模塊化海洋能發(fā)電裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種模塊化海洋能發(fā)電裝置，包括外框架、至少四個(gè)內(nèi)框架和至少四個(gè)水輪發(fā)電機(jī)模組。至少四個(gè)內(nèi)框架可分離地設(shè)置于外框架內(nèi)。至少四個(gè)水輪發(fā)電機(jī)模組分別設(shè)置于至少四個(gè)內(nèi)框架內(nèi)。本實(shí)用新型的模塊化海洋能發(fā)電裝置具有至少四個(gè)內(nèi)置模塊，水輪發(fā)電機(jī)模組可形成陣列化排布。通過(guò)設(shè)置可分離的內(nèi)框架和外框架，從而實(shí)現(xiàn)模塊化組裝，大幅度降低維修和安裝費(fèi)用。
【專利說(shuō)明】模塊化海洋能發(fā)電裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于海洋能發(fā)電領(lǐng)域，尤其涉及一種模塊化海洋能發(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(dòng)的能量，作為可再生能源，儲(chǔ)量豐富，分布廣泛，具有極好的開(kāi)發(fā)前景和價(jià)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(guò)能量轉(zhuǎn)換裝置，將海水的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能。具體而言，首先海水沖擊水輪機(jī)，水輪機(jī)將水流的能量轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)的機(jī)械能，然后水輪機(jī)經(jīng)過(guò)機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)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(yán)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(lái)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，沒(méi)有通用和成熟的設(shè)備，效率低下，設(shè)備不能大規(guī)模化。
[0004]由于海洋環(huán)境復(fù)雜，水中阻力大，傳統(tǒng)的海洋能發(fā)電裝置的安裝都要在海里進(jìn)行，困難度高，費(fèi)用龐大。另外，由于發(fā)電裝置長(zhǎng)期接觸海水，在海水的長(zhǎng)期侵蝕和巨大沖擊力下，海洋能發(fā)電裝置使用一段時(shí)間后就要定期進(jìn)行維修或更換。然而傳統(tǒng)的海洋能發(fā)電裝置的維修和更換也均在海里進(jìn)行，困難度高，成本巨大。甚至，因?yàn)椴糠纸M件的損壞，導(dǎo)致整個(gè)海洋能發(fā)電裝置的報(bào)廢，這是海洋能發(fā)電裝置高成本的重要原因之一，也是造成現(xiàn)有的海洋能發(fā)電裝置無(wú)法大規(guī)?；⑸虡I(yè)化運(yùn)營(yíng)的直接原因。
[0005]尤其是水平軸水輪發(fā)電機(jī)，由于其所有設(shè)備(包括葉輪和發(fā)電機(jī))均在水下，因此水平軸水輪發(fā)電機(jī)的維修更加困難，成本更高。因此，即便水平軸水輪發(fā)電機(jī)的發(fā)電效率高于垂直軸水輪發(fā)電機(jī)，但水平軸水輪發(fā)電機(jī)仍然無(wú)法商業(yè)化。然而，目前海洋能發(fā)電領(lǐng)域的技術(shù)人員都忽略了對(duì)維修方式的改進(jìn)。
[0006]另外，傳統(tǒng)的海洋能發(fā)電裝置一般只采用一個(gè)至多兩個(gè)水輪發(fā)電機(jī)。然而只采用一個(gè)或兩個(gè)水輪發(fā)電機(jī)，為了提高發(fā)電功率，通常葉輪的直徑需要制造得很大，這樣會(huì)大大降低葉輪的轉(zhuǎn)速，同時(shí)增大扭矩，導(dǎo)致中心軸和齒輪箱之間的摩擦加大，中心軸和齒輪箱的成本攀高。另外，整個(gè)發(fā)電裝置的規(guī)模也會(huì)受到限制，發(fā)電裝置的成本會(huì)居高不下，制約了海洋能發(fā)電裝置的發(fā)展。
[0007]但是，目前海洋能發(fā)電領(lǐng)域的技術(shù)人員都存在著技術(shù)偏見(jiàn)，只著重于研發(fā)如何將水輪發(fā)電機(jī)的葉輪部分做大或者對(duì)葉輪葉片的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)以提高單個(gè)水輪發(fā)電機(jī)的發(fā)電功率。目前本領(lǐng)域沒(méi)有任何人研究如何在不改變?nèi)~輪的前提下，提高發(fā)電功率且降低成本以適合商業(yè)運(yùn)用。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0008]本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種模塊化海洋能發(fā)電裝置。
[0009]為實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的目的，本實(shí)用新型提供一種模塊化海洋能發(fā)電裝置，包括外框架、至少四個(gè)內(nèi)框架和至少四個(gè)水輪發(fā)電機(jī)模組。至少四個(gè)內(nèi)框架可分離地設(shè)置于外框架內(nèi)。至少四個(gè)水輪發(fā)電機(jī)模組分別設(shè)置于至少四個(gè)內(nèi)框架內(nèi)。
[0010]根據(jù)本實(shí)用新型的一實(shí)施例，水輪發(fā)電機(jī)模組包括水平軸水輪發(fā)電機(jī)，水平軸水輪發(fā)電機(jī)的軸線方向平行于水平面。
[0011]根據(jù)本實(shí)用新型的一實(shí)施例，模塊化海洋能發(fā)電裝置還包括至少一個(gè)導(dǎo)流罩，固定于內(nèi)框架或外框架。
[0012]根據(jù)本實(shí)用新型的一實(shí)施例，導(dǎo)流罩為直徑逐漸減小的圓筒狀。
[0013]根據(jù)本實(shí)用新型的一實(shí)施例，模塊化海洋能發(fā)電裝置還包括呈軸對(duì)稱設(shè)置的至少八個(gè)導(dǎo)流罩，固定于內(nèi)框架或外框架，導(dǎo)流罩分別位于水平軸水輪發(fā)電機(jī)沿水流方向的上游和下游。
[0014]根據(jù)本實(shí)用新型的一實(shí)施例，模塊化海洋能發(fā)電裝置還包括至少四根安裝軸，至少一個(gè)水平軸水輪發(fā)電機(jī)對(duì)應(yīng)安裝于每根安裝軸，至少一根安裝軸對(duì)應(yīng)安裝于每個(gè)內(nèi)框架。
[0015]根據(jù)本實(shí)用新型的一實(shí)施例，模塊化海洋能發(fā)電裝置還包括至少四根安裝軸，至少一個(gè)水平軸水輪發(fā)電機(jī)對(duì)應(yīng)安裝于每根安裝軸，至少一根安裝軸可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝于每個(gè)內(nèi)框架。
[0016]根據(jù)本實(shí)用新型的一實(shí)施例，模塊化海洋能發(fā)電裝置還包括驅(qū)動(dòng)單元，驅(qū)動(dòng)單元連接安裝軸以驅(qū)動(dòng)安裝軸轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0017]根據(jù)本實(shí)用新型的一實(shí)施例，水輪發(fā)電機(jī)模組包括垂直軸水輪發(fā)電機(jī)，垂直軸水輪發(fā)電機(jī)的軸線方向垂直于水平面。
[0018]根據(jù)本實(shí)用新型的一實(shí)施例，模塊化海洋能發(fā)電裝置還包括至少一個(gè)卷簾門式負(fù)荷調(diào)節(jié)模組，每個(gè)卷簾門式負(fù)荷調(diào)節(jié)模組包括導(dǎo)水單元、滾筒軸和驅(qū)動(dòng)器。導(dǎo)水單元包括至少兩個(gè)并排連接的導(dǎo)水板。滾筒軸固定連接導(dǎo)水單元的一端。驅(qū)動(dòng)器連接滾筒軸，驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)滾筒軸轉(zhuǎn)動(dòng)以展開(kāi)或收起導(dǎo)水單元。
[0019]根據(jù)本實(shí)用新型的一實(shí)施例，模塊化海洋能發(fā)電裝置還包括至少兩個(gè)柵欄，設(shè)置于內(nèi)框架或外框架，至少兩個(gè)柵欄分別位于水輪發(fā)電機(jī)模組沿水流方向的上游和下游。
[0020]根據(jù)本實(shí)用新型的一實(shí)施例，模塊化海洋能發(fā)電裝置還包括至少一個(gè)限流板，設(shè)置于內(nèi)框架或外框架。
[0021]根據(jù)本實(shí)用新型的一實(shí)施例，模塊化海洋能發(fā)電裝置還包括至少一個(gè)浮筒平臺(tái)，設(shè)置于外框架且平行于水平面。
[0022]根據(jù)本實(shí)用新型的一實(shí)施例，模塊化海洋能發(fā)電裝置還包括至少兩個(gè)浮筒單元，設(shè)置于外框架的兩側(cè)，每個(gè)浮筒單元平行于水流方向且垂直于水平面。
[0023]根據(jù)本實(shí)用新型的一實(shí)施例，模塊化海洋能發(fā)電裝置還包括拉環(huán)和拉索，拉環(huán)設(shè)于外框架上，拉索的一端設(shè)于拉環(huán)上。
[0024]根據(jù)本實(shí)用新型的一實(shí)施例，模塊化海洋能發(fā)電裝置還包括固定裝置，固定裝置包括基座、固定單元和多個(gè)錨樁?；哂泄潭ú邸Ｍ饪蚣芡ㄟ^(guò)固定單元固定于基座的固定槽中。至少一個(gè)錨樁穿設(shè)基座且插入海底固定。
[0025]綜上所述，本實(shí)用新型的模塊化海洋能發(fā)電裝置具有至少四個(gè)內(nèi)置模塊，水輪發(fā)電機(jī)模組可形成陣列化排布。相比傳統(tǒng)的海洋能發(fā)電裝置，本實(shí)用新型在提高發(fā)電功率的同時(shí)，解決了傳統(tǒng)海洋能發(fā)電裝置中單個(gè)水輪發(fā)電機(jī)需要大型化從而產(chǎn)生的高成本的問(wèn)題。通過(guò)設(shè)置可分離的內(nèi)框架和外框架，從而實(shí)現(xiàn)發(fā)電裝置的模塊化組裝和替換，大幅度降低維修和安裝費(fèi)用，克服了傳統(tǒng)海洋能發(fā)電裝置無(wú)法商業(yè)化、大規(guī)?；碾y題。
[0026]當(dāng)水輪發(fā)電機(jī)模組是水平軸水輪發(fā)電機(jī)，通過(guò)設(shè)置可轉(zhuǎn)動(dòng)的安裝軸，使得無(wú)論水流朝哪個(gè)方向流入，水平軸水輪發(fā)電機(jī)的葉輪始終朝向水流，從而確保最大的發(fā)電功率。尤其適用于利用潮汐能進(jìn)行發(fā)電。于具體實(shí)施中，一根安裝軸上可裝有多個(gè)水平軸水輪發(fā)電機(jī)，從而大幅度提高發(fā)電功率。通過(guò)設(shè)置導(dǎo)流罩，將水流都集中導(dǎo)向水平軸水輪發(fā)電機(jī)，使得水平軸水輪發(fā)電機(jī)的葉輪受力更大、轉(zhuǎn)速更快，從而提高發(fā)電效率。優(yōu)選地，在水平軸水輪發(fā)電機(jī)的上游和下游都設(shè)置導(dǎo)流罩，這樣即便潮流改變方向(譬如漲潮和落潮)，導(dǎo)流罩均可以有效地對(duì)水流進(jìn)行導(dǎo)向。
[0027]于具體實(shí)施中，卷簾門式負(fù)荷調(diào)節(jié)模組能調(diào)節(jié)水輪發(fā)電機(jī)模組承受的負(fù)荷，因此，模塊化海洋能發(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(dòng)大，穩(wěn)定性差的問(wèn)題。
[0028]本實(shí)用新型實(shí)施例提供的模塊化海洋能發(fā)電裝置通過(guò)在上下游設(shè)置至少兩個(gè)柵欄，保護(hù)設(shè)置其內(nèi)的水輪發(fā)電機(jī)模組不受海里垃圾的損害，延長(zhǎng)水輪發(fā)電機(jī)模組的使用壽命O
[0029]本實(shí)用新型實(shí)施例提供的限流板在保護(hù)水輪發(fā)電機(jī)模組不受海里垃圾損害的同時(shí)，也避免了其它方向水流對(duì)水輪發(fā)電機(jī)模組的干擾，從而提高發(fā)電模組的發(fā)電效率。
[0030]本實(shí)用新型實(shí)施例提供的模塊化海洋能發(fā)電裝置可以通過(guò)設(shè)置提供浮筒平臺(tái)或浮筒單元進(jìn)行漂浮式固定，也可以通過(guò)固定裝置固定在海床。再者，通過(guò)設(shè)置拉環(huán)和拉索，使得模塊化海洋能發(fā)電裝置能在水中有效固定，便于維修檢查。
[0031]為讓本實(shí)用新型的上述和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉較佳實(shí)施例，并配合附圖，作詳細(xì)說(shuō)明如下。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0032]圖1所示為根據(jù)本實(shí)用新型第一實(shí)施例提供的模塊化海洋能發(fā)電裝置的俯視圖。
[0033]圖2為圖1的局部放大示意圖。
[0034]圖3為圖1的主視剖視圖。
[0035]圖4為圖3的局部放大示意圖。
[0036]圖5所示為根據(jù)本實(shí)用新型第二實(shí)施例提供的模塊化海洋能發(fā)電裝置的俯視圖。
[0037]圖6為圖5的局部放大示意圖。
[0038]圖7為圖5的主視剖視圖。
[0039]圖8為圖7的局部放大示意圖。
[0040]圖9所示為根據(jù)本實(shí)用新型第三實(shí)施例提供的模塊化海洋能發(fā)電裝置的俯視圖。
[0041]圖10為圖9的主視剖視圖。
[0042]圖11所示為根據(jù)本實(shí)用新型第三實(shí)施例提供的模塊化海洋能發(fā)電裝置的柵欄的示意圖。
[0043]圖12所示為根據(jù)本實(shí)用新型第四實(shí)施例的模塊化海洋能發(fā)電裝置的俯視圖。
[0044]圖13所示為根據(jù)本實(shí)用新型第四實(shí)施例提供的模塊化海洋能發(fā)電裝置的卷簾門式負(fù)荷調(diào)節(jié)模組的主視圖。
[0045]圖14為圖13的局部放大示意圖。
[0046]圖15為圖13的側(cè)視圖。
[0047]圖16為圖15的局部放大示意圖。
[0048]圖17所示為根據(jù)本實(shí)用新型第五實(shí)施例的模塊化海洋能發(fā)電裝置的俯視圖。
[0049]圖18為圖17的主視剖視圖。
[0050]圖19為圖17的側(cè)視剖視圖。
[0051]圖20所示為根據(jù)本實(shí)用新型第六實(shí)施例提供的模塊化海洋能發(fā)電裝置的側(cè)視剖視圖。
[0052]圖21所示為根據(jù)本實(shí)用新型第七實(shí)施例提供的模塊化海洋能發(fā)電裝置的側(cè)視剖視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0053]圖1所示為根據(jù)本實(shí)用新型第一實(shí)施例提供的模塊化海洋能發(fā)電裝置的俯視圖。圖2為圖1的局部放大示意圖。圖3為圖1的主視剖視圖。圖4為圖3的局部放大示意圖。請(qǐng)一并參考圖1至圖4。模塊化海洋能發(fā)電裝置100包括外框架1、至少四個(gè)內(nèi)框架3和至少四個(gè)水輪發(fā)電機(jī)模組4。
[0054]于本實(shí)施例中，外框架I由鋼材料焊接而成，并有減小水流阻力的設(shè)計(jì)。因此外框架I重量輕，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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。
[0055]至少四個(gè)內(nèi)框架3可分離地設(shè)置于外框架I內(nèi)。于本實(shí)施例中，內(nèi)框架3上可設(shè)有卡勾，夕卜框架I上可設(shè)有卡槽，內(nèi)框架3通過(guò)卡勾和卡槽的相互卡合嵌入到外框架I內(nèi)。然而，本實(shí)用新型對(duì)內(nèi)框架3與外框架I之間的固定方式不作任何限定。
[0056]本實(shí)用新型通過(guò)內(nèi)框架3的陣列設(shè)置使得水輪發(fā)電機(jī)模組4呈陣列式分布。通過(guò)提高水輪發(fā)電機(jī)模組4的數(shù)量，使得每個(gè)水輪發(fā)電機(jī)模組4的葉輪都無(wú)需做大。在提高整個(gè)發(fā)電裝置的發(fā)電功率的前提下，大幅度降低了水輪發(fā)電機(jī)模組4的制造成本且延長(zhǎng)水輪發(fā)電機(jī)模組4的使用壽命，克服了傳統(tǒng)技術(shù)中只把研發(fā)重點(diǎn)放在做大單個(gè)水輪發(fā)電機(jī)規(guī)模的技術(shù)偏見(jiàn)。
[0057]—個(gè)內(nèi)框架3和一個(gè)水輪發(fā)電機(jī)模組4共同形成內(nèi)置模塊。換言之,每個(gè)內(nèi)置模塊具有一個(gè)內(nèi)框架3和至少一個(gè)水輪發(fā)電機(jī)模組4。于實(shí)際應(yīng)用中，可先將水輪發(fā)電機(jī)模組4固定在內(nèi)框架3內(nèi)，然后將至少四個(gè)內(nèi)框架3分別固定在外框架I內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)水輪發(fā)電機(jī)模組4的模塊化安裝以及陣列式分布。具體而言，內(nèi)置模塊的安裝可在岸上進(jìn)行，然后將內(nèi)置模塊吊入置于海中的外框架I內(nèi)和外框架I進(jìn)行固定，如此大大簡(jiǎn)化安裝程序，減少安裝時(shí)間，降低海洋中安裝難度。
[0058]于第一實(shí)施例中，水輪發(fā)電機(jī)模組4包括水平軸水輪發(fā)電機(jī)，水平軸水輪發(fā)電機(jī)的軸線方向A2平行于水平面P。水平軸水輪發(fā)電機(jī)包括葉輪41和發(fā)電機(jī)42，水平軸水輪發(fā)電機(jī)的軸線方向A2為水平軸水輪發(fā)電機(jī)的葉輪41的軸線方向。然而，本實(shí)用新型對(duì)此不作任何限定。于其它實(shí)施例中，水輪發(fā)電機(jī)模組4可包括垂直軸水輪發(fā)電機(jī)，垂直軸水輪發(fā)電機(jī)的軸線方向垂直于水平面。
[0059]由于水平軸水輪發(fā)電機(jī)的葉輪41和發(fā)電機(jī)42全部在水下，因此，若水平軸水輪發(fā)電機(jī)發(fā)生故障，傳統(tǒng)的海洋能發(fā)電裝置將需要在海里進(jìn)行維修。這樣維修非常困難且費(fèi)用龐大。然而，本實(shí)用新型的模塊化海洋能發(fā)電裝置100可直接將內(nèi)置模塊從海中取出進(jìn)行維修或更換，實(shí)現(xiàn)海洋能發(fā)電裝置的快速更換和維修，大大降低了維修成本，使得模塊化海洋能發(fā)電裝置100的商業(yè)化得以實(shí)現(xiàn)。
[0060]于本實(shí)施例中，模塊化海洋能發(fā)電裝置100還包括至少四根安裝軸2，至少一個(gè)水平軸水輪發(fā)電機(jī)對(duì)應(yīng)安裝于安裝軸2上，至少一根安裝軸2對(duì)應(yīng)安裝于每個(gè)內(nèi)框架3。于本實(shí)施例中，安裝軸2的軸線方向Al垂直于水平面P。然而，本實(shí)用新型對(duì)此不作任何限定。于其它實(shí)施例中，安裝軸2的軸線方向Al可平行于水平面P。一個(gè)內(nèi)框架3與對(duì)應(yīng)的安裝軸2和水平軸水輪發(fā)電機(jī)共同形成內(nèi)置模塊。換言之，每個(gè)內(nèi)置模塊具有至少一根安裝軸2和至少一個(gè)水平軸水輪發(fā)電機(jī)。于本實(shí)施例中，內(nèi)框架3的數(shù)量等于安裝軸2的數(shù)量，且水平軸水輪發(fā)電機(jī)的數(shù)量也等于安裝軸2的數(shù)量。然而，本實(shí)用新型對(duì)此不作任何限定。于其它實(shí)施例中，一個(gè)內(nèi)置模塊可具有多根安裝軸2和多個(gè)水輪發(fā)電機(jī)模組4。
[0061]于本實(shí)施例中，安裝軸2可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝于內(nèi)框架3。通過(guò)設(shè)置可轉(zhuǎn)動(dòng)的安裝軸2，使得無(wú)論水流朝哪個(gè)方向流入，水平軸水輪發(fā)電機(jī)的葉輪41始終朝向水流，從而確保最大的發(fā)電功率。由于漲潮和落潮的水流方向相反，因此具有可轉(zhuǎn)動(dòng)安裝軸2的模塊化海洋能發(fā)電裝置100尤其適用于利用潮汐能進(jìn)行發(fā)電。于本實(shí)施例中，如圖1所示，內(nèi)框架3的俯視橫截面為中間具有橫梁31的矩形。安裝軸2的兩端可轉(zhuǎn)動(dòng)地設(shè)置于中間的橫梁31上。然而，本實(shí)用新型對(duì)此不作任何限定。于其它實(shí)施例中，安裝軸2可不轉(zhuǎn)動(dòng)地固定安裝于內(nèi)框架3。
[0062]于本實(shí)施例中，模塊化海洋能發(fā)電裝置100還包括驅(qū)動(dòng)單元5，驅(qū)動(dòng)單元5連接安裝軸2以驅(qū)動(dòng)安裝軸2轉(zhuǎn)動(dòng)。于本實(shí)施例中,驅(qū)動(dòng)單元5的數(shù)量對(duì)應(yīng)于安裝軸2的數(shù)量,為至少四個(gè)。每個(gè)驅(qū)動(dòng)單元5包括電動(dòng)機(jī)51和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)52,傳動(dòng)機(jī)構(gòu)52連接安裝軸2的一端(為圖4中的上端)，電動(dòng)機(jī)51通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)52驅(qū)動(dòng)安裝軸2轉(zhuǎn)動(dòng)。于本實(shí)施例中,傳動(dòng)機(jī)構(gòu)52包括主動(dòng)齒輪和與主動(dòng)齒輪相嚙合的從動(dòng)齒輪。電動(dòng)機(jī)51驅(qū)動(dòng)主動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)從動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)。從動(dòng)齒輪的齒輪孔與安裝軸2的上端緊密配合，從而帶動(dòng)安裝軸2轉(zhuǎn)動(dòng)。然而，本實(shí)用新型對(duì)此不作任何限定。于其它實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)單元可包括電動(dòng)機(jī)和減速機(jī)。由于現(xiàn)有的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速都較快，通過(guò)減速機(jī)后轉(zhuǎn)速大大降低，因此能有效且精準(zhǔn)地控制安裝軸2的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)動(dòng)幅度。
[0063]于實(shí)際應(yīng)用中，當(dāng)水流沿圖1中所示的水流方向D流向模塊化海洋能發(fā)電裝置100，驅(qū)動(dòng)單元5不運(yùn)作。此時(shí)，水平軸水輪發(fā)電機(jī)的葉輪41面向水流。當(dāng)水流沿水流方向D相反的方向(從圖1中看去為由上往下)流向模塊化海洋能發(fā)電裝置100，驅(qū)動(dòng)單元5驅(qū)動(dòng)安裝軸2轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)水平軸水輪發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)180度，使得葉輪41從朝下改為朝上，以保證水平軸水輪發(fā)電機(jī)的葉輪41始終朝向水流。此種情況尤其適用于利用潮汐能發(fā)電，確保了最大的發(fā)電功率。
[0064]于本實(shí)施例中，水平軸水輪發(fā)電機(jī)為二片葉輪發(fā)電機(jī)、三片葉輪發(fā)電機(jī)或四片葉輪發(fā)電機(jī)中的任一種或其任意組合。然而，本實(shí)用新型對(duì)水平軸水輪發(fā)電機(jī)的葉輪41的葉片數(shù)量不作任何限定。
[0065]于本實(shí)施例中，模塊化海洋能發(fā)電裝置100還包括至少一個(gè)限流板10，至少一個(gè)限流板10設(shè)置于內(nèi)框架3或外框架I。優(yōu)選地，模塊化海洋能發(fā)電裝置100包括至少兩個(gè)限流板10，兩個(gè)限流板10相對(duì)設(shè)置于內(nèi)框架3或外框架I的兩側(cè)。具體而言，兩個(gè)限流板10可位于圖1中外框架I的左側(cè)和右側(cè)。通過(guò)在兩側(cè)設(shè)置限流板10，可以將水流盡可能地集中在外框架I內(nèi)，防止水流從兩側(cè)邊跑出，從而保證全部水流直接沖向葉輪41，帶動(dòng)葉輪41轉(zhuǎn)動(dòng)從而提高發(fā)電功率。然而，本實(shí)用新型對(duì)限流板10的數(shù)量和設(shè)置位置不作任何限定。于其它實(shí)施例中，外框架I的底部也可設(shè)置有限流板10。
[0066]另外，由于海洋環(huán)境較為復(fù)雜，水流的主要方向雖為水流方向D及其相反方向，但偶爾會(huì)有其他方向的水流進(jìn)行干擾。通過(guò)設(shè)置兩個(gè)限流板10，還避免了其它方向水流對(duì)葉輪41的干擾，保障了每個(gè)葉輪41穩(wěn)定地朝一個(gè)方向進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，從而提高水輪發(fā)電機(jī)模組4的發(fā)電效率。并且，通過(guò)設(shè)置限流板10可以適當(dāng)增加外框架I的封閉性，還避免了海中垃圾進(jìn)入外框架I內(nèi)對(duì)水輪發(fā)電機(jī)模組4造成損害。
[0067]圖5所示為根據(jù)本實(shí)用新型第二實(shí)施例提供的模塊化海洋能發(fā)電裝置的俯視圖。圖6為圖5的局部放大示意圖。圖7為圖5的主視剖視圖。圖8為圖7的局部放大示意圖。請(qǐng)一并參考圖5至圖8。
[0068]于第二實(shí)施例中，外框架1、安裝軸2、內(nèi)框架3、水輪發(fā)電機(jī)模組4和驅(qū)動(dòng)單元5的結(jié)構(gòu)和功能，皆如第一實(shí)施例所述，相同元件都以相同標(biāo)號(hào)進(jìn)行表示，在此不再贅述。以下僅就不同之處予以說(shuō)明。
[0069]于本實(shí)施例中，模塊化海洋能發(fā)電裝置200還包括至少一個(gè)導(dǎo)流罩6，固定于內(nèi)框架3或外框架I。優(yōu)選地，模塊化海洋能發(fā)電裝置200還包括呈軸對(duì)稱設(shè)置的至少八個(gè)導(dǎo)流罩6，固定于內(nèi)框架3或外框架1，導(dǎo)流罩6分別位于水平軸水輪發(fā)電機(jī)沿水流方向D的上游和下游。
[0070]于本實(shí)施例中，導(dǎo)流罩6為直徑逐漸減小的圓筒狀。具體而言,每?jī)蓚€(gè)導(dǎo)流罩6沿內(nèi)框架3中間的橫梁31呈軸對(duì)稱。如圖6所示，位于上方的導(dǎo)流罩6，其直徑由上而下遞減，位于下方的導(dǎo)流罩6，其直徑由下而上遞減。通過(guò)設(shè)置導(dǎo)流罩6，將水流都集中導(dǎo)向水輪發(fā)電機(jī)模組4，使得發(fā)電機(jī)的葉輪受力更大、轉(zhuǎn)速更快，從而提高發(fā)電效率。然而，本實(shí)用新型對(duì)導(dǎo)流罩6的數(shù)量和形狀不作任何限定。于其它實(shí)施例中，導(dǎo)流罩6可先為方形然后直徑減小過(guò)渡為圓筒狀。
[0071 ] 于本實(shí)施例中，模塊化海洋能發(fā)電裝置200還包括浮筒平臺(tái)11，設(shè)置于外框架I且平行于水平面。浮筒平臺(tái)11可由固體浮力材料制得，主要作用是給整個(gè)模塊化海洋能發(fā)電裝置200提供浮力。于實(shí)際應(yīng)用中，浮筒平臺(tái)11設(shè)置于整個(gè)外框架I的中上部，位于海平面以下8米左右。
[0072]于本實(shí)施例中，模塊化海洋能發(fā)電裝置200還包括拉環(huán)81和拉索82，拉環(huán)81設(shè)于外框架I上，拉索82的一端設(shè)于拉環(huán)81上。具體而言，多個(gè)拉環(huán)81設(shè)于外框架I上，多根拉索82的一端穿設(shè)于拉環(huán)81上，另一端固定在岸邊的樁上。優(yōu)選地，拉環(huán)81的數(shù)量為四個(gè)以上，其中四個(gè)分別設(shè)于外框架I的四個(gè)頂角。通過(guò)拉環(huán)81和拉索82的設(shè)置，使得模塊化海洋能發(fā)電裝置200能在水中固定，也便于維修檢查。
[0073]圖9所示為根據(jù)本實(shí)用新型第三實(shí)施例提供的海洋能發(fā)電裝置的俯視圖。圖10為圖9的主視剖視圖。圖11所示為根據(jù)本實(shí)用新型第三實(shí)施例提供的模塊化海洋能發(fā)電裝置的柵欄的示意圖。請(qǐng)一并參考圖9至圖11。
[0074]于第三實(shí)施例中,夕卜框架1、安裝軸2、內(nèi)框架3、水輪發(fā)電機(jī)模組4、導(dǎo)流罩6、拉環(huán)81和拉索82的結(jié)構(gòu)和功能，皆如第二實(shí)施例所述，相同元件都以相同標(biāo)號(hào)進(jìn)行表示，在此不再贅述。以下僅就不同之處予以說(shuō)明。
[0075]于本實(shí)施例中，模塊化海洋能發(fā)電裝置300還包括至少兩個(gè)浮筒單元12，設(shè)置于外框架I的兩側(cè)，每個(gè)浮筒單元12平行于水流方向D且垂直于水平面P。于本實(shí)施例中，每個(gè)浮筒單元12包括固定浮筒121和調(diào)節(jié)浮筒122。固定浮筒121提供的浮力是固定的。調(diào)節(jié)浮筒122可通過(guò)控制內(nèi)部的空氣量或水量從而控制調(diào)節(jié)浮筒122的浮力，從而影響整個(gè)模塊化海洋能發(fā)電裝置300在水中位置的深度。
[0076]于本實(shí)施例中，調(diào)節(jié)浮筒122平行于固定浮筒121，當(dāng)模塊化海洋能發(fā)電裝置300使用時(shí)，調(diào)節(jié)浮筒122相較于固定浮筒121位于外框架I遠(yuǎn)離水平面P的一端。具體而言，如圖10所示，調(diào)節(jié)浮筒122設(shè)置于固定浮筒121的下方，且調(diào)節(jié)浮筒122和固定浮筒121沿同一條直線上分布。由于調(diào)節(jié)浮筒122的浮力是可調(diào)節(jié)的，通過(guò)將調(diào)節(jié)浮筒122設(shè)置在下方而非上方，可有效且迅速的對(duì)整個(gè)模塊化海洋能發(fā)電裝置300在水中位置的深度進(jìn)行調(diào)節(jié)，使得整個(gè)模塊化海洋能發(fā)電裝置300的安裝和維修更加方便。
[0077]于本實(shí)施例中，內(nèi)框架3的數(shù)量為六個(gè)，浮筒單元12的數(shù)量為四個(gè)，其中兩個(gè)浮筒單元12設(shè)置于外框架I的左右兩側(cè)，另外兩個(gè)浮筒單元12設(shè)置于每?jī)蓚€(gè)內(nèi)框架3之間。這樣的設(shè)置使得外框架I不光兩側(cè)具有浮筒單元12，外框架I中間也具有浮筒單元12。因此，整個(gè)模塊化海洋能發(fā)電裝置300受到的浮力分配將更加均勻，從而使得模塊化海洋能發(fā)電裝置300在水中的位置更加穩(wěn)定。然而，本實(shí)用新型對(duì)內(nèi)框架3和浮筒單元12的數(shù)量不作任何限定。
[0078]于本實(shí)施例中，每?jī)蓚€(gè)水平軸水輪發(fā)電機(jī)安裝于一根安裝軸2上。
[0079]于本實(shí)施例中，模塊化海洋能發(fā)電裝置300還包括至少兩個(gè)柵欄111，兩個(gè)柵欄111設(shè)置于內(nèi)框架3或外框架I (圖9中未繪出)，至少兩個(gè)柵欄111分別位于水輪發(fā)電機(jī)模組4沿水流方向D的上游和下游。柵欄111垂直于水流方向D且垂直于水平面P。于本實(shí)施例中，兩個(gè)柵欄111固定于內(nèi)框架3和外框架I之間。然而，本實(shí)用新型對(duì)此不作任何限定。于其它實(shí)施例中，柵欄111可設(shè)置于外框架I之外且位于外框架I的上下游。通過(guò)設(shè)置柵欄111，可有效地避免海底垃圾卷入水輪發(fā)電機(jī)模組4，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)水輪發(fā)電機(jī)模組4的保護(hù)，延長(zhǎng)水輪發(fā)電機(jī)模組4的使用壽命。如圖11所示，柵欄111具有格子型紋路。然而，本實(shí)用新型對(duì)此不作任何限定。
[0080]圖12所示為根據(jù)本實(shí)用新型第四實(shí)施例的模塊化海洋能發(fā)電裝置的俯視圖。圖13所示為根據(jù)本實(shí)用新型第四實(shí)施例提供的模塊化海洋能發(fā)電裝置的卷簾門式負(fù)荷調(diào)節(jié)模組的主視圖。圖14為圖13的局部放大示意圖。圖15為圖13的側(cè)視圖。圖16為圖15的局部放大示意圖。請(qǐng)一并參考圖12至圖16。
[0081]于第四實(shí)施例中，外框架1、內(nèi)框架3、柵欄111、浮筒單元12、拉環(huán)81和拉索82的結(jié)構(gòu)和功能，皆如第三實(shí)施例所述，相同元件都以相同標(biāo)號(hào)進(jìn)行表示，在此不再贅述。以下僅就不同之處予以說(shuō)明。
[0082]于本實(shí)施例中，水輪發(fā)電機(jī)模組4’為垂直軸水輪發(fā)電機(jī)，垂直軸水輪發(fā)電機(jī)的軸線方向垂直于水平面。一個(gè)內(nèi)框架3內(nèi)設(shè)有四個(gè)水輪發(fā)電機(jī)模組4’。然而，本實(shí)用新型對(duì)內(nèi)框架內(nèi)水輪發(fā)電機(jī)模組4’的具體數(shù)量和類型不作任何限定。
[0083]模塊化海洋能發(fā)電裝置400還包括至少一個(gè)卷簾門式負(fù)荷調(diào)節(jié)模組6’，每個(gè)卷簾門式負(fù)荷調(diào)節(jié)模組包括導(dǎo)水單元61、滾筒軸62和驅(qū)動(dòng)器63。導(dǎo)水單元61包括至少兩個(gè)并排連接的導(dǎo)水板611。于本實(shí)施例中，導(dǎo)水板611的數(shù)量為多個(gè)。然而，本實(shí)用新型對(duì)此不作任何限定。導(dǎo)水板611的數(shù)量設(shè)置為至少兩個(gè)，有效地減小每個(gè)導(dǎo)水板611沿垂直于水平面的方向的長(zhǎng)度，增加導(dǎo)水板611對(duì)水流沖擊的抵御力。若導(dǎo)水板611沿垂直方向的長(zhǎng)度太長(zhǎng)，由于水流沖擊力巨大，導(dǎo)水板611容易變形甚至從中斷裂。
[0084]滾筒軸62固定連接導(dǎo)水單元61的一端E。驅(qū)動(dòng)器63連接滾筒軸62，驅(qū)動(dòng)器63驅(qū)動(dòng)滾筒軸62轉(zhuǎn)動(dòng)以展開(kāi)或收起導(dǎo)水單元61。于本實(shí)施例中，導(dǎo)水板611的截面形狀為弧形，即導(dǎo)水板611為弧形板。因此，當(dāng)滾筒軸62收起導(dǎo)水單元61時(shí)，導(dǎo)水板611更加貼合滾筒軸62以減小所占空間。然而，本實(shí)用新型對(duì)此不作任何限定。
[0085]于本實(shí)施例中，滾筒軸62的軸線方向平行于水平面。然而，本實(shí)用新型對(duì)此不作任何限定。于其它實(shí)施例中，滾筒軸62可垂直于水平面設(shè)置于框架I。本實(shí)用新型對(duì)滾筒軸62的設(shè)置位置亦不作任何限定。
[0086]于本實(shí)施例中，導(dǎo)水模塊6’還包括至少兩條導(dǎo)軌64，兩條導(dǎo)軌64位于滾筒軸62的同一側(cè)且平行設(shè)置，當(dāng)滾筒軸62展開(kāi)導(dǎo)水單元61，導(dǎo)水單元61的另一端F的兩側(cè)分別進(jìn)入兩條導(dǎo)軌64中。于本實(shí)施例中，一個(gè)導(dǎo)水單元61對(duì)應(yīng)三條導(dǎo)軌64，其中兩條設(shè)置于導(dǎo)水單元61的兩側(cè)，另一條導(dǎo)軌64設(shè)置于導(dǎo)水單元61的中間。然而，本實(shí)用新型對(duì)導(dǎo)軌64的數(shù)量不作任何限定。導(dǎo)水單元61的一端E通過(guò)連接滾筒軸62得以固定，導(dǎo)水單元61的另一端F通過(guò)導(dǎo)軌64進(jìn)行限位。通過(guò)將導(dǎo)水單元61的兩端分別進(jìn)行限位，使得展開(kāi)后的導(dǎo)水單元61能充分展開(kāi)形成“屏障”以阻擋或引導(dǎo)水流。
[0087]于本實(shí)施例中，導(dǎo)水模塊6’還包括至少一根連接軸65和至少兩個(gè)滾輪66，至少兩個(gè)導(dǎo)水板611通過(guò)連接軸65連接，滾輪66套設(shè)于連接軸65的兩端，當(dāng)滾筒軸62展開(kāi)導(dǎo)水單元61，導(dǎo)水單元61的另一端F的兩側(cè)分別進(jìn)入兩條導(dǎo)軌64，兩個(gè)滾輪66分別在兩條導(dǎo)軌64內(nèi)滑動(dòng)。于本實(shí)施例中，連接軸65的數(shù)量比導(dǎo)水板611的數(shù)量少一個(gè)，每個(gè)連接軸65對(duì)應(yīng)三個(gè)滾輪66，滾輪66的數(shù)量對(duì)應(yīng)于導(dǎo)軌64的數(shù)量。然而，本實(shí)用新型對(duì)此不作任何限定。
[0088]于本實(shí)施例中，每個(gè)導(dǎo)水板611的兩邊緣分別具有穿孔且為“凹凸”狀，相鄰的兩個(gè)導(dǎo)水板611的邊緣可相互配合。連接軸65穿過(guò)穿孔以連接導(dǎo)水板611。通過(guò)連接軸65連接導(dǎo)水板611，使得每個(gè)導(dǎo)水板611可以旋轉(zhuǎn)改變方向。因此，當(dāng)導(dǎo)水單元61在收起時(shí)，導(dǎo)水板611能繞著滾筒軸62疊在一起，而當(dāng)導(dǎo)水單元61展開(kāi)時(shí)，多個(gè)導(dǎo)水板611可從整體上來(lái)說(shuō)幾乎位于一條直線上，從而形成“屏障”以有效阻擋或引導(dǎo)迎面來(lái)的水流。隨著滾筒軸62不斷展開(kāi)導(dǎo)水單元61，滾輪66沿導(dǎo)軌64從圖1中的上方不斷往下滾動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)導(dǎo)水單元61的展開(kāi)。滾輪66能有效引導(dǎo)導(dǎo)水單元61的另一端F的兩側(cè)進(jìn)入兩條導(dǎo)軌64，從而實(shí)現(xiàn)另一端F的有效固定。
[0089]于本實(shí)施例中，導(dǎo)水板611與水流方向D之間的夾角大于O度且小于90度。通過(guò)這種設(shè)置，本實(shí)用新型的導(dǎo)水模塊6’不僅可以起到阻擋水流的作用，還可以起到引導(dǎo)水流的作用。
[0090]具體而言，當(dāng)水流較小時(shí)，驅(qū)動(dòng)器63驅(qū)動(dòng)滾筒軸62將下游的導(dǎo)水板611全部收起，而上游的導(dǎo)水板611全部展開(kāi)形成屏障，從而有效阻擋水流流向水輪發(fā)電機(jī)模組4’的葉輪的阻力側(cè)，將上游的水流全部引導(dǎo)入葉輪的動(dòng)力側(cè)，即將水流導(dǎo)向垂直于水輪發(fā)電機(jī)模組4’的葉片的內(nèi)凹處，增大水流對(duì)水輪發(fā)電機(jī)模組4’的沖擊力，加大了水輪發(fā)電機(jī)模組4’的轉(zhuǎn)動(dòng),提高了發(fā)電機(jī)的發(fā)電功率。當(dāng)水流速度過(guò)大會(huì)導(dǎo)致發(fā)電功率出現(xiàn)大幅度波動(dòng)時(shí)，驅(qū)動(dòng)器63將驅(qū)動(dòng)滾筒軸62將上游導(dǎo)水板611收起和下游導(dǎo)水板611部分展開(kāi)，水流得以流入水輪發(fā)電機(jī)模組4’的阻力側(cè)，從而有效減緩水輪發(fā)電機(jī)模組4’的葉輪的過(guò)快轉(zhuǎn)動(dòng)，從而穩(wěn)定發(fā)電功率。
[0091]因此，本實(shí)施例的模塊化海洋能發(fā)電裝置400通過(guò)設(shè)置卷簾門式導(dǎo)水模塊6’，不僅可以在水流較大時(shí)收起上游導(dǎo)水板611，并展開(kāi)下游部分導(dǎo)水板611阻擋水流來(lái)調(diào)低水輪發(fā)電機(jī)模組4’的輸出荷載，還可以在水流較小時(shí)展開(kāi)上游全部導(dǎo)水板611以有效地引導(dǎo)水流流向垂直于水輪發(fā)電機(jī)模組4’的葉片的內(nèi)凹處的方向，增大水流對(duì)水輪發(fā)電機(jī)模組4’的沖擊力，加大了水輪發(fā)電機(jī)模組4’的轉(zhuǎn)動(dòng)，提高了發(fā)電功率。因此，模塊化海洋能發(fā)電裝置300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(dòng)大，穩(wěn)定性差的問(wèn)題。
[0092]目前世界上采用水平軸水輪發(fā)電模組或者垂直軸水輪發(fā)電模組的海洋能發(fā)電裝置最大的發(fā)電功率只有1.2兆瓦，然而，采用本實(shí)施例提供的模塊化海洋能發(fā)電裝置(共16個(gè)水輪發(fā)電模組)，發(fā)電功率高達(dá)5兆瓦。徹底克服了現(xiàn)有海洋能發(fā)電裝置發(fā)電功率不高、無(wú)法商業(yè)化的問(wèn)題，也解決了傳統(tǒng)技術(shù)中只著重?cái)U(kuò)大單個(gè)水輪發(fā)電機(jī)規(guī)模的技術(shù)偏見(jiàn)。
[0093]于其它實(shí)施例中，若水輪發(fā)電機(jī)模組4’為水平軸水輪發(fā)電機(jī)，卷簾門式導(dǎo)水模塊6’中的導(dǎo)水板611與水流方向D之間的夾角可設(shè)為90度。由于水平軸水輪發(fā)電機(jī)的所有葉輪均受力，當(dāng)水流速度過(guò)大時(shí)，驅(qū)動(dòng)器63可驅(qū)動(dòng)滾筒軸62收起下游的導(dǎo)水板611和展開(kāi)上游的導(dǎo)水板611，從而形成屏障以有效阻擋水流流向水平軸水輪發(fā)電機(jī)，避免發(fā)電功率的急劇增大，導(dǎo)致發(fā)電功率不穩(wěn)定，不能直接輸出使用的問(wèn)題。當(dāng)水流速度較小時(shí)，則滾筒軸62可收起導(dǎo)水板611從而使得所有水流均可流向水平軸水輪發(fā)電機(jī)。
[0094]圖17所示為根據(jù)本實(shí)用新型第五實(shí)施例的模塊化海洋能發(fā)電裝置的俯視圖。圖18為圖17的主視剖視圖。圖19為圖17的側(cè)視剖視圖。請(qǐng)一并參考圖17至圖19。于本實(shí)施例中，外框架1、安裝軸2、內(nèi)框架3、水輪發(fā)電機(jī)模組4和導(dǎo)流罩6的結(jié)構(gòu)和功能，皆如第三實(shí)施例所述，相同元件都以相同標(biāo)號(hào)進(jìn)行表示，在此不再贅述。以下僅就不同之處予以說(shuō)明。于本實(shí)施例中，安裝軸2是固定安裝在內(nèi)框架3上。
[0095]于本實(shí)施例中，模塊化海洋能發(fā)電裝置500還包括固定裝置9，固定裝置9包括基座91、固定單元92和多個(gè)錨樁93?；?1具有固定槽912。外框架I通過(guò)固定單元92固定于基座91的固定槽912中。至少一個(gè)錨樁93穿設(shè)基座91且插入海底20固定。
[0096]于本實(shí)施例中，基座91為鋼筋混凝土基座，還具有多個(gè)固定空間911，固定空間911的橫截面積(平行于水平面的橫截面)大于每個(gè)錨樁93沿徑向的橫截面積，混凝土澆筑且填充于固定空間911與錨樁93之間的間隙。于實(shí)際應(yīng)用中，基座91先預(yù)制形成鋼筋混凝土框架，然后垂入海中，之后將錨樁93每個(gè)穿過(guò)固定空間911打入海底20，最后將混凝土二次澆筑入固定空間911以固定錨樁93。通過(guò)設(shè)置多個(gè)非常大橫截面積的固定空間911，使得基座91為具有很多“空格”或“空洞”的框架。因此，基座91的重量能夠大大降低，便于基座91垂入海中從而利于安裝。
[0097]于本實(shí)施例中，固定槽912的軸線方向平行于水平面且垂直于水流方向。于本實(shí)施例中，固定槽912為長(zhǎng)方體凹槽，且設(shè)置于基座91的頂部。固定槽912的槽底低于基座91的上表面。于本實(shí)施例中，固定槽912的寬度可略大于外框架I的寬度以正好放置外框架I。通過(guò)在基座91的表面設(shè)置固定槽912，固定了模塊化海洋能發(fā)電裝置500的位置，克服了傳統(tǒng)技術(shù)中因潮流會(huì)對(duì)發(fā)電裝置產(chǎn)生巨大沖擊力使得發(fā)電裝置容易歪斜的問(wèn)題。因此，本實(shí)用新型的模塊化海洋能發(fā)電裝置500能一直保持正對(duì)潮流從而確保最大的利用潮流能以提高發(fā)電效率。
[0098]于實(shí)際應(yīng)用中，為減少基座91的重量和體積,基座91分為可分離的三個(gè)部分。固定單元92包括多個(gè)鎖鏈921和多個(gè)吊環(huán)922，一部分吊環(huán)922固定于兩個(gè)未固定外框架I的基座91上，另一部分吊環(huán)922固定于外框架I上，每個(gè)鎖鏈921的兩端分別連接基座91上的吊環(huán)922和外框架I上的吊環(huán)922。于本實(shí)施例中，鎖鏈921和吊環(huán)922于外框架I的兩側(cè)為對(duì)稱設(shè)置，外框架I能受到兩側(cè)的拉力從而保持固定。因此，無(wú)論是漲潮還是退潮，外框架I均能保持穩(wěn)定從而使得整個(gè)模塊化海洋能發(fā)電裝置500正對(duì)潮流的沖擊以提高發(fā)電效率。于具體應(yīng)用中，鎖鏈921可為拉索或剛性拉桿。
[0099]于本實(shí)施例中，固定裝置9還包括引導(dǎo)架94。于實(shí)際應(yīng)用中，基座91是先垂入海底20，之后將外框架I置入基座91的固定槽912中。引導(dǎo)架94垂直于水平面的一邊能引導(dǎo)外框架I正確進(jìn)入到固定槽912內(nèi)。引導(dǎo)架94的頂端露出于水平面以上，引導(dǎo)架94還能便于安裝人員觀察基座91是否放置水平。
[0100]圖20所示為根據(jù)本實(shí)用新型第六實(shí)施例提供的模塊化海洋能發(fā)電裝置的側(cè)視剖視圖。于第六實(shí)施例中，于本實(shí)施例中，夕卜框架1、安裝軸2、內(nèi)框架3和水輪發(fā)電機(jī)模組4的結(jié)構(gòu)和功能，皆如第五實(shí)施例所述，在此不再贅述。相同元件以相同標(biāo)號(hào)進(jìn)行表述。以下僅就不同之處予以說(shuō)明。
[0101]于本實(shí)施例中，固定裝置9’包括基座91、固定單元92’和多個(gè)錨樁93。固定單元92’為桁架，桁架的一邊嵌入于基座91中，另一邊沿外框架I的高度方向延伸。優(yōu)選地，桁架為桁架鋼座。于本實(shí)施例中，桁架的橫截面為直角三角形，桁架的一個(gè)直角邊通過(guò)混凝土澆筑固定于基座91，另一個(gè)直角邊平行于外框架I的高度方向。三角形的結(jié)構(gòu)最為穩(wěn)定。于本實(shí)施例中，固定單元92’分別對(duì)稱地設(shè)置于外框架I的兩側(cè)，從而使得外框架I在兩個(gè)方向上都得到可靠的固定。因此，無(wú)論是漲潮還是退潮，外框架I均能保持穩(wěn)定從而使得整個(gè)模塊化海洋能發(fā)電裝置能正對(duì)潮流的沖擊以提高發(fā)電效率。本實(shí)用新型對(duì)桁架沿高度方向的直角邊的長(zhǎng)度不作任何限定。
[0102]圖21所示為根據(jù)本實(shí)用新型第七實(shí)施例提供的模塊化海洋能發(fā)電裝置的側(cè)視剖視圖。第七實(shí)施例和第六實(shí)施例的差別僅在于第七實(shí)施例中的固定裝置9’’為混凝土塊。于本實(shí)施例中，混凝土塊的高度大于模塊化海洋能發(fā)電裝置的外框架I的高度的二分之一。然而，本實(shí)用新型對(duì)混凝土塊的高度不作任何限定。
[0103]綜上所述，本實(shí)用新型的模塊化海洋能發(fā)電裝置具有至少四個(gè)內(nèi)置模塊，水輪發(fā)電機(jī)模組可形成陣列化排布。相比傳統(tǒng)的海洋能發(fā)電裝置，本實(shí)用新型在保障甚至提高發(fā)電功率的同時(shí)，解決了傳統(tǒng)海洋能發(fā)電裝置中單個(gè)水輪發(fā)電機(jī)需要大型化從而產(chǎn)生的高成本的問(wèn)題。通過(guò)設(shè)置可分離的內(nèi)框架和外框架，從而實(shí)現(xiàn)發(fā)電裝置的模塊化組裝和替換，大幅度降低維修和安裝費(fèi)用，克服了傳統(tǒng)海洋能發(fā)電裝置無(wú)法商業(yè)化、大規(guī)?；碾y題。
[0104]當(dāng)水輪發(fā)電機(jī)模組是水平軸水輪發(fā)電機(jī)，通過(guò)設(shè)置可轉(zhuǎn)動(dòng)的安裝軸，使得無(wú)論水流朝哪個(gè)方向流入，水平軸水輪發(fā)電機(jī)的葉輪始終朝向水流，從而確保最大的發(fā)電功率。尤其適用于利用潮汐能進(jìn)行發(fā)電。于具體實(shí)施中，一根安裝軸上可裝有多個(gè)水平軸水輪發(fā)電機(jī)，從而大幅度提高發(fā)電功率。通過(guò)設(shè)置導(dǎo)流罩，將水流都集中導(dǎo)向水平軸水輪發(fā)電機(jī)，使得水平軸水輪發(fā)電機(jī)的葉輪受力更大、轉(zhuǎn)速更快，從而提高發(fā)電效率。優(yōu)選地，在水平軸水輪發(fā)電機(jī)的上游和下游都設(shè)置導(dǎo)流罩，這樣即便潮流改變方向(譬如漲潮和落潮)，導(dǎo)流罩均可以有效地對(duì)水流進(jìn)行導(dǎo)向。
[0105]于具體實(shí)施中，卷簾門式負(fù)荷調(diào)節(jié)模組能調(diào)節(jié)水輪發(fā)電機(jī)模組承受的負(fù)荷，因此，模塊化海洋能發(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(dòng)大，穩(wěn)定性差的問(wèn)題。
[0106]本實(shí)用新型實(shí)施例提供的模塊化海洋能發(fā)電裝置通過(guò)在上下游設(shè)置至少兩個(gè)柵欄，保護(hù)設(shè)置其內(nèi)的水輪發(fā)電機(jī)模組不受海里垃圾的損害，延長(zhǎng)水輪發(fā)電機(jī)模組的使用壽命O
[0107]本實(shí)用新型實(shí)施例提供的限流板在保護(hù)水輪發(fā)電機(jī)模組不受海里垃圾損害的同時(shí)，也避免了其它方向水流對(duì)水輪發(fā)電機(jī)模組的干擾，從而提高發(fā)電模組的發(fā)電效率。
[0108]本實(shí)用新型實(shí)施例提供的模塊化海洋能發(fā)電裝置可以通過(guò)設(shè)置提供浮筒平臺(tái)或浮筒單元進(jìn)行漂浮式固定，也可以通過(guò)固定裝置固定在海床。再者，通過(guò)設(shè)置拉環(huán)和拉索，使得模塊化海洋能發(fā)電裝置能在水中有效固定，便于維修檢查。
[0109]雖然本實(shí)用新型已由較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本實(shí)用新型，任何熟知此技藝者，在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍內(nèi)，可作些許的更動(dòng)與潤(rùn)飾，因此本實(shí)用新型的保護(hù)范圍當(dāng)視權(quán)利要求書所要求保護(hù)的范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種模塊化海洋能發(fā)電裝置，其特征在于，包括: 外框架； 至少四個(gè)內(nèi)框架，可分離地設(shè)置于外框架內(nèi)；以及 至少四個(gè)水輪發(fā)電機(jī)模組，分別設(shè)置于所述至少四個(gè)內(nèi)框架內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊化海洋能發(fā)電裝置，其特征在于，所述水輪發(fā)電機(jī)模組包括水平軸水輪發(fā)電機(jī)，所述水平軸水輪發(fā)電機(jī)的軸線方向平行于水平面。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的模塊化海洋能發(fā)電裝置，其特征在于，所述模塊化海洋能發(fā)電裝置還包括至少一個(gè)導(dǎo)流罩，固定于所述內(nèi)框架或外框架。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的模塊化海洋能發(fā)電裝置，其特征在于，所述導(dǎo)流罩為直徑逐漸減小的圓筒狀。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的模塊化海洋能發(fā)電裝置，其特征在于，所述模塊化海洋能發(fā)電裝置還包括呈軸對(duì)稱設(shè)置的至少八個(gè)導(dǎo)流罩，固定于所述內(nèi)框架或外框架，導(dǎo)流罩分別位于所述水平軸水輪發(fā)電機(jī)沿水流方向的上游和下游。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的模塊化海洋能發(fā)電裝置，其特征在于，所述模塊化海洋能發(fā)電裝置還包括至少四根安裝軸，至少一個(gè)水平軸水輪發(fā)電機(jī)對(duì)應(yīng)安裝于每根安裝軸，至少一根安裝軸對(duì)應(yīng)安裝于每個(gè)內(nèi)框架。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所 述的模塊化海洋能發(fā)電裝置，其特征在于，所述模塊化海洋能發(fā)電裝置還包括至少四根安裝軸，至少一個(gè)水平軸水輪發(fā)電機(jī)對(duì)應(yīng)安裝于每根安裝軸，至少一根安裝軸可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝于每個(gè)內(nèi)框架。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的模塊化海洋能發(fā)電裝置，其特征在于，所述模塊化海洋能發(fā)電裝置還包括驅(qū)動(dòng)單元,所述驅(qū)動(dòng)單元連接安裝軸以驅(qū)動(dòng)所述安裝軸轉(zhuǎn)動(dòng)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊化海洋能發(fā)電裝置，其特征在于，所述水輪發(fā)電機(jī)模組包括垂直軸水輪發(fā)電機(jī)，所述垂直軸水輪發(fā)電機(jī)的軸線方向垂直于水平面。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或9所述的模塊化海洋能發(fā)電裝置，其特征在于，模塊化海洋能發(fā)電裝置還包括至少一個(gè)卷簾門式負(fù)荷調(diào)節(jié)模組，每個(gè)卷簾門式負(fù)荷調(diào)節(jié)模組包括: 導(dǎo)水單元，包括至少兩個(gè)并排連接的導(dǎo)水板； 滾筒軸，固定連接所述導(dǎo)水單元的一端；以及 驅(qū)動(dòng)器，連接所述滾筒軸，所述驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)所述滾筒軸轉(zhuǎn)動(dòng)以展開(kāi)或收起所述導(dǎo)水單J Li ο
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊化海洋能發(fā)電裝置，其特征在于，所述模塊化海洋能發(fā)電裝置還包括至少兩個(gè)柵欄，設(shè)置于所述內(nèi)框架或外框架，所述至少兩個(gè)柵欄分別位于所述水輪發(fā)電機(jī)模組沿水流方向的上游和下游。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊化海洋能發(fā)電裝置，其特征在于，所述模塊化海洋能發(fā)電裝置還包括至少一個(gè)限流板，設(shè)置于所述內(nèi)框架或外框架。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊化海洋能發(fā)電裝置，其特征在于，所述模塊化海洋能發(fā)電裝置還包括至少一個(gè)浮筒平臺(tái)，設(shè)置于所述外框架且平行于水平面。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊化海洋能發(fā)電裝置，其特征在于，所述模塊化海洋能發(fā)電裝置還包括至少兩個(gè)浮筒單元，設(shè)置于所述外框架的兩側(cè)，每個(gè)浮筒單元平行于水流方向且垂直于水平面。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊化海洋能發(fā)電裝置，其特征在于，所述模塊化海洋能發(fā)電裝置還包括拉環(huán)和拉索，所述拉環(huán)設(shè)于外框架上，所述拉索的一端設(shè)于拉環(huán)上。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊化海洋能發(fā)電裝置，其特征在于，所述模塊化海洋能發(fā)電裝置還包括固定裝置，所述固定裝置包括: 基座，具有固定槽； 固定單元，所述外框架通過(guò)固定單元固定于基座的固定槽中；以及 多個(gè)錨樁，至少一個(gè)錨樁 穿設(shè)所述基座且插入海底固定。
【文檔編號(hào)】F03B13/00GK203822526SQ201420095661
【公開(kāi)日】2014年9月10日 申請(qǐng)日期:2014年3月4日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月25日
【發(fā)明者】林東, 黃長(zhǎng)征, 陳正瀚, 徐虔誠(chéng) 申請(qǐng)人:杭州林黃丁新能源研究院有限公司