本发明属于海洋能源领域，特别涉及一种简单、可靠、易于维护的新型自适应潮差的双透平潮流能发电装置。
背景技术：
可再生能源领域的海洋能储量巨大，有多种开发形式，但是距离商业化运行还有一段距离。相对而言，潮流能是海洋能领域中规律性最强、最易开发的海洋能形式之一。其中，由于水平轴潮流能发电系统的能量转化效率明显优于垂直轴潮流能发电系统，所以水平轴潮流能发电系统应用更加广泛。
已有其他水平轴双向潮流发电发明专利，但是本发明与其他专利有明显区别：比如cn201110250050.1通过透平的整体翻转解决水平轴潮流能发电机的调向难题，新申请专利调向依靠每个叶片的调向实现透平的调向；cn201110161535.3论述了双向导流罩的专利保护，并没有关于透平适应双向流的论述；cn201220593046.5关于双浮力体摆式双向透平波浪能发电装置的专利保护，保护的是波浪能发电装置不是潮流能发电装置，而且该装置在水流方向与垂直方向都会发生相对运动，新申请发明专利的整个装置只在垂直方向产生升降运动在水平方向没有相对运动；cn201520290785.0是双向自变距潮流能叶片的专利只是叶片结构的专利，叶片是对称翼型完全依靠水动力完成变桨动作，不是潮流能发电装置整体结构的专利，cn201520290785.0所采取的叶片翼型是非对称翼型，依靠伺服电机完成叶片的变桨动作，而新申请专利的翼型是对称翼型，依靠水动力完成叶片的变桨动作。
水平轴潮流能的直驱式发电机的转速较低，发电机效率较低。带有增速器的发电机浸泡在水中，它的润滑、密封、可靠性都面临问题。采用单桩基固定的发电系统在水中距海底的距离是一定的，不能保证透平始终处于最佳位置，不能适应潮差的变化。而且这种固定形式维修困难，每次维修都要花费高昂的代价。
因此，研发一种简单、可靠、易于维护、既能实现潮流发电机高效率运行又能实现发电装置自适应潮差变化的新型自适应潮差的双透平潮流能发电装置是非常有必要的。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是提供一种简单、可靠、易于维护、既能实现潮流发电机高效率运行又能实现发电装置自适应潮差变化的新型自适应潮差的双透平潮流能发电装置。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种新型自适应潮差的双透平潮流能发电装置，其创新点在于：包括一立柱，所述立柱上滑动连接有可沿立柱上下运动且与立柱匹配的套筒，且立柱的顶部设置有吊车；
所述套筒上部固定连接有发电机，所述发电机的两侧对称设置有发电机转轴，且各发电机转轴的端部设有发电机齿轮；所述套筒上自上而下还依次设置上浮体、透平支撑机构和下浮体，所述透平支撑机构的两侧对称设置有透平旋转轴，且透平支撑机构上开有与套筒配合的装配口，所述透平支撑机构通过装配口与套筒固定连接；所述透平旋转轴的端部固定连接有透平，且所述透平通过皮带与发电机齿轮传动连接；
所述靠近上浮体一端的套管上侧部开有连通套管的进气口，所述进气口通过通气管与下浮体连通，且下浮体的底端还设有一与下浮体连通的能开闭的开口。
进一步地，所述透平包括一中心设有与透平旋转轴配合的连接孔的轮毂本体，所述轮毂本体中以连接孔为圆心，在其圆周外侧设有与轮毂本体固定连接的轮毂辐射状支撑结构；所述轮毂本体外侧沿其圆周方向均匀分布有若干个叶片，所述轮毂本体上还设有轮毂齿轮，且轮毂齿轮通过皮带与发电机齿轮传动连接。
进一步地，所述皮带采用齿形皮带。
进一步地，所述立柱为长方体结构。
进一步地，所述发电机采用防护等级达到ip58的发电机。
本发明的优点在于：
（1）本发明发电机置于结构最高处，不与海水直接接触；透平采用双向透平，透平内部有电动调向机构，潮流方向改变（涨潮落潮流向变化180°）每个叶片根部的伺服电机会发生转动，桨距角会发生180°变化，所以透平能够适应潮流流向的改变；同时，装置有上下两个浮体，装置正常运行时重力与浮力的差值不变，所以透平距水面的距离不会因为涨潮落潮而改变，因此装置具有自适应潮差的能力，发电机透平始终处于最佳位置，透平效率高；此外，需要维修时下浮体内部的水可以抽出一部分，装置可以自动上浮至一定位置，维修人员可以在上浮体表面作业，维修完成以后下浮体还可以再注入水，使装置恢复正常运行时的水位；
（2）本发明新型自适应潮差的双透平潮流能发电装置，其中，透平的辐射状支撑结构所占轮毂的面积很小，轮毂本体的大部分面积是通透的，这样的结构利于水流通过，提高效率；
（3）本发明新型自适应潮差的双透平潮流能发电装置，其中，轮毂齿轮与发电机齿轮通过齿轮皮带传动连接，不怕海水腐蚀，不丢转，传递效率高；
（4）本发明新型自适应潮差的双透平潮流能发电装置，其中，立柱为长方体结构，对应的套筒及装配口为长方形，套筒不能转动，因而可以保证透平的旋转平面始终与潮流方向垂直；
（5）本发明新型自适应潮差的双透平潮流能发电装置，其中，发电机采用防护等级达到ip58的发电机，是水中型电机，在海水中浸泡也可以正常工作。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明新型自适应潮差的双透平潮流能发电装置的正视示意图。
图2为本发明新型自适应潮差的双透平潮流能发电装置的侧视示意图。
图3是图1中单个透平的结构示意图。
图4为图1中两个透平的结构示意图。
具体实施方式
下面的实施例可以使本专业的技术人员更全面地理解本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
实施例
本实施例新型自适应潮差的双透平潮流能发电装置，如图1和2所示，采用单桩支撑结构，包括一长方体形状的立柱13，立柱13上滑动连接有可沿立柱13上下运动且与立柱13匹配的套筒14，且立柱13的顶部设置有吊车1；在透平8需要维修时可以通过吊车1将透平吊出水面6进行维修，所以此装置易于维护保养。
套筒14上部固定连接有防护等级达到ip58的发电机2，该发电机2是水中型电机，在海水中浸泡也可以正常工作；发电机2的两侧对称设置有发电机转轴3，且各发电机转轴3的端部设有发电机齿轮4；套筒14上自上而下还依次设置上浮体7、透平支撑机构11和下浮体15，透平支撑机构11的两侧对称设置有透平旋转轴12，如图4所示，且透平支撑机构11上开有与套筒配合的装配口20，透平支撑机构11通过装配口20与套筒14固定连接；透平旋转轴12的端部固定连接有透平8，如图3所示，透平8包括一中心设有与透平旋转轴12配合的连接孔的轮毂本体9，轮毂本体9中以连接孔为圆心，在其圆周外侧设有与轮毂本体9固定连接的轮毂辐射状支撑结构17；轮毂本体9外侧沿其圆周方向均匀分布有若干个叶片10，轮毂本体9上还设有轮毂齿轮16，且轮毂齿轮16通过齿形皮带5与发电机齿轮4传动连接；透平的辐射状支撑结构17所占轮毂的面积很小，轮毂本体9的大部分面积是通透的，这样的结构利于水流通过，提高效率。
实施例中，立柱13为长方体结构，对应的套筒14及装配口20为长方形，套筒14不能转动，因而可以保证透平8的旋转平面始终与潮流方向垂直；轮毂齿轮16与发电机齿轮4的转速比在3:1到5:1之间，转速比大发电机难启动但是效率高，反之发电机易启动但是效率低；转速比的取值根据潮流资源情况确定，流速较大时选择较大的转速比，流速较小时选择较小的转速比；轮毂齿轮16与发电机齿轮4通过齿轮皮带5传动连接，不怕海水腐蚀，不丢转，传递效率高。
如图1所示，靠近上浮体7一端的套管14上侧部开有连通套管14的进气口23，进气口23通过通气管22与下浮体15连通，且下浮体15的底端还设有一与下浮体15连通的能开闭的开口21；上浮体7是实心轻质浮体，做为系统水上部分的维修平台，下浮体15是封闭的箱体，箱体通过通气管22和进气口23与大气连接。打开能开闭的开口21和进气口23海水可以进入箱体增加系统重量；打开进水口21，同时气泵产生的高压气体通过进气口23进入下浮体15，下浮体15的水排出，系统重量减小。重量达到要求后进水口21和进气口23就可以关闭。下浮体15水的重量确定以后，整个装置的重力和浮力的差值就可以确定，透平8距水面6的距离就不会随着涨落潮改变。因此，装置可以自适应潮差变化，确保发电机透平8始终处于最佳位置。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征以及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。