型的可調(diào)節(jié)負(fù)荷的潮流能發(fā)電裝置100可直接將內(nèi)框架12和水輪機(jī)2組成的模塊從海中取出進(jìn)行維修或更換，實現(xiàn)可調(diào)節(jié)負(fù)荷的潮流能發(fā)電裝置100的快速更換和維修，大大降低了維修成本，使得可調(diào)節(jié)負(fù)荷的潮流能發(fā)電裝置100的商業(yè)化得以實現(xiàn)。
[0038]本實用新型的水輪機(jī)2的數(shù)量為四個或四個以上，呈陣列式分布，如此每個水輪機(jī)2無需做大，在提高整個發(fā)電裝置的發(fā)電功率的前提下，大幅度降低了水輪機(jī)2的制造成本且延長水輪機(jī)2的使用壽命，克服了傳統(tǒng)技術(shù)中只把研發(fā)重點放在做大單個水輪發(fā)電機(jī)規(guī)模的技術(shù)偏見。
[0039]于本實施例中，水輪機(jī)2的數(shù)量為偶數(shù)個，且相鄰兩個水輪機(jī)2呈軸對稱設(shè)置以使相鄰兩個水輪機(jī)2的轉(zhuǎn)動方向相反。具體而言，多個水輪機(jī)2呈并排陣列設(shè)置，且相鄰兩個水輪機(jī)2的葉片21的彎曲方向呈軸對稱。如圖1所示，每兩個水輪機(jī)2為一組且平行設(shè)置，左側(cè)水輪機(jī)2的轉(zhuǎn)動方向為順時針，右側(cè)水輪機(jī)2的轉(zhuǎn)動方向為逆時針。通過將相鄰水輪機(jī)2的轉(zhuǎn)動方向設(shè)置為相反，有效地提高水流的聚集和疏散，提升水流速度，從而加快水輪機(jī)2的轉(zhuǎn)動以提高發(fā)電模組3的發(fā)電效率。然而，本實用新型對水輪機(jī)2的數(shù)量以及轉(zhuǎn)動方向不作任何限定。
[0040]每個發(fā)電模組3對應(yīng)連接一個水輪機(jī)2 ο于本實施例中，每個發(fā)電模組3包括變速箱和發(fā)電機(jī)。變速箱內(nèi)具有齒輪組，其中一個齒輪的齒輪軸孔卡合于水輪機(jī)2的中心軸的一端，隨著中心軸的轉(zhuǎn)動，帶動該齒輪的轉(zhuǎn)動，然后通過齒輪間的相互嚙合，將機(jī)械能傳給發(fā)電機(jī)從而驅(qū)使發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電。
[0041]至少一個負(fù)荷調(diào)節(jié)模組4對應(yīng)一個水輪機(jī)2設(shè)置于框架I。負(fù)荷調(diào)節(jié)模組4的數(shù)量為至少四個，設(shè)置在水輪機(jī)2沿水流方向D的上游。于本實施例中，負(fù)荷調(diào)節(jié)模組4的數(shù)量為水輪機(jī)2數(shù)量的兩倍，為至少八個，每兩個負(fù)荷調(diào)節(jié)模組4對應(yīng)于一個水輪機(jī)2且分別設(shè)置于水輪機(jī)2沿水流方向D的上游和下游。通過這種設(shè)置，即便潮流改變方向(譬如漲潮和落潮，由圖1中的水流方向D變?yōu)閳D1中虛線箭頭所指的由上至下的方向)，負(fù)荷調(diào)節(jié)模組4均可以有效地對水流進(jìn)行導(dǎo)向、阻擋和分散。
[0042]每個負(fù)荷調(diào)節(jié)模組4包括至少一個導(dǎo)水板41，轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)42和驅(qū)動器43。于本實施例中，導(dǎo)水板41的長度方向L平行于水平面P，換言之，導(dǎo)水板41為橫向設(shè)置。導(dǎo)水板41的數(shù)量設(shè)置為至少兩個，通過這種設(shè)置將有效地減小每個導(dǎo)水板41沿垂直于水平面P的方向的長度(即導(dǎo)水板41的寬度)，增加導(dǎo)水板41對水流沖擊的抵御力。若導(dǎo)水板41沿垂直方向的長度太長，由于水流沖擊力巨大，導(dǎo)水板41容易變形甚至從中斷裂。另外，導(dǎo)水板41若設(shè)置數(shù)量太少，則導(dǎo)水板I在旋轉(zhuǎn)時，其占據(jù)的面積將增大，容易遭到框架I的阻擋。
[0043]于第一實施例中，轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)42包括主動桿421、從動桿422和至少兩個連桿423，主動桿421和從動桿422相互平行，至少兩個連桿423連接主動桿421和從動桿422。每個連桿423連接一塊導(dǎo)水板41。
[0044]于本實施例中，導(dǎo)水板41的長度方向L與水流方向D之間的夾角大于O度且小于90度。通過這種設(shè)置，本實用新型的負(fù)荷調(diào)節(jié)模組4實現(xiàn)不僅可以起到阻擋水流、排出水流的作用，還可以起到引導(dǎo)水流的作用。然而，本實用新型對此不作任何限定。于其它實施例中，當(dāng)水輪機(jī)為升立型水輪機(jī)，由于所有葉片均受力，導(dǎo)水板41的長度方向L與水流方向D之間的夾角可為90度。
[0045]本實用新型對預(yù)設(shè)流速不作任何限定，預(yù)設(shè)流速值將根據(jù)發(fā)電模組3的承受負(fù)荷能力進(jìn)行確定。于實際使用中，可調(diào)節(jié)負(fù)荷的潮流能發(fā)電裝置100可還包括控制器，電性連接驅(qū)動器43。預(yù)設(shè)流速可預(yù)先存儲于控制器中，當(dāng)控制器檢測到水流速度高于預(yù)設(shè)流速時，控制器可控制驅(qū)動器43驅(qū)動轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)42以轉(zhuǎn)動導(dǎo)水板41，使得導(dǎo)水板41位于打開狀態(tài)。當(dāng)控制器檢測到水流速度小于或等于預(yù)設(shè)流速時，控制器可控制驅(qū)動器43驅(qū)動轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)42以轉(zhuǎn)動導(dǎo)水板41，使得導(dǎo)水板41位于閉合狀態(tài)。然而，本實用新型對此不作任何限定。于其它實施例中，檢測模塊、控制模塊和驅(qū)動模塊均可集成于驅(qū)動器43的內(nèi)部。
[0046]于本實施例中，預(yù)設(shè)流速可設(shè)為2.5m/sο具體而言，當(dāng)水流速度小于或等于預(yù)設(shè)流速時(譬如水流速度為1.5m/s時)，位于上游的驅(qū)動器43放下主動桿421，從動桿422隨之上升，從而帶動連桿423轉(zhuǎn)動。導(dǎo)水板41由于和連桿423連接，也隨之轉(zhuǎn)動。如圖3所示，導(dǎo)水板41的側(cè)面位于一條直線上。此時，位于上游的導(dǎo)水板41完全閉合，形成一道“屏障”，從而有效阻擋水流流向水輪機(jī)2的阻力側(cè)(圖1中最左側(cè)水輪機(jī)2的右側(cè))，并且將上游的水流全部引導(dǎo)入水輪機(jī)2的動力側(cè)(圖1中最左側(cè)水輪機(jī)2的左側(cè))。通過將水流導(dǎo)向垂直于水輪機(jī)2的葉片21的內(nèi)凹處，增大水流對水輪機(jī)2的沖擊力，加大了水輪機(jī)2的轉(zhuǎn)動，提高了發(fā)電模組3的承受負(fù)荷和發(fā)電功率。此時，位于下游的驅(qū)動器43拉起主動桿421，從動桿422隨之下降，從而帶動連桿423轉(zhuǎn)動。導(dǎo)水板41由于和連桿423連接，也隨之轉(zhuǎn)動。如圖4所示，每個導(dǎo)水板41的側(cè)面都平行于水平面，即每個導(dǎo)水板41都位于全部打開的狀態(tài)，從而有利于高效地排出水流，利于水輪機(jī)2的轉(zhuǎn)動。
[0047]當(dāng)水流速度高于預(yù)設(shè)流速時，位于上游的驅(qū)動器43拉起主動桿421，從動桿422隨之下降，從而帶動連桿423轉(zhuǎn)動。導(dǎo)水板41由于和連桿423連接，也隨之轉(zhuǎn)動。根據(jù)水流速度高出預(yù)設(shè)流速的程度，導(dǎo)水板41可設(shè)為全部打開狀態(tài)(如圖4所示)和部分打開狀態(tài)(圖未示)。
[0048]當(dāng)水流速度稍高于預(yù)設(shè)流速時(譬如水流速度為3m/s時)，若不設(shè)置負(fù)荷調(diào)節(jié)模組4，發(fā)電模組3將處于輕微超載狀態(tài)，盡管發(fā)電模組3不會燒毀，但長期超負(fù)荷運(yùn)載將影響發(fā)電模組3的使用壽命，同時也不利于電力的穩(wěn)定輸出。于第一實施例中，位于上游的驅(qū)動器43可驅(qū)動轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)42轉(zhuǎn)動導(dǎo)水板41，使得導(dǎo)水板41位于部分打開狀態(tài)。此時，小部分的上游水流會流入水輪機(jī)2的阻力側(cè)以減緩水輪機(jī)2的轉(zhuǎn)速，從而調(diào)低發(fā)電模組3承受的負(fù)荷。但同時，因為導(dǎo)水板41不是完全打開，仍然保證適量的水流流向水輪機(jī)2的動力側(cè)，保證發(fā)電模組3的高效率穩(wěn)定發(fā)電。
[0049]當(dāng)水流速度高出預(yù)設(shè)流速較多時(譬如水流速度為3.5m/s時)，若不設(shè)置負(fù)荷調(diào)節(jié)模組4，水輪機(jī)2會轉(zhuǎn)動過快，發(fā)電模組3將超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，發(fā)電輸出功率會急劇增大。此時，位于上游的驅(qū)動器43可驅(qū)動轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)42轉(zhuǎn)動導(dǎo)水板41，使得導(dǎo)水板41位于全部打開狀態(tài)，盡可能地讓水流流入水輪機(jī)2的阻力側(cè)，從而有效減緩水輪機(jī)2的轉(zhuǎn)速。如此，發(fā)電模組3承受的負(fù)荷將大幅度降低，電力的平穩(wěn)輸出和發(fā)電模組3的正常運(yùn)行也獲得保證。并且，此時發(fā)電模組3并不像現(xiàn)有技術(shù)一樣不再工作，而是仍然正常發(fā)電，并且是高效率發(fā)電。
[0050]采用本實施例中的水輪機(jī)2的陣列化排布和負(fù)荷調(diào)節(jié)模組4，可調(diào)節(jié)負(fù)荷的潮流能發(fā)電裝置100在海洋流速較低時(水流速度<3m/s)，捕獲潮流的轉(zhuǎn)換率在20%以上，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)海洋能發(fā)電裝置不到10%的轉(zhuǎn)換率。并且克服了現(xiàn)有垂直軸水輪機(jī)在海洋低流速情況下無力發(fā)電的缺點。本實用新型的可調(diào)節(jié)負(fù)荷的潮流能發(fā)電裝置100克服了傳統(tǒng)技術(shù)中的盲點，為人類的海洋能開發(fā)提供了技術(shù)基礎(chǔ)，真正實現(xiàn)了海洋能的商業(yè)營運(yùn)。
[0051 ] 于本實施例中，負(fù)荷調(diào)節(jié)模組4可分離地設(shè)置于框架I。這樣在安裝或維修時，可直接抽出或安裝負(fù)荷調(diào)節(jié)模組4以進(jìn)行更換、維修或安裝。
[0052]圖5所示為根據(jù)本實用新型第二實施例提供的可調(diào)節(jié)負(fù)荷的潮流能發(fā)電裝置的俯視圖。圖6為圖5的正視圖。于本實施例中，框架1、水輪機(jī)2、發(fā)電模組3和驅(qū)動器43的結(jié)構(gòu)和功能，皆如第一實施例所述，相同元件都以相同標(biāo)號進(jìn)行表示，在此不再贅述。以下僅就不同之處予以說明。
[0053]于第二實施例中，負(fù)荷調(diào)節(jié)模組4’的導(dǎo)水板41’的長度方向L’垂直于水平面P，換言之，導(dǎo)水板41’為縱向設(shè)置。轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)42’包括轉(zhuǎn)動軸421’。
[0054]當(dāng)水流速度小于或等于預(yù)設(shè)流速時，位于上游的驅(qū)動器43驅(qū)動轉(zhuǎn)動軸421’轉(zhuǎn)動，導(dǎo)水板41’轉(zhuǎn)回原始位置，即位于閉合狀態(tài)。此時，導(dǎo)水板41’形成一道“屏障”，從而有效阻擋水流流向水輪機(jī)2的阻力側(cè)，并且將上游的水流全部引導(dǎo)入水輪機(jī)2的動力側(cè)。因此加大水輪機(jī)2的轉(zhuǎn)動，提高了發(fā)電模組3的承受負(fù)荷和發(fā)電功率。位于下游的驅(qū)動器43則驅(qū)動轉(zhuǎn)動軸421’轉(zhuǎn)動，使得導(dǎo)水板41’位于打開狀態(tài)，以有效將水流排出。
[0055]當(dāng)水流速度大于預(yù)設(shè)流速時，位于上游的驅(qū)動器43驅(qū)動轉(zhuǎn)動軸421’轉(zhuǎn)動，以帶動導(dǎo)水板41’轉(zhuǎn)動。此時，導(dǎo)水板41’偏離原來的位置，打開一個角度，位于打開狀態(tài)。根據(jù)導(dǎo)水板41’轉(zhuǎn)過的角度不同，導(dǎo)水板41’可分別位于部分打開狀