專(zhuān)利名稱(chēng)：振蕩式潮流發(fā)電捕捉效率測(cè)試裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種發(fā)電效率測(cè)試裝置，具體的說(shuō)是一種振蕩式潮流發(fā)電捕捉效率測(cè)試裝置。
背景技術(shù)：
與其他海洋能技術(shù)相比，世界各國(guó)潮流能發(fā)電技術(shù)研究起步都較晚，但是近十年來(lái)發(fā)展迅速，圍繞潮流能獲取方式的差別，世界各國(guó)開(kāi)發(fā)出了各式各樣的潮流能發(fā)電裝置工程樣機(jī)。2003年由英國(guó)工程事務(wù)公司開(kāi)發(fā)的"Stingfray〃型150KW發(fā)電機(jī)組安裝在蘇格蘭，該機(jī)組能量捕獲效率最大為11.5%，發(fā)電功率為851(1。加拿大拉瓦爾大學(xué)的計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)室研發(fā)的2kW工程樣機(jī)于2009年在加拿大魁北克市附近的玻波特湖試驗(yàn)，在實(shí)地測(cè)試中該工程樣機(jī)的水動(dòng)力效率高達(dá)40%，總效率30%，該效率達(dá)到了旋轉(zhuǎn)葉片潮流發(fā)電機(jī)的較高水平。根據(jù)貝茲極限理論，流體捕能效率最高達(dá)到59%。目前多采用翼板對(duì)潮流能進(jìn)行捕捉，根據(jù)理論計(jì)算，翼板捕捉的最大效率是固定的，而在實(shí)際應(yīng)用中，如果利用翼板達(dá)到最佳捕捉效率，目前還沒(méi)有實(shí)際操作數(shù)據(jù)和理論指導(dǎo)。而我國(guó)大部分海域的潮流平均流速較低、高流速時(shí)間較短，相比而言適用于流速低和淺海水域的潮流振蕩發(fā)電技術(shù)是一種趨勢(shì)，但潮流振蕩發(fā)電目前面臨的最大問(wèn)題則是潮流能發(fā)電捕捉的效率問(wèn)題，如何檢測(cè)振蕩式潮流發(fā)電捕捉效率以及在不同情況下獲得潮流能發(fā)電捕捉效率情況成 為了一個(gè)急需解決的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種振蕩式潮流發(fā)電捕捉效率測(cè)試裝置，通過(guò)模擬海洋潮流在不同頻率情況下采用翼板捕捉潮流能進(jìn)行發(fā)電并對(duì)潮流發(fā)電捕捉效率實(shí)現(xiàn)快速高效的測(cè)試。本發(fā)明的技術(shù)方案是，一種振蕩式潮流發(fā)電捕捉效率測(cè)試裝置，包括水箱和水泵，所述的水泵通過(guò)管道連接在水箱的兩端，還包括架設(shè)在水箱上的支架，所述的支架上通過(guò)設(shè)有的滑軌連接有滑板，所述的滑板上架設(shè)有通過(guò)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的翼板，所述的翼板置于水箱內(nèi)，所述的滑板上還固定有齒條，所述的支架上還設(shè)有發(fā)電機(jī)，所述的發(fā)電機(jī)的輸入軸上設(shè)有與齒條相配的齒輪，所述的發(fā)電機(jī)的輸出電路連接有發(fā)電輸出功率測(cè)試電路，所述的水箱內(nèi)設(shè)有水流功率測(cè)試裝置。采用以上方案后，本發(fā)明采用水泵、管道和水箱作為水流模擬裝置來(lái)模擬流動(dòng)的潮流，利用步進(jìn)電機(jī)推動(dòng)翼板旋轉(zhuǎn)，翼板在步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下變換與水流方向不同的角度，從而實(shí)現(xiàn)了翼板在水箱內(nèi)的左右滑動(dòng)，翼板帶動(dòng)滑板在導(dǎo)軌上左右移動(dòng)，因滑板上固定有齒條，齒條與發(fā)電機(jī)上齒輪嚙合，從而推動(dòng)發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)推動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了潮流能的捕捉，利用發(fā)電機(jī)的輸出電路連接的發(fā)電輸出功率測(cè)試電路和水箱內(nèi)設(shè)有水流功率測(cè)試裝置，可分別計(jì)算得出發(fā)電功率和潮流功率，進(jìn)而可得到潮流發(fā)電捕捉效率，另外，在本發(fā)明中，可通過(guò)改變步進(jìn)電機(jī)的輸入電壓信號(hào)的振幅與頻率及水泵的功率實(shí)現(xiàn)對(duì)不同流速和震蕩頻率的潮流的模擬。作為優(yōu)選，所述的發(fā)電輸出功率測(cè)試電路包括滑變電阻、電壓表和電流表，所述的滑變電阻和電流表串接在發(fā)電機(jī)的兩個(gè)輸出端，所述的電壓表并聯(lián)連接在滑變電阻的兩端。本優(yōu)選方案發(fā)電輸出功率測(cè)試電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于實(shí)施。作為優(yōu)選，所述的水流功率測(cè)試裝置包括設(shè)在水箱內(nèi)的水流流速表。本優(yōu)選方案可通過(guò)測(cè)得的水流的流速及水箱內(nèi)水量的大小計(jì)算得出水流的功率，是一種成本較低、準(zhǔn)確度較高的水流功率計(jì)算方式。作為優(yōu)選，所述的通過(guò)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的翼板是指，所述的步進(jìn)電機(jī)通過(guò)聯(lián)軸器與階梯軸連接，所述的階梯軸與翼板軸接。作為優(yōu)選，所述的支架包括底板和設(shè)在底板下固定連接的四個(gè)架腿。作為優(yōu)選，所述的滑軌包括兩組滑軌軸和設(shè)在滑軌軸兩端并固定在底板上的支撐座。作為優(yōu)選，所述的滑板還包括固定在滑板底部的滾動(dòng)直線球軸承支承座，所述的滾動(dòng)直線球軸承支承座與滑軌軸間隙配合。作為優(yōu)選 ，所述的步進(jìn)電機(jī)通過(guò)電機(jī)支架固定在滑板上。綜上所述，本發(fā)明專(zhuān)利通過(guò)水箱模擬了流動(dòng)的潮流，利用步進(jìn)電機(jī)模擬了潮流的震蕩，并利用翼板采集潮流的能量并轉(zhuǎn)換為電能，很方便高效的實(shí)現(xiàn)了振蕩式潮流發(fā)電捕捉效率的測(cè)試。


附圖1是本發(fā)明振蕩式潮流發(fā)電捕捉效率測(cè)試裝置的整體結(jié)構(gòu)示意 附圖2是圖1中去除水流模擬裝置后的A-A方向剖視結(jié)構(gòu)示意 附圖3是圖1中去除水流模擬裝置后的左視圖。圖中所示:
1.1、水箱，1.2、管道，1.3、水泵，2、支架，2.1、底板，2.2、架腿，3、滑軌，3.1、滑軌軸，
3.2、支撐座，4、滑板，5、步進(jìn)電機(jī)，6、翼板，7、發(fā)電機(jī)，8、齒輪，9、齒條。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的振蕩式潮流發(fā)電捕捉效率測(cè)試裝置具體實(shí)施方式
作以下詳細(xì)說(shuō)明:
如附圖1、圖2和圖3所示，一種振蕩式潮流發(fā)電捕捉效率測(cè)試裝置，包括水箱1.1和水泵1.3，所述的水泵通過(guò)管道1.2連接在水箱1.1的兩端，還包括架設(shè)在水箱1.1上的支架2，所述的支架2包括底板2.1和設(shè)在底板下固定連接的四個(gè)架腿2.2，所述的支架2上通過(guò)設(shè)有的滑軌3連接有滑板4，所述的滑軌3包括兩組滑軌軸3.1和設(shè)在滑軌軸3.1兩端并固定在底板2.1上的支撐座3.2，所述的滑板4還包括固定在滑板4底部的滾動(dòng)直線球軸承支承座，所述的滾動(dòng)直線球軸承支承座與滑軌軸3.1間隙配合，所述的滑板4上架設(shè)有通過(guò)步進(jìn)電機(jī)5驅(qū)動(dòng)的翼板6，所述的通過(guò)步進(jìn)電機(jī)5驅(qū)動(dòng)的翼板6是指，所述的步進(jìn)電機(jī)通過(guò)聯(lián)軸器與階梯軸連接，所述的階梯軸與翼板6軸接，翼板6置于水箱1.1內(nèi)，所述的滑板4上還固定有齒條9，所述的支架2上還設(shè)有發(fā)電機(jī)7，所述的發(fā)電機(jī)7的輸入軸上設(shè)有與齒條9相配的齒輪8,所述的發(fā)電機(jī)7的輸出電路連接有發(fā)電輸出功率測(cè)試電路，所述的水箱1.1內(nèi)設(shè)有水流功率測(cè)試裝置，在本實(shí)施例中，所述的步進(jìn)電機(jī)5通過(guò)電機(jī)支架固定在滑板4上，所述的發(fā)電輸出功率測(cè)試電路包括滑變電阻、電壓表和電流表，所述的滑變電阻和電流表串接在發(fā)電機(jī)的兩個(gè)輸出端，所述的電壓表并聯(lián)連接在滑變電阻的兩端，所述的水流功率測(cè)試裝置包括設(shè)在水箱內(nèi)的水流流速表。在本發(fā)明的發(fā)明構(gòu)思下，仍可做出很多變化，在此，應(yīng)該說(shuō)明，在本發(fā)明的發(fā)明構(gòu)思下所做出的任 何改變都將落入本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種振蕩式潮流發(fā)電捕捉效率測(cè)試裝置，包括水箱(1.1)和水泵(1.3)，所述的水泵通過(guò)管道(1.2)連接在水箱(1.1)的兩端，其特征在于:還包括架設(shè)在水箱(1.1)上的支架(2)，所述的支架(2)上通過(guò)設(shè)有的滑軌(3)連接有滑板(4)，所述的滑板(4)上架設(shè)有通過(guò)步進(jìn)電機(jī)(5)驅(qū)動(dòng)的翼板(6)，所述的翼板(6)置于水箱(1.1)內(nèi)，所述的滑板(4)上還固定有齒條(9 )，所述的支架(2 )上還設(shè)有發(fā)電機(jī)(7 )，所述的發(fā)電機(jī)(7 )的輸入軸上設(shè)有與齒條(9)相配的齒輪(8)，所述的發(fā)電機(jī)(7)的輸出電路連接有發(fā)電輸出功率測(cè)試電路，所述的水箱(1.1)內(nèi)設(shè)有水流功率測(cè)試裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的振蕩式潮流發(fā)電捕捉效率測(cè)試裝置，其特征在于:所述的發(fā)電輸出功率測(cè)試電路包括滑變電阻、電壓表和電流表，所述的滑變電阻和電流表串接在發(fā)電機(jī)的兩個(gè)輸出端，所述的電壓表并聯(lián)連接在滑變電阻的兩端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的振蕩式潮流發(fā)電捕捉效率測(cè)試裝置，其特征在于:所述的水流功率測(cè)試裝置包括設(shè)在水箱內(nèi)的水流流速表。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的振蕩式潮流發(fā)電捕捉效率測(cè)試裝置，其特征在于:所述的通過(guò)步進(jìn)電機(jī)(5)驅(qū)動(dòng)的翼板(6)是指，所述的步進(jìn)電機(jī)通過(guò)聯(lián)軸器與階梯軸連接，所述的階梯軸與翼板(6)軸接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的振蕩式潮流發(fā)電捕捉效率測(cè)試裝置，其特征在于:所述的支架(2 )包括底板(2.1)和設(shè)在底板下固定連接的四個(gè)架腿(2.2)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的振蕩式潮流發(fā)電捕捉效率測(cè)試裝置，其特征在于:所述的滑軌(3)包括兩組滑軌軸(3.1)和設(shè)在滑軌軸(3.1)兩端并固定在底板(2.1)上的支撐座(3.2)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的振`蕩式潮流發(fā)電捕捉效率測(cè)試裝置，其特征在于:所述的滑板(4)還包括固定在滑板(4)底部的滾動(dòng)直線球軸承支承座，所述的滾動(dòng)直線球軸承支承座與滑軌軸(3.1)間隙配合。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的振蕩式潮流發(fā)電捕捉效率測(cè)試裝置，其特征在于:所述的步進(jìn)電機(jī)(5 )通過(guò)電機(jī)支架固定在滑板(4 )上。
全文摘要
本發(fā)明提供一種振蕩式潮流發(fā)電捕捉效率測(cè)試裝置，包括水箱和水泵，所述的水泵通過(guò)管道連接在水箱的兩端，還包括架設(shè)在水箱上的支架，所述的支架上通過(guò)設(shè)有的滑軌連接有滑板，所述的滑板上架設(shè)有通過(guò)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的翼板，所述的翼板置于水箱內(nèi)，所述的滑板上還固定有齒條，所述的支架上還設(shè)有發(fā)電機(jī)，所述的發(fā)電機(jī)的輸入軸上設(shè)有與齒條相配的齒輪，所述的發(fā)電機(jī)的輸出電路連接有發(fā)電輸出功率測(cè)試電路，所述的水箱內(nèi)設(shè)有水流功率測(cè)試裝置。本發(fā)明通過(guò)模擬海洋潮流在不同頻率情況下采用翼板捕捉潮流能進(jìn)行發(fā)電并對(duì)潮流發(fā)電捕捉效率實(shí)現(xiàn)快速高效的測(cè)試。
文檔編號(hào)G01R31/34GK103234677SQ20131013052
公開(kāi)日2013年8月7日 申請(qǐng)日期2013年4月15日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月15日
發(fā)明者孫華霄, 逯建偉, 王勇, 王闊, 田川 申請(qǐng)人:山東大學(xué)