自適應(yīng)牽引式潮流能發(fā)電裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種自適應(yīng)牽引式潮流能發(fā)電裝置，包括：主浮筒、兩個(gè)側(cè)浮筒、兩個(gè)連接臂、萬向聯(lián)軸器、連接桿、底座和兩個(gè)水輪機(jī)；側(cè)浮筒分別對稱設(shè)置在主浮筒的兩側(cè)，水輪機(jī)通過所述的連接臂安裝在對應(yīng)的所述側(cè)浮筒上，連接桿的一端部鉸接在所述主浮筒上，連接桿的另一端部連接在所述萬向聯(lián)軸器上，萬向聯(lián)軸器安裝在所述底座上；所述主浮筒的一端口設(shè)置有進(jìn)出水口，所述主浮筒的另一端部設(shè)置有氣閥。本發(fā)明利用了萬向聯(lián)軸器保證了水輪機(jī)的旋轉(zhuǎn)平面始終可以面對潮流的來向，提高了獲能效率。同時(shí)，提出了一種主浮筒、側(cè)浮筒結(jié)合的十字形浮體結(jié)構(gòu)，并通過對主浮筒進(jìn)行充氣排水和放氣進(jìn)水實(shí)現(xiàn)了水輪機(jī)升降，方便了水輪機(jī)的安裝與維護(hù)。
【專利說明】自適應(yīng)牽引式潮流能發(fā)電裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于海洋能開發(fā)【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種潮流能發(fā)電裝置，尤其涉及一種自適應(yīng)牽引式潮流能發(fā)電裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]經(jīng)濟(jì)的發(fā)展伴隨著能源的消耗，近幾年內(nèi)，世界范圍內(nèi)能源的短缺問題越來越重。作為一種補(bǔ)充能源，海洋能的開發(fā)日益受到世界各國的關(guān)注，海洋能的開發(fā)技術(shù)得到了快速發(fā)展。升力型的海洋能發(fā)電裝置主要利用流體流過葉片時(shí)產(chǎn)生的升力效應(yīng)來產(chǎn)生推動(dòng)渦輪機(jī)的力矩實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換。如果要提高升力型水輪機(jī)的獲能效率，就應(yīng)該使水輪機(jī)的葉片旋轉(zhuǎn)軸心可以自動(dòng)跟蹤潮流方向，盡量保持與潮流的方向平行，但是現(xiàn)有應(yīng)用中水輪機(jī)大多都不能實(shí)現(xiàn)，這樣導(dǎo)致獲取潮流能的效率降低，對于潮流能的中的能量也不能很好地提取利用。另外，水輪機(jī)屬于潮流能發(fā)電裝置的核心部件，在運(yùn)行過程中經(jīng)常會(huì)發(fā)生故障，這樣就需要對其進(jìn)行檢修，而對于坐海底式潮流能發(fā)電裝置來說，水輪機(jī)的安裝和檢修則需要用到大型船只和起重機(jī)，這樣就會(huì)導(dǎo)致水輪機(jī)的安裝和檢修費(fèi)用較高且費(fèi)時(shí)費(fèi)力，極為不方便。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是:提供一種自適應(yīng)牽引式潮流能發(fā)電裝置，解決現(xiàn)有技術(shù)中潮流能發(fā)電裝置維修難度大、成本較高、獲能效率低的問題，實(shí)現(xiàn)通過潮流能自適應(yīng)牽引式潮流能發(fā)電裝置提高可維修性能，降低維修難度和提高了獲能效率。
[0004]本發(fā)明所提供的具體技術(shù)方案是:一種自適應(yīng)牽引式潮流能發(fā)電裝置，其特征在于，包括:主浮筒、兩個(gè)側(cè)浮筒、兩個(gè)連接臂、萬向聯(lián)軸器、連接桿、底座和兩個(gè)水輪機(jī)；所述側(cè)浮筒分別對稱設(shè)置在所述主浮筒的兩側(cè)，所述水輪機(jī)通過所述的連接臂安裝在對應(yīng)的所述側(cè)浮筒上，所述連接桿的一端部鉸接在所述主浮筒上，所述連接桿的另一端部連接在所述萬向聯(lián)軸器上，所述萬向聯(lián)軸器安裝在所述底座上；所述主浮筒的一端口設(shè)置有進(jìn)出水口，所述主浮筒的另一端部設(shè)置有氣閥。
[0005]進(jìn)一步的，所述側(cè)浮筒靠近所述氣閥。
[0006]進(jìn)一步的，所述連接桿上端為U形結(jié)構(gòu)，所述主浮筒位于所述U形結(jié)構(gòu)中，所述U形結(jié)構(gòu)可轉(zhuǎn)動(dòng)的連接在所述主浮筒上。
[0007]進(jìn)一步的，所述U形結(jié)構(gòu)靠近所述側(cè)浮筒。
[0008]進(jìn)一步的，所述氣閥與氣管連接，所述氣管與充氣排氣裝置連接，所述充氣排氣裝置為抽氣、打氣兩用型真空泵。
[0009]進(jìn)一步的，所述連接臂與所述主浮筒的軸線平行，兩個(gè)所述水輪機(jī)的軸線相互平行并與所述主浮筒的軸線垂直。
[0010]本發(fā)明相比與現(xiàn)有技術(shù)相比有如下優(yōu)點(diǎn)和積極效果:
(I)本發(fā)明供的自適應(yīng)牽引式潮流能發(fā)電裝置，通過設(shè)置一主浮筒與側(cè)浮筒來形成一個(gè)由主浮筒和側(cè)浮筒構(gòu)成的十字形浮體結(jié)構(gòu)，且在側(cè)浮筒的兩側(cè)分別對應(yīng)的設(shè)置水輪機(jī)，在主浮筒一端口上設(shè)置進(jìn)出水口，另一端部設(shè)置氣閥，這樣可以通過氣閥與進(jìn)出水口的配合實(shí)現(xiàn)對主浮筒的充氣排水和放氣進(jìn)水控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)主浮筒底部的升降來間接的帶動(dòng)水輪機(jī)一起升降，并且可以保證主浮筒在上浮和下降時(shí)自動(dòng)調(diào)整位姿，方便了水輪機(jī)的安裝和檢修。
[0011](2)本發(fā)明還設(shè)置了一萬向聯(lián)軸器，萬向聯(lián)軸器與連接桿鉸接，連接桿鉸接在主浮筒上，這樣在潮流運(yùn)行中，水輪機(jī)即能夠自動(dòng)的適應(yīng)潮流的流向使水輪機(jī)葉片的回轉(zhuǎn)面可以始終面對潮流的來向，獲得較多的能量，提高了獲能效率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0013]圖1為本發(fā)明自適應(yīng)牽引式潮流能發(fā)電裝置實(shí)施例處于維修狀態(tài)的立體圖；
圖2為本發(fā)明自適應(yīng)牽引式潮流能發(fā)電裝置實(shí)施例處于工作狀態(tài)的立體圖；
圖3為本發(fā)明自適應(yīng)牽引式潮流能發(fā)電裝置實(shí)施例處于工作狀態(tài)的主視圖；
圖4為本發(fā)明自適應(yīng)牽引式潮流能發(fā)電裝置實(shí)施例處于工作狀態(tài)的左視圖；
圖5為本發(fā)明自適應(yīng)牽引式潮流能發(fā)電裝置實(shí)施例主浮筒與側(cè)浮筒處于工作狀態(tài)的結(jié)構(gòu)圖；
圖6為本發(fā)明自適應(yīng)牽引式潮流能發(fā)電裝置實(shí)施例主浮筒處于工作狀態(tài)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖；
圖7為本發(fā)明自適應(yīng)牽引式潮流能發(fā)電裝置實(shí)施例萬向聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)圖。

【具體實(shí)施方式】
[0014]為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0015]如圖1-圖6所示，本實(shí)施例自適應(yīng)牽引式潮流能發(fā)電裝置，包括:主浮筒1、兩個(gè)側(cè)浮筒2、兩個(gè)連接臂3、萬向聯(lián)軸器4、連接桿5、底座6和兩個(gè)水輪機(jī)7 ;所述側(cè)浮筒2分別對稱設(shè)置在所述主浮筒I的兩側(cè)，所述水輪機(jī)7通過所述的連接臂3安裝在對應(yīng)的所述側(cè)浮筒2上，所述連接桿5的一端部鉸接在所述主浮筒I上，所述連接桿5的另一端部連接在所述萬向聯(lián)軸器4上，所述萬向聯(lián)軸器4安裝在所述底座6上；所述主浮筒I的一端口設(shè)置有進(jìn)出水口 11，所述主浮筒的另一端部設(shè)置有氣閥12。
[0016]本發(fā)明中主浮筒I與兩個(gè)側(cè)浮筒2形成浮體的主體，側(cè)浮筒2對稱設(shè)置在主浮筒I兩側(cè)，與主浮筒I構(gòu)成十字形浮體結(jié)構(gòu)，連接臂3固定連接于側(cè)浮筒2上，然后連接臂3再分別連接水輪機(jī)7，這樣可以通過向主浮筒I充氣排水和放氣進(jìn)水實(shí)現(xiàn)主浮筒I底部的升降，從而帶動(dòng)連接臂3上的水輪機(jī)7 —起升降。當(dāng)主浮筒I充氣排水后其底部浮上水面，主浮筒I基本上呈水平狀態(tài)，水輪機(jī)7也露出海平面，這時(shí)便于水輪機(jī)7的安裝和檢修；當(dāng)主浮筒I放氣進(jìn)水時(shí)其底部沉入水中，主浮筒I基本上在水中呈豎直狀態(tài)，這樣也同時(shí)確保了水輪機(jī)7的葉片回轉(zhuǎn)面為豎直方向?？梢钥闯?，通過利用充氣排氣裝置8對主浮筒I進(jìn)行充氣排水或放氣充水控制即可以實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)牽引式潮流能發(fā)電裝置的兩種不同狀態(tài):工作狀態(tài)和檢修狀態(tài)。通常在海上運(yùn)輸和安裝時(shí)采用檢修狀態(tài)。
[0017]為了實(shí)現(xiàn)在充氣或排氣后，主浮筒I與側(cè)浮筒2形成的十字形結(jié)構(gòu)可以輕松方便的實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)上浮與下降，本實(shí)施中的側(cè)浮筒2結(jié)構(gòu)在安裝時(shí)靠近氣閥12，U形結(jié)構(gòu)靠近側(cè)浮筒2處。
[0018]為實(shí)現(xiàn)在充氣后，主浮筒I結(jié)構(gòu)上翻處于水平懸浮狀態(tài)且?guī)?dòng)側(cè)浮筒2及連接臂
3、水輪機(jī)7 —起處于水平懸浮狀態(tài)，連接臂3安裝時(shí)應(yīng)與主浮筒I的軸線平行，兩個(gè)水輪機(jī)7的裝配完后其軸線應(yīng)相互平行并與主浮筒I的軸線垂直。
[0019]為使主浮筒I與側(cè)浮筒2形成的主浮體方便回轉(zhuǎn)，本發(fā)明中的連接桿5上端設(shè)計(jì)為U形結(jié)構(gòu)，下端為一直桿且連接桿5的上下端均開設(shè)銷軸孔，U形結(jié)構(gòu)可轉(zhuǎn)動(dòng)的連接在所述主浮筒I上且主浮筒I位于U形結(jié)構(gòu)中，連接桿5的下端與萬向聯(lián)軸器4鉸接，這樣即可以滿足水輪機(jī)7多方向轉(zhuǎn)動(dòng)的需求，又可以在十字形浮體和水輪機(jī)7的升降的過程中，確保主浮筒I和側(cè)浮筒2構(gòu)成的十字形浮體可以相對于連接桿5的U形部做橫向回轉(zhuǎn)。
[0020]進(jìn)一步來說，所述主浮筒I與所述側(cè)浮筒2均為密封的空腔結(jié)構(gòu)，所述主浮筒I與所述側(cè)浮筒2垂直且其內(nèi)腔是隔離開的，不連通的，側(cè)浮筒2主要是作為浮體漂浮在水面上，防止裝置落入海中。
[0021]為保證精密性，本實(shí)施例中主浮筒I的上端面為一密封蓋，在密封蓋內(nèi)設(shè)置一氣閥11，將氣閥通過氣管9與充氣排氣裝置8連接，來實(shí)現(xiàn)對主浮筒I的充氣與排氣，在本實(shí)施例中充氣排氣裝置8選用的為抽氣、打氣兩用型真空泵，可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)對于主浮筒I的充氣與排氣功能，且價(jià)格低廉方便攜帶。同時(shí)，在主浮筒I 一端口處還開設(shè)了一個(gè)充放水孔11，這樣通過氣閥12向主浮筒I內(nèi)進(jìn)行充氣或放氣，充氣時(shí)，由于氣體不斷進(jìn)入主浮筒I產(chǎn)生壓力，會(huì)慢慢的將主浮筒I內(nèi)水排出，實(shí)現(xiàn)主浮筒I內(nèi)腔的排水；而排氣時(shí)，由于主浮筒I內(nèi)氣體逐漸被抽出，壓力變小，水流會(huì)迅速的充滿主浮筒1，實(shí)現(xiàn)主浮筒I內(nèi)腔充水。通過這樣的充氣與排氣操作可以使主浮筒I底部繞側(cè)浮筒2回轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)主浮筒I的連接臂3在水中上浮或下降。
[0022]本實(shí)施例中所述的底座6包括一立柱61、座體62,立柱61固連于所述底座6上，萬向聯(lián)軸器4與立柱61鉸接，這樣在海水中隨著潮流中不斷的方向變化，萬向聯(lián)軸器可以繞底座上的立柱實(shí)現(xiàn)多方位的回轉(zhuǎn)，滿足水輪機(jī)獲取能量的需求，底座6選用重力式底座，可以增強(qiáng)其穩(wěn)固性，防止被海水沖走。
[0023]具體的說，當(dāng)本發(fā)明在海上安裝時(shí)，可以預(yù)先將連接桿5的直桿端部與萬向聯(lián)軸器4連接，萬向聯(lián)軸器4與重力式底座6進(jìn)行連接。然后將重力式底座6沉入施工地點(diǎn)的海底，連接桿5的U形端部浮在海面上。在海上運(yùn)輸主浮筒I和側(cè)浮筒2構(gòu)成的十字形浮體時(shí)，先通過船載充氣排氣裝置8對主浮筒I進(jìn)行充氣排水，主浮筒I處于水平懸浮狀態(tài)，整個(gè)主浮筒I和側(cè)浮筒2構(gòu)成的十字形浮體也處于水平懸浮狀態(tài)如圖1所示。用相對較小的船只(不需要大型起重設(shè)施和駁船)可以將主浮筒I和側(cè)浮筒2構(gòu)成的十字形浮體拖行到施工地點(diǎn)，并將連接桿5的U形端部與主浮筒I進(jìn)行鉸接。當(dāng)水輪機(jī)7安裝到連接臂3上后，再通過船載充氣排氣裝置8對主浮筒I進(jìn)行放氣充水，在重力的作用下，主浮筒I的底部沉入水底，使主浮筒I和側(cè)浮筒2構(gòu)成的十字形浮體處于工作狀態(tài)如圖2所示。當(dāng)自適應(yīng)牽引式潮流能發(fā)電裝置處于工作狀態(tài)時(shí)，主浮筒I在水中處于豎直狀態(tài)。在潮流推力的作用下，推動(dòng)水輪機(jī)7進(jìn)行發(fā)電，進(jìn)一步來說，水輪機(jī)7主要由帶葉片的輪轂、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、封閉的機(jī)殼、發(fā)電裝置等組成，在海水中，潮流驅(qū)動(dòng)葉片帶動(dòng)輪轂旋轉(zhuǎn)，然后通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電。當(dāng)潮流方向改變時(shí)，由主浮筒I和側(cè)浮筒2構(gòu)成的十字形浮體和水輪機(jī)?通過連接桿5與萬向聯(lián)軸器4整體繞重力式底座6上的立柱61在水平面上回轉(zhuǎn)，使潮流發(fā)電裝置的葉片始終面對潮流的來向，最大限度提高獲能能力。
[0024]當(dāng)海平面的高度發(fā)生變化時(shí)，連接桿5通過萬向聯(lián)軸器4跟隨主浮筒I上下擺動(dòng)，自動(dòng)調(diào)整主浮筒I的豎直狀態(tài)。
[0025]最后應(yīng)說明的是:以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種自適應(yīng)牽引式潮流能發(fā)電裝置，其特征在于，包括:主浮筒、兩個(gè)側(cè)浮筒、兩個(gè)連接臂、萬向聯(lián)軸器、連接桿、底座和兩個(gè)水輪機(jī)；所述側(cè)浮筒分別對稱設(shè)置在所述主浮筒的兩側(cè)，所述水輪機(jī)通過所述的連接臂安裝在對應(yīng)的所述側(cè)浮筒上，所述連接桿的一端部鉸接在所述主浮筒上，所述連接桿的另一端部連接在所述萬向聯(lián)軸器上，所述萬向聯(lián)軸器安裝在所述底座上；所述主浮筒的一端口設(shè)置有進(jìn)出水口，所述主浮筒的另一端部設(shè)置有氣閥。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自適應(yīng)牽引式潮流能發(fā)電裝置，其特征在于，所述側(cè)浮筒靠近所述氣閥。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的自適應(yīng)牽引式潮流能發(fā)電裝置，其特征在于，所述連接桿上端為U形結(jié)構(gòu)，所述主浮筒位于所述U形結(jié)構(gòu)中，所述U形結(jié)構(gòu)可轉(zhuǎn)動(dòng)的連接在所述主浮筒上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的自適應(yīng)牽引式潮流能發(fā)電裝置，其特征在于，所述U形結(jié)構(gòu)靠近所述側(cè)浮筒。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自適應(yīng)牽引式潮流能發(fā)電裝置，其特征在于，所述氣閥與氣管連接，所述氣管與充氣排氣裝置連接，所述充氣排氣裝置為抽氣、打氣兩用型真空泵。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自適應(yīng)牽引式潮流能發(fā)電裝置，其特征在于，所述連接臂與所述主浮筒的軸線平行，兩個(gè)所述水輪機(jī)的軸線相互平行并與所述主浮筒的軸線垂直。
【文檔編號(hào)】F03B13/26GK104314743SQ201410539768
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年10月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月14日
【發(fā)明者】譚俊哲, 袁鵬, 王樹杰, 王丹丹, 王軍立 申請人:中國海洋大學(xué)