具有拦网的潮流能发电装置的制作方法

本实用新型属于海洋能发电领域，尤其涉及一种具有拦网的潮流能发电装置。

背景技术：

随着煤炭、石油等化石能源不断枯竭和环保要求的不断提高，世界各国纷纷将目光投向可再生能源的开发利用。其中潮流能由于资源储量丰富(据联合国科教文卫组织估计，全球蕴藏的可开发利用的潮流能总量达3亿千瓦)、能量更加集中(能量密度约是风能的4倍，太阳能的30倍)，载荷稳定可预测性强，成为目前国际上最为关注的海洋可再生能源形式。

潮流能是一种周期性海水自然涨落现象，是人类认识和利用最多的一种海洋能。在月球和太阳引力作用下，海水做周期性的运动，它包括海面周期性的垂直升降和海水周期性的水平流动。水平流动部分为潮汐的动能，被称为潮流能，其富集点多出现在群岛地区的海峡、水道及海湾的狭窄入口处，由于海岸形态和地底地形等因素的影响，流速较大，伴随的能量也巨大。

新型潮流能发电装置作为一种开放式的海洋能量捕获装置，不像传统潮流能发电站那样需搭建大坝，也无需巨额的前期投资；利用该装置发电时，由于叶轮转速慢，各种海洋生物仍可以在叶轮附近流动，同时不会产生大的噪声，不影响人们的视觉环境，因此可以保持良好的地域生态环境。

然而，随着沿海地区人口越来越集中，经济发达，废弃物多。海洋处在地球的较低位置，陆地产生的污染物质自然而然的流向了海洋。人类生活产生的垃圾正对海洋的坏境产生巨大的破坏，使得海洋的环境极其复杂恶劣，尤其是水面下的漂浮物，极大的影响了潮流能发电装置的正常运行，需要经常维修，不仅增加了人工成本，而且缩短了潮流能发电装置的使用寿命，有时甚至会造成设备毁灭性的破坏。

正是因为海洋中有如此多的垃圾，使得人类在利用海洋潮流能的过程中充满了挑战。不仅产生了很多本来设计当中没有考虑到的问题，同时严重影响了潮流能发电装置主要是水轮发电机的效率。虽然国内外已在进行众多的潮流能研究和开发，但是针对海洋垃圾的处理，目前仍未有很好的解决办法。

技术实现要素：

本实用新型针对现有技术的不足，提供了一种具有拦网的潮流能发电装置。

为实现本实用新型的目的，本实用新型提供一种具有拦网的潮流能发电装置，包括外框架、至少一个水轮发电机和至少两个外拦网。水轮发电机固定于外框架内。两个外拦网可分离地设置于外框架且分别位于水轮发电机的上游和下游，两个外拦网与外框架是沿着垂直于水平面的方向进行安装和拆卸。

于本实用新型的一实施例中，水轮发电机的数量为至少三个，外拦网的数量为至少六个，每两个外拦网分别对应一个水轮发电机位于上游和下游。

于本实用新型的一实施例中，外框架具有两组定位槽，每个外拦网具有外拦网框架，每个外拦网通过外拦网框架在一组定位槽中滑行的方式沿着垂直于水平面的方向自上而下装入外框架中。

于本实用新型的一实施例中，具有拦网的潮流能发电装置还包括至少一个内框架，至少一个内框架可分离地设置于外框架中，至少一个水轮发电机固定于内框架。

于本实用新型的一实施例中，具有拦网的潮流能发电装置还包括至少三个内框架，水轮发电机的数量为至少三个，外拦网的数量为至少六个，一个内框架内设置有至少一个水轮发电机。

于本实用新型的一实施例中，具有拦网的潮流能发电装置还包括内拦网，内拦网分别可分离地设置于内框架且分别位于水轮发电机的上游和下游，两个内拦网与内框架是沿着垂直于水平面的方向进行安装和拆卸。

于本实用新型的一实施例中，外拦网为至少五个，五个外拦网分别可分离地设置于外框架除去上表面以外的所有表面。

于本实用新型的一实施例中，外拦网的网眼的大小根据实际实施海域的垃圾特征设置。

综上所述，本实用新型实施例提供的潮流能发电装置通过在上下游设置至少两个外拦网，保护设置其内的水轮发电机模组不受海里垃圾的损害，减少了水轮发电机的故障率，延长水轮发电机的使用寿命，降低发电成本。特别地，本实用新型的外拦网是可分离式设置，这意味着安装的时候安装人员只需要在水面上进行作业，即可将外拦网从上而下吊入外框架中。在清理、更换或维修的时候，同样只需要在水面上进行作业，将外拦网自下而上从外框架中拉出，大幅度降低了安装维修成本，操作简便。

优选地，本实用新型的外拦网可分为多个，这样安装、更换和清理的时候可以单个独立进行，操作更加方便的同时减少维修成本。

外拦网的网眼设置在一定范围内，在确保阻拦垃圾的同时尽可能减少对水流的阻力。另外，本实用新型还可以采用外拦网和内拦网双重拦网的方式，充分避免垃圾被卷入水轮发电机。

为让本实用新型的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下。

附图说明

图1所示为根据本实用新型一实施例提供的潮流能发电装置的俯视图。

图2为图1中拦网的示意图。

具体实施方式

图1所示为根据本实用新型一实施例提供的潮流能发电装置的俯视图。图2为图1中拦网的示意图。请一并参考图1和图2。

具有拦网的潮流能发电装置包括外框架1、至少一个水轮发电机2和至少两个外拦网3。水轮发电机2固定于外框架1内。两个外拦网3可分离地设置于外框架1且分别位于水轮发电机2的上游和下游，两个外拦网3与外框架1是沿着垂直于水平面的方向进行安装和拆卸。

由于存在涨潮和落潮，水流方向会发生改变，为了更有效地避免垃圾对水轮机的损害，因此外拦网3需要在水轮发电机2的上游和下游均进行设置。本实用新型对水轮发电机2的类型不作任何限定。无论是水平轴水轮发电机还是垂直轴水轮发电机都可以适用于本实用新型的潮流能发电装置。图1中绘出了两种水轮发电机。

于本实施例中，外框架1具有两组定位槽11，每个外拦网3具有外拦网框架31，每个外拦网3通过外拦网框架31在一组定位槽11中滑行的方式沿着垂直于水平面的方向自上而下装入外框架1中。具体而言，定位槽11为U形卡槽，外框架1的底侧有底板。然而，本实用新型对定位槽的形状不作任何限定。于其它实施例中，定位槽可为工形卡槽。

由于海洋垃圾严重，当外拦网使用一段时间之后需要定期清理表面垃圾，才能够确保水流一直顺畅地涌入水轮发电机而不被垃圾阻挡，保障发电功率。另外，由于水流湍急，有些垃圾比较尖锐，即便是采用钢丝制作外拦网，仍然会存在损坏问题，因此外拦网需要经常维修和更换。现有的外拦网清理、安装和维修人员必须潜到水里进行作业，操作难度高，效率低，并且由于潮流能发电机周围水流冲撞容易造成漩涡，维修和清理也存在危险。

当安装本实用新型提供的外拦网3时，安装人员只需要在水面上将外拦网3吊起然后将外拦网框架31沿着定位槽11自上而下装入外框架1中。此时，外拦网框架31沿着定位槽11滑行，由于该滑行方向本身是沿着重力方向(垂直于水平面的方向)，因此无需任何助力，外拦网3可自行下降，一直到外拦网3碰到外框架1的底板，外拦网3即得到固定。通过这种方式，所有的安装操作都只需在水面上进行，安装成本更低，操作更简单，更高效。特别地，无需再设置额外的固定结构对外拦网3进行固定。

当需要更换或者维修本实用新型中的外拦网3时，维修人员仍然只需要在水面上操作。通过吊机将外拦网3从外框架1中拉出即可，此时外拦网框架31沿着定位槽11自下而上滑行，一直到外拦网3从定位槽11中脱离，外拦网3即可被更换或者维修。由于吊取外拦网的方向仍然是垂直于水平面，最大可能地减小了水流带来的阻力(理论上只要克服外拦网本身的重力即可)，因此更换更为容易，效率更高。

于本实施例中，水轮发电机2的数量为至少三个，外拦网3的数量为至少六个，每两个外拦网3分别对应一个水轮发电机2位于上游和下游。通过这种设置，将外拦网3分为多个，这样安装、更换和清理的时候可以单个独立进行，操作更加方便的同时减少维修成本。

于本实施例中，具有拦网的潮流能发电装置还包括至少一个内框架4，至少一个内框架4可分离地设置于外框架1中，至少一个水轮发电机2固定于内框架4。特别地，内框架4的数量可以为至少三个，水轮发电机2的数量为至少三个，外拦网3的数量为至少六个，一个内框架4内设置有至少一个水轮发电机2。

一个内框架4和一个水轮发电机2共同形成内置模块。于实际应用中，可先将水轮发电机2固定在内框架4内，然后将至少三个内框架4分别固定在外框架1内，从而实现水轮发电机模组2的模块化安装以及阵列式分布。具体而言，内置模块的安装可在岸上进行，然后将内置模块从上至下吊入置于海中的外框架1内和外框架1进行固定，如此大大简化安装程序，减少安装时间，降低海洋中安装难度。同样地，维修时也只需要在水面上将内置模块从外框架1中自下而上吊出即可，维修难度和成本也会大大降低。

于本实施例中，具有拦网的潮流能发电装置还包括内拦网(图未示)，内拦网分别可分离地设置于内框架4且分别位于水轮发电机2的上游和下游，两个内拦网与内框架4是沿着垂直于水平面的方向进行安装和拆卸。本实用新型还可以采用外拦网3和内拦网双重拦网的方式，充分避免垃圾被卷入水轮发电机2。外拦网3和内拦网网眼的大小可以一样也可以不一样。

于本实施例中，外拦网的网眼大小根据实际实施海域的垃圾特征设置。具体而言，不同海域由于海流和所处的地域差别等原因，垃圾特征差别比较大，因此海域中的垃圾大小差别也比较大。本实用新型的外拦网根据不同海域的特点设置网眼大小。举例而言，外拦网3的网眼大小可以在0.04m²-0.25m²之间。外拦网3的网眼不能太小，太小的话会增加水流的阻力，但是又不能太大，太大的话无法起到良好的阻拦垃圾的作用。于本实施例中，外拦网3由钢丝制作，网眼为矩形，这样制作更加简便并且外拦网也足够牢固。然而本实用新型对此不作任何限定，于其它实施例中，网眼可为圆形等任意形状。外拦网3也可采用其它结实的材料制成。

于本实施例中，外拦网3为至少五个，五个外拦网3分别可分离地设置于外框架1除去上表面以外的所有表面，全方位保护水轮发电机2，防止海洋垃圾对设备的损坏。

综上所述，本实用新型实施例提供的潮流能发电装置通过在上下游设置至少两个外拦网，保护设置其内的水轮发电机模组不受海里垃圾的损害，减少了水轮发电机的故障率，延长水轮发电机的使用寿命，降低发电成本。特别地，本实用新型的外拦网是可分离式设置，这意味着安装的时候安装人员只需要在水面上进行作业，即可将外拦网从上而下吊入外框架中。在清理、更换或维修的时候，同样只需要在水面上进行作业，将外拦网自下而上从外框架中拉出，大幅度降低了安装维修成本，操作简便。

优选地，本实用新型的外拦网可分为多个，这样安装、更换和清理的时候可以单个独立进行，操作更加方便的同时减少维修成本。

外拦网的网眼设置在一定范围内，在确保阻拦垃圾的同时尽可能减少对水流的阻力。另外，本实用新型还可以采用外拦网和内拦网双重拦网的方式，充分避免垃圾被卷入水轮发电机。

虽然本实用新型已由较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟知此技艺者，在不脱离本实用新型的精神和范围内，可作些许的更动与润饰，因此本实用新型的保护范围当视权利要求书所要求保护的范围为准。