuǎn)動軸3在一定范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動，以減少潮汐流的阻力。
[0021]所述集流器I的進水口、出水口均為矩形，并呈曲線形向內(nèi)部收縮。集流器I進水口的高度H3與轉(zhuǎn)輪高度Hl的比值為1.1?1.5，喉部的高度H2與轉(zhuǎn)輪高度Hl的比值為
1.05?1.10，曲線形部分的長度L2與轉(zhuǎn)輪高度Hl的比值為0.2?0.8。
[0022]如圖2所示，集流器I進水口的寬度W2與轉(zhuǎn)輪直徑Dl的比值為1.1?1.5，喉部的寬度Wl與轉(zhuǎn)輪直徑Dl的比值為1.05?1.10。
[0023]如圖3所示，所述葉片2截面的凹面曲率Rl與葉片進口邊緣到出口邊緣的長度LI的比值為0.5?1.0截面的凸面圓的半徑R2與葉片進口邊緣到出口邊緣的長度LI的比值為 0.3 ?0.8。
[0024]所述葉片2繞葉片轉(zhuǎn)動軸3轉(zhuǎn)動的一定范圍的限定可以通過以下兩種設(shè)計實現(xiàn): 如圖3所示，一種為聯(lián)接架7上設(shè)置以葉片轉(zhuǎn)動軸3為圓心的弧形孔，葉片2的兩端設(shè)
置凸出的圓柱體4，圓柱體4放入弧形孔中，以限制葉片2繞葉片轉(zhuǎn)動軸3轉(zhuǎn)動的范圍，可旋轉(zhuǎn)角度0為弧形孔的圓心角；
另一種為聯(lián)接架7上設(shè)置限位塊8，以限制葉片2繞葉片轉(zhuǎn)動軸3轉(zhuǎn)動的范圍，可旋轉(zhuǎn)角度Θ為兩個限位塊8之間的夾角，如圖4所示。
[0025]本發(fā)明的【具體實施方式】如下:
在海上有潮汐流的地方，若海水較淺，通過基礎(chǔ)支撐架將裝置固定在海底；若海水較深，通過浮體懸吊將裝置固定在海中。
[0026]實施例1
集流器I的進水口對準潮汐流的方向，葉片2裝在聯(lián)接架7上，并把葉片2上的圓柱體4插入聯(lián)接架7上的弧形孔內(nèi)。
[0027]在潮汐流動時，潮汐流通過集流器I后帶動轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)，從而促使發(fā)電機5發(fā)電；同時，轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)時，在潮汐流作用下，葉片2繞葉片轉(zhuǎn)動軸3在聯(lián)接架7上的弧形孔限定的范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動，以減少潮汐流的阻力，提高了轉(zhuǎn)輪輸出功率，提高了轉(zhuǎn)輪能量轉(zhuǎn)換效率。
[0028]實施例2
集流器I的進水口對準潮汐流的方向，葉片2裝在聯(lián)接架7上，并把葉片2放置在兩個限位塊8之間。
[0029]在潮汐流動時，潮汐流通過集流器I后帶動轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)，從而促使發(fā)電機5發(fā)電；同時，轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)時，在潮汐流作用下，葉片2繞葉片轉(zhuǎn)動軸3在聯(lián)接架7上的限位塊8限定的范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動，以減少潮汐流的阻力，提高了轉(zhuǎn)輪輸出功率，提高了轉(zhuǎn)輪能量轉(zhuǎn)換效率。
[0030]以上所述，僅為本發(fā)明中的【具體實施方式】，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉該技術(shù)的人在本發(fā)明所揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可理解想到的變換或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的包含范圍之內(nèi)，因此，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書的保護范圍為準。
【權(quán)利要求】
1.一種集流式自適應(yīng)潮汐流發(fā)電裝置，其特征在于，該裝置包括集流器(I)、轉(zhuǎn)輪、發(fā)電機(5)、轉(zhuǎn)動軸(6)，所述轉(zhuǎn)輪設(shè)置在集流器(I)內(nèi)部； 所述轉(zhuǎn)輪包括葉片(2)、葉片轉(zhuǎn)動軸(3)、聯(lián)接架(7)，所述葉片(2)通過葉片轉(zhuǎn)動軸(3)安裝在聯(lián)接架(7)上；所述聯(lián)接架(7)通過轉(zhuǎn)動軸(6)與發(fā)電機(5)連接； 在潮汐流動時，將該裝置放置在海水中，集流器(I)的進水口對準潮汐流方向，潮汐流通過集流器(I)后帶動轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)，從而驅(qū)動發(fā)電機(5 )發(fā)電，同時，轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)時，在潮汐流作用下，葉片(2 )繞葉片轉(zhuǎn)動軸(3 )在一定范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動，以減少潮汐流的阻力。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種集流式自適應(yīng)潮汐流發(fā)電裝置，其特征在于，所述一定范圍的限定有以下兩種情況: 一種為聯(lián)接架(7)上設(shè)置以葉片轉(zhuǎn)動軸(3)為圓心的弧形孔，葉片(2)的兩端設(shè)置凸出的圓柱體(4)，圓柱體(4)放入弧形孔中，以限制葉片(2)繞葉片轉(zhuǎn)動軸(3)轉(zhuǎn)動的范圍； 另一種為聯(lián)接架(7)上設(shè)置限位塊(8)，以限制葉片(2)繞葉片轉(zhuǎn)動軸(3)轉(zhuǎn)動的范圍。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種集流式自適應(yīng)潮汐流發(fā)電裝置，其特征在于，所述集流器(I)的進水口、出水口均為矩形，并呈曲線形向內(nèi)部收縮。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種集流式自適應(yīng)潮汐流發(fā)電裝置，其特征在于，所述集流器(I)進水口的高度(H3)與轉(zhuǎn)輪高度(Hl)的比值為1.2?1.8，喉部的高度(H2)與轉(zhuǎn)輪高度(Hl)的比值為1.05?1.20，曲線形部分的長度(L2)與轉(zhuǎn)輪高度(Hl)的比值為0.2?0.8。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種集流式自適應(yīng)潮汐流發(fā)電裝置，其特征在于，所述集流器(I)進水口的寬度(W2)與轉(zhuǎn)輪直徑(Dl)的比值為1.2?1.8，喉部的寬度(Wl)與轉(zhuǎn)輪直徑(Dl)的比值為1.05?1.20。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種集流式自適應(yīng)潮汐流發(fā)電裝置，其特征在于，所述葉片(2)截面的凹面曲率(Rl)與葉片進口邊緣到出口邊緣的長度(LI)的比值為0.5?1.0，截面的凸面圓的半徑(R2)與葉片進口邊緣到出口邊緣的長度(LI)的比值為0.3?0.8。
【文檔編號】F03B13/26GK103953495SQ201410155331
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年4月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月18日
【發(fā)明者】李龍, 王澤
申請人:河海大學