本(ben)發(fa)(fa)(fa)明屬(shu)于(yu)可再生能源開發(fa)(fa)(fa)利(li)用,具體(ti)涉及一種(zhong)能夠利(li)用海洋(yang)能工作,可以把海洋(yang)能中潮流(liu)能進行轉化(hua)發(fa)(fa)(fa)電的(de)水動力自(zi)動對向(xiang)水平軸透平潮流(liu)能發(fa)(fa)(fa)電裝置。
背景技術:
1、所謂(wei)海流(liu)主(zhu)要(yao)(yao)是(shi)指(zhi)海底水(shui)(shui)道和海峽(xia)中較為穩定的(de)(de)(de)流(liu)動,所謂(wei)潮(chao)(chao)(chao)流(liu)主(zhu)要(yao)(yao)是(shi)指(zhi)由于潮(chao)(chao)(chao)汐(xi)導(dao)致的(de)(de)(de)有規(gui)律的(de)(de)(de)海水(shui)(shui)流(liu)動,海流(liu)和潮(chao)(chao)(chao)流(liu)是(shi)混在(zai)一(yi)(yi)起的(de)(de)(de),潮(chao)(chao)(chao)流(liu)能(neng)(neng)量又占主(zhu)要(yao)(yao)部分,兩(liang)者可以(yi)統稱潮(chao)(chao)(chao)流(liu),潮(chao)(chao)(chao)流(liu)發電是(shi)利用(yong)海流(liu)的(de)(de)(de)動能(neng)(neng)發電的(de)(de)(de)技(ji)術。一(yi)(yi)般(ban)無需筑(zhu)壩,用(yong)水(shui)(shui)輪(lun)機組發電。潮(chao)(chao)(chao)流(liu)能(neng)(neng)的(de)(de)(de)能(neng)(neng)量與流(liu)速的(de)(de)(de)平方(fang)和流(liu)量成正(zheng)比。相對波浪而(er)言,潮(chao)(chao)(chao)流(liu)能(neng)(neng)的(de)(de)(de)變化要(yao)(yao)平穩且有規(gui)律得多。潮(chao)(chao)(chao)流(liu)能(neng)(neng)隨潮(chao)(chao)(chao)汐(xi)的(de)(de)(de)漲落每天兩(liang)次改(gai)變大小和方(fang)向(xiang)。一(yi)(yi)般(ban)來說,最大流(liu)速在(zai)2m/s以(yi)上的(de)(de)(de)水(shui)(shui)道,其潮(chao)(chao)(chao)流(liu)能(neng)(neng)均有實(shi)際開發的(de)(de)(de)價值。
2、潮(chao)(chao)流(liu)能(neng)的(de)(de)(de)利用方式主要(yao)是發(fa)(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian),其原理(li)和風力(li)發(fa)(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)相似,潮(chao)(chao)流(liu)發(fa)(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)是依靠(kao)海(hai)流(liu)的(de)(de)(de)沖擊力(li)使水(shui)輪機旋轉,然后再(zai)帶(dai)動(dong)發(fa)(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)機發(fa)(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)。但由(you)于(yu)海(hai)水(shui)的(de)(de)(de)密度約為空氣的(de)(de)(de)835倍,且必須放(fang)置(zhi)于(yu)水(shui)下,故潮(chao)(chao)流(liu)發(fa)(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)存在(zai)著一系(xi)列的(de)(de)(de)關鍵技(ji)術問題,包括安裝維(wei)護、電(dian)(dian)(dian)力(li)輸送、防腐(fu)、海(hai)洋環(huan)境中(zhong)的(de)(de)(de)載荷(he)與(yu)安全性能(neng)等。此外,潮(chao)(chao)流(liu)發(fa)(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)裝置(zhi)和風力(li)發(fa)(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)裝置(zhi)的(de)(de)(de)固(gu)(gu)定(ding)形式和透平設計也(ye)有很大的(de)(de)(de)不同。潮(chao)(chao)流(liu)裝置(zhi)可(ke)以(yi)安裝固(gu)(gu)定(ding)于(yu)海(hai)底,也(ye)可(ke)以(yi)安裝于(yu)浮體的(de)(de)(de)底部,而浮體通過錨鏈固(gu)(gu)定(ding)于(yu)海(hai)上。
3、潮(chao)(chao)流能發電已成(cheng)為當(dang)前研究熱點,潮(chao)(chao)流能具有可預測性強(qiang)、能量密度(du)高(gao)等(deng)優點,但局部范圍也(ye)存(cun)在流速(su)偏低、方向不穩(wen)定等(deng)缺點,同(tong)時惡劣的海洋環境也(ye)給(gei)潮(chao)(chao)流能發電機組(zu)的研制帶來很大的困(kun)難。提(ti)高(gao)機組(zu)可靠(kao)性、提(ti)升整體效率已成(cheng)為潮(chao)(chao)流能發電機組(zu)研制中的關(guan)鍵(jian)技術(shu)問題。
4、潮(chao)流水輪發電(dian)(dian)主要的(de)有兩種形式(shi),一(yi)種是(shi)水平(ping)(ping)軸(zhou)式(shi),一(yi)種是(shi)垂直軸(zhou)式(shi),垂直軸(zhou)式(shi)效率(lv)不高,但(dan)可(ke)以接受各個(ge)方(fang)向(xiang)的(de)潮(chao)流,沒有電(dian)(dian)纜纏(chan)繞問(wen)(wen)題。水平(ping)(ping)軸(zhou)式(shi)效率(lv)高,但(dan)水輪葉扇(shan)需隨(sui)著潮(chao)流自(zi)動(dong)轉向(xiang),永遠(yuan)對(dui)準潮(chao)流的(de)來(lai)向(xiang),才(cai)能使得發電(dian)(dian)效率(lv)保(bao)持在最佳(jia)狀態,這(zhe)樣會帶來(lai)新的(de)問(wen)(wen)題——輸電(dian)(dian)電(dian)(dian)纜纏(chan)繞的(de)問(wen)(wen)題。美國發明了(le)旋轉接頭解決了(le)這(zhe)個(ge)問(wen)(wen)題,但(dan)水下旋轉接頭價格昂貴(10萬美元(yuan)),壽(shou)命(ming)有限,不是(shi)長久(jiu)之計。為了(le)提高效率(lv),自(zi)由轉向(xiang)和電(dian)(dian)纜纏(chan)繞成(cheng)了(le)一(yi)對(dui)矛盾(dun)。
技術實現思路
1、本(ben)發(fa)(fa)明的(de)目的(de)是為?追(zhui)求(qiu)高效率,解決自由轉(zhuan)向(xiang)(xiang)和(he)電纜纏繞的(de)矛盾,不(bu)用旋轉(zhuan)接頭,不(bu)用花費昂貴的(de)費用,水(shui)平(ping)軸潮流(liu)發(fa)(fa)電系統可以讓水(shui)輪葉扇會(hui)隨著潮流(liu)自動(dong)轉(zhuan)向(xiang)(xiang),永遠對準(zhun)潮流(liu)的(de)來(lai)向(xiang)(xiang),使得發(fa)(fa)電效率保持在最佳(jia)狀態,不(bu)會(hui)帶來(lai)電纜的(de)纏繞問題(ti),而提供一種免旋轉(zhuan)接頭自動(dong)調(diao)向(xiang)(xiang)水(shui)平(ping)軸潮流(liu)能發(fa)(fa)電裝置。
2、水動力自動對向水平(ping)(ping)軸(zhou)透(tou)平(ping)(ping)潮流(liu)(liu)能發電裝置,它包括發電機密封艙外殼7、前部整流(liu)(liu)罩16、水平(ping)(ping)傳動軸(zhou)外殼17、透(tou)平(ping)(ping)、調向軸(zhou)外套筒23、調向軸(zhou)24;
3、發電(dian)機6固定發電(dian)機密封艙外(wai)殼7內(nei),發電(dian)機軸(zhou)8與發電(dian)機密封艙外(wai)殼7軸(zhou)接(jie);
4、所述的水(shui)平(ping)傳動軸外殼17固(gu)定在(zai)前(qian)部整流罩16后方;
5、所(suo)述的調向(xiang)軸(zhou)(zhou)外套筒(tong)(tong)23固定在在前(qian)部整流罩(zhao)16下方(fang);與水平傳動軸(zhou)(zhou)外殼17成直角;調向(xiang)軸(zhou)(zhou)外套筒(tong)(tong)23與調向(xiang)軸(zhou)(zhou)24軸(zhou)(zhou)連;
6、透平設在(zai)水(shui)平傳(chuan)(chuan)動(dong)(dong)軸(zhou)外(wai)殼17的后方,與水(shui)平傳(chuan)(chuan)動(dong)(dong)軸(zhou)18固連接(jie);水(shui)平傳(chuan)(chuan)動(dong)(dong)軸(zhou)18穿過(guo)水(shui)平傳(chuan)(chuan)動(dong)(dong)軸(zhou)外(wai)殼17,在(zai)前部整流罩(zhao)16內,通過(guo)垂直傳(chuan)(chuan)動(dong)(dong)機(ji)構與電(dian)機(ji)軸(zhou)8連接(jie);
7、所述的發電(dian)機密(mi)封艙外殼7的頂部設有上支架固定部;
8、調(diao)向軸(zhou)24的下部(bu)設有下支架固定部(bu)。
9、所述的電機軸8和水平傳動軸18分別設有相對應的傘形(xing)齒輪,實現垂(chui)直(zhi)傳動動力(li)。
10、所述的發電機密(mi)(mi)封艙外殼7頂(ding)部(bu)設有密(mi)(mi)封倉(cang)端(duan)蓋4,密(mi)(mi)封倉(cang)端(duan)蓋4設有出(chu)線孔(kong)2和(he)電纜水密(mi)(mi)接頭3。
11、所述的垂直(zhi)傳動(dong)(dong)軸(zhou)12通(tong)過(guo)垂直(zhi)傳動(dong)(dong)軸(zhou)上(shang)(shang)軸(zhou)承(cheng)10、垂直(zhi)傳動(dong)(dong)軸(zhou)下(xia)軸(zhou)承(cheng)14分別與垂直(zhi)傳動(dong)(dong)軸(zhou)軸(zhou)套上(shang)(shang)支撐(cheng)結構11和垂直(zhi)傳動(dong)(dong)軸(zhou)軸(zhou)套下(xia)支撐(cheng)結構15軸(zhou)接。
12、所述(shu)的發(fa)電機密封艙外(wai)殼(ke)7和水(shui)平傳(chuan)動軸(zhou)外(wai)殼(ke)17之間設有斜支撐25。
13、本發明(ming)又一個目的(de)是(shi)提供一種潮流能發電機(ji)組。
14、一種潮流(liu)能發(fa)電(dian)(dian)機組,它包括(kuo):發(fa)電(dian)(dian)機組主架(jia)(jia)(jia)(jia)、上(shang)支(zhi)(zhi)架(jia)(jia)(jia)(jia)、下(xia)支(zhi)(zhi)架(jia)(jia)(jia)(jia)以及所述的(de)水(shui)(shui)(shui)動力自(zi)動對向水(shui)(shui)(shui)平軸(zhou)透平潮流(liu)能發(fa)電(dian)(dian)裝置,發(fa)電(dian)(dian)機組主架(jia)(jia)(jia)(jia)固(gu)定(ding)在海底,上(shang)支(zhi)(zhi)架(jia)(jia)(jia)(jia)和下(xia)支(zhi)(zhi)架(jia)(jia)(jia)(jia)分架(jia)(jia)(jia)(jia)固(gu)定(ding)在發(fa)電(dian)(dian)機組主架(jia)(jia)(jia)(jia)上(shang),水(shui)(shui)(shui)動力自(zi)動對向水(shui)(shui)(shui)平軸(zhou)透平潮流(liu)能發(fa)電(dian)(dian)裝置的(de)上(shang)支(zhi)(zhi)架(jia)(jia)(jia)(jia)固(gu)定(ding)部固(gu)定(ding)在上(shang)支(zhi)(zhi)架(jia)(jia)(jia)(jia),下(xia)支(zhi)(zhi)架(jia)(jia)(jia)(jia)固(gu)定(ding)部固(gu)定(ding)在下(xia)支(zhi)(zhi)架(jia)(jia)(jia)(jia)上(shang)。
15、本(ben)發(fa)明提供(gong)了水(shui)(shui)(shui)(shui)動(dong)力自動(dong)對向(xiang)(xiang)(xiang)水(shui)(shui)(shui)(shui)平(ping)(ping)(ping)(ping)(ping)(ping)軸(zhou)(zhou)透(tou)(tou)(tou)平(ping)(ping)(ping)(ping)(ping)(ping)潮(chao)流能發(fa)電(dian)(dian)裝(zhuang)(zhuang)置,能自動(dong)對向(xiang)(xiang)(xiang)潮(chao)流,同時(shi)免(mian)去旋轉接(jie)頭,解決輸電(dian)(dian)電(dian)(dian)纜的(de)纏(chan)繞(rao)問題。主(zhu)要構(gou)造是(shi)由處(chu)(chu)于垂直(zhi)方向(xiang)(xiang)(xiang)的(de)發(fa)電(dian)(dian)機(ji)(ji)艙(cang)(cang)、處(chu)(chu)于水(shui)(shui)(shui)(shui)平(ping)(ping)(ping)(ping)(ping)(ping)方向(xiang)(xiang)(xiang)的(de)透(tou)(tou)(tou)平(ping)(ping)(ping)(ping)(ping)(ping)傳(chuan)動(dong)軸(zhou)(zhou)艙(cang)(cang)、處(chu)(chu)于水(shui)(shui)(shui)(shui)平(ping)(ping)(ping)(ping)(ping)(ping)方向(xiang)(xiang)(xiang)的(de)透(tou)(tou)(tou)平(ping)(ping)(ping)(ping)(ping)(ping)、連(lian)接(jie)發(fa)電(dian)(dian)機(ji)(ji)艙(cang)(cang)和透(tou)(tou)(tou)平(ping)(ping)(ping)(ping)(ping)(ping)傳(chuan)動(dong)軸(zhou)(zhou)艙(cang)(cang)的(de)帶有(you)傘(san)形(xing)齒輪的(de)直(zhi)角傳(chuan)動(dong)部件(jian)及底部調向(xiang)(xiang)(xiang)內外套筒(tong)構(gou)成。獲取能量的(de)葉輪透(tou)(tou)(tou)平(ping)(ping)(ping)(ping)(ping)(ping)為(wei)水(shui)(shui)(shui)(shui)平(ping)(ping)(ping)(ping)(ping)(ping)軸(zhou)(zhou)透(tou)(tou)(tou)平(ping)(ping)(ping)(ping)(ping)(ping)形(xing)式,水(shui)(shui)(shui)(shui)平(ping)(ping)(ping)(ping)(ping)(ping)軸(zhou)(zhou)透(tou)(tou)(tou)平(ping)(ping)(ping)(ping)(ping)(ping)的(de)好(hao)處(chu)(chu)是(shi)轉換效(xiao)率高,水(shui)(shui)(shui)(shui)平(ping)(ping)(ping)(ping)(ping)(ping)軸(zhou)(zhou)透(tou)(tou)(tou)平(ping)(ping)(ping)(ping)(ping)(ping)的(de)缺點是(shi)需要調向(xiang)(xiang)(xiang),發(fa)電(dian)(dian)機(ji)(ji)軸(zhou)(zhou)為(wei)垂直(zhi)形(xing)式,垂直(zhi)形(xing)式的(de)好(hao)處(chu)(chu)的(de)是(shi)可(ke)以避免(mian)電(dian)(dian)纜纏(chan)繞(rao)。通(tong)過互相垂直(zhi)的(de)傘(san)齒結構(gou)把水(shui)(shui)(shui)(shui)平(ping)(ping)(ping)(ping)(ping)(ping)軸(zhou)(zhou)透(tou)(tou)(tou)平(ping)(ping)(ping)(ping)(ping)(ping)的(de)動(dong)力傳(chuan)遞給垂直(zhi)軸(zhou)(zhou)的(de)發(fa)電(dian)(dian)機(ji)(ji),這樣(yang)可(ke)以既(ji)(ji)有(you)水(shui)(shui)(shui)(shui)平(ping)(ping)(ping)(ping)(ping)(ping)軸(zhou)(zhou)透(tou)(tou)(tou)平(ping)(ping)(ping)(ping)(ping)(ping)效(xiao)率高的(de)優(you)(you)點,又有(you)垂直(zhi)形(xing)式可(ke)以避免(mian)電(dian)(dian)纜纏(chan)繞(rao)的(de)優(you)(you)點。既(ji)(ji)能讓發(fa)電(dian)(dian)裝(zhuang)(zhuang)置對準潮(chao)流的(de)方向(xiang)(xiang)(xiang),保持高效(xiao),又不會(hui)發(fa)生電(dian)(dian)纜的(de)纏(chan)繞(rao)問題。
16、此水(shui)平軸潮流能發電(dian)裝置(zhi),結構簡單,機械強度高,性能可靠,抗海水(shui)腐蝕,重量輕,安裝容易,使用時僅需要(yao)把本裝置(zhi)的上下兩(liang)端安裝法(fa)蘭安裝到(dao)需要(yao)固(gu)定的位置(zhi)。本裝置(zhi)輸出電(dian)纜配有水(shui)密接頭,可以耐壓6000米水(shui)深。
17、本(ben)發明(ming)主(zhu)要由能(neng)(neng)量獲(huo)取部分和能(neng)(neng)量轉化部分及調向(xiang)部分組(zu)成:能(neng)(neng)量獲(huo)取部分組(zu)成主(zhu)要由若干個高效透(tou)平(ping)(ping)葉片安(an)裝在透(tou)平(ping)(ping)輪轂(gu)上構成,透(tou)平(ping)(ping)輪轂(gu)與水平(ping)(ping)傳動(dong)(dong)軸(zhou)(zhou)連接,水平(ping)(ping)傳動(dong)(dong)軸(zhou)(zhou)通過扭矩直角傳遞裝置(zhi),將扭矩傳遞給(gei)垂直傳動(dong)(dong)軸(zhou)(zhou),垂直傳動(dong)(dong)軸(zhou)(zhou)把扭矩傳遞發電機(ji)。調向(xiang)系統巧妙的由艙內軸(zhou)(zhou)套與垂直傳動(dong)(dong)軸(zhou)(zhou)相(xiang)結合實(shi)現既(ji)能(neng)(neng)調向(xiang)又能(neng)(neng)傳動(dong)(dong)。
18、本發明主(zhu)要優點:可以適(shi)(shi)用(yong)(yong)于每(mei)天兩次改變大小和方向(xiang)的(de)潮流能(neng)發電,可以自(zi)動調(diao)向(xiang),防止電纜纏(chan)繞問題(ti),成本低,免去旋(xuan)轉接頭費(fei)用(yong)(yong)(10萬美元(yuan)),只(zhi)需(xu)固定兩端即可使用(yong)(yong)。適(shi)(shi)用(yong)(yong)面廣,可以依(yi)據不同的(de)功(gong)率需(xu)要制造不同的(de)規格,壽命長,不怕海(hai)水腐蝕,使用(yong)(yong)方便,易維護。
1.水(shui)動(dong)(dong)力自動(dong)(dong)對(dui)向水(shui)平(ping)軸透(tou)平(ping)潮流能發電(dian)裝置,其特征(zheng)在于:它包括(kuo)發電(dian)機密封艙外殼(7)、前部整流罩(16)、水(shui)平(ping)傳(chuan)動(dong)(dong)軸外殼(17)、透(tou)平(ping)、調向軸外套筒(23)、調向軸(24);
2.根據(ju)權利要求1所(suo)述的水動(dong)(dong)力(li)自動(dong)(dong)對向水平軸透(tou)平潮流能發(fa)電裝(zhuang)置,其(qi)特征在于:所(suo)述的電機軸(8)和(he)水平傳動(dong)(dong)軸(18)分別(bie)設有相對應的傘形齒輪,實現(xian)垂直傳動(dong)(dong)動(dong)(dong)力(li)。
3.根據權利(li)要求2所述的(de)水(shui)動(dong)力自(zi)動(dong)對向(xiang)水(shui)平(ping)軸透(tou)平(ping)潮流能發電裝置(zhi),其特征在(zai)于:所述的(de)發電機密(mi)封(feng)艙外(wai)殼(7)頂部(bu)設有(you)密(mi)封(feng)倉(cang)端蓋(4),密(mi)封(feng)倉(cang)端蓋(4)設有(you)出線孔(2)和(he)電纜水(shui)密(mi)接頭(3)。
4.根(gen)據(ju)權(quan)利要求3所述的(de)水動(dong)(dong)力自動(dong)(dong)對(dui)向水平軸(zhou)(zhou)(zhou)透(tou)平潮流能發電裝置,其特征在于(yu):所述的(de)垂(chui)直傳(chuan)動(dong)(dong)軸(zhou)(zhou)(zhou)(12)通過垂(chui)直傳(chuan)動(dong)(dong)軸(zhou)(zhou)(zhou)上(shang)軸(zhou)(zhou)(zhou)承(cheng)(10)、垂(chui)直傳(chuan)動(dong)(dong)軸(zhou)(zhou)(zhou)下軸(zhou)(zhou)(zhou)承(cheng)(14)分別與垂(chui)直傳(chuan)動(dong)(dong)軸(zhou)(zhou)(zhou)軸(zhou)(zhou)(zhou)套(tao)上(shang)支撐結構(11)和垂(chui)直傳(chuan)動(dong)(dong)軸(zhou)(zhou)(zhou)軸(zhou)(zhou)(zhou)套(tao)下支撐結構(15)軸(zhou)(zhou)(zhou)接(jie)。
5.根據權利要求(qiu)4所述的水(shui)(shui)動力自動對向水(shui)(shui)平(ping)(ping)軸透(tou)平(ping)(ping)潮流能發電(dian)裝置,其特征在于(yu):所述的發電(dian)機(ji)密封(feng)艙外(wai)殼(7)和(he)水(shui)(shui)平(ping)(ping)傳動軸外(wai)殼(17)之間設有斜支撐(25)。
6.一種潮(chao)流(liu)能發(fa)(fa)電(dian)(dian)機(ji)組,它包括:發(fa)(fa)電(dian)(dian)機(ji)組主架(jia)(jia)、上(shang)支(zhi)(zhi)架(jia)(jia)、下(xia)支(zhi)(zhi)架(jia)(jia)以及權利要(yao)求1所述的免旋(xuan)轉(zhuan)(zhuan)接頭自動(dong)(dong)調向(xiang)水平軸潮(chao)流(liu)能發(fa)(fa)電(dian)(dian)裝置,發(fa)(fa)電(dian)(dian)機(ji)組主架(jia)(jia)固定(ding)(ding)在海(hai)底,上(shang)支(zhi)(zhi)架(jia)(jia)和下(xia)支(zhi)(zhi)架(jia)(jia)分架(jia)(jia)固定(ding)(ding)在發(fa)(fa)電(dian)(dian)機(ji)組主架(jia)(jia)上(shang),免旋(xuan)轉(zhuan)(zhuan)接頭自動(dong)(dong)調向(xiang)水平軸潮(chao)流(liu)能發(fa)(fa)電(dian)(dian)裝置的上(shang)支(zhi)(zhi)架(jia)(jia)固定(ding)(ding)部固定(ding)(ding)在上(shang)支(zhi)(zhi)架(jia)(jia),下(xia)支(zhi)(zhi)架(jia)(jia)固定(ding)(ding)部固定(ding)(ding)在下(xia)支(zhi)(zhi)架(jia)(jia)上(shang)。