专利名称：潮汐能景观系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种流体能利用装置及系统，特别是一种潮汐能景观系统，适合作为海洋能发电及旅游景观系统。
背景技术：
在自然界中，有很多的景观与环境令人向往，因此也产生了市场容量巨大的旅游业，而在众多景观中，海洋景观又是一个非常吸引人们关注的方面。同时，海洋中所蕴藏的能量更为巨大，在涨潮的过程中，汹涌而来的海水具有很大的动能，而随着海水水位的升高，就把海水的巨大动能转化为势能；在落潮的过程中，海水奔腾而去，水位逐渐降低，势能又转化为动能，同时，也具有潮流能量，潮汐能的利用方式主 要是发电，潮汐发电与普通水利发电原理类似，通过出水库，在涨潮时将海水储存在水库内，以势能的形式保存，然后，在落潮时放出海水，利用高、低潮位之间的落差，推动水轮机旋转，带动发电机发电。这样的话，就要修建储水水库，就有大量的土建工程以及运行以后的维护工作，所以，目前这种能量利用方式还有很大的改善空间。对于海洋能，可以看成是一个流体能量利用的问题，是否可以与景观结合起来，一起在寻找更好的方法和形式。
发明内容
本发明目的就是提供一种启动力矩小、效率高、应用范围广的垂直轴流体能利用装置，可以自动切换能量叶片的角度，和海景观结合在一起的系统，即可以当景观，又是能
量采集装置。为了达到上述发明目的，本发明采用下述技术解决方案一种潮汐能景观系统，包括发电装置、连接器、景观地板、景观房屋等，发电装置设置在海底，在水面以上设置有景观地板与景观房屋，景观地板与景观房屋通过连接器与发电装置连接。。进一步的，发电装置为垂直轴发电机。进一步的，所述的垂直轴发电机包括动力轴、叶片、叶片轴，叶片轴水平横向设置，叶片轴的中心与动力轴或动力轴的延长线垂直相交，在叶片轴的两端设置有叶片；叶片固定设置在叶片轴端部的一侧，以形成一侧的驱动力矩；设在同一叶片轴两端的叶片不在同一平面内，两个叶片平面具有夹角；叶片轴通过连接结构与动力轴装配；叶片轴可以旋转，叶片、叶片轴至少之一具有限位装置，可以限定叶片及叶片轴旋转的角度；具有防逆向旋转装置；由一个叶片轴和两端的叶片组成一个叶片组，至少具有两组或以上的叶片组，并在动力轴旋转平面内均匀分布，构成一个与动力轴垂直的工作面；叶片轴具有两个工作状态，在动力轴转动的不同的角度时，叶片及叶片轴在流体的作用下，以及限位装置的限制下，在两种状态之间进行转换；两种状态对于流体阻力分别是最大和最小；在重复切换的过程中，流体能作用使叶片及叶片轴产生力矩，并传递到动力轴，动力轴将动力输出到发电机，在动力轴与发电机之间具有储能装置。
进一步的，所述的同一叶片轴两端的叶片之间的夹角为60-120度之间，最优选为90度。进一步的，所述的叶片、叶片轴至少之一具有限位装置，可以限定叶片在绕叶片轴转动的角度，所限定的角度为90度。进一步的，所述的叶片、叶片轴至少之一具有限位装置，所限定叶片转动的角度范围为水平方向至垂直向下90度或向上90度的范围，随着动力轴旋转角度的不同有着水平和垂直不同的状态。进一步的，所述的储能装置为发条装置、惯性轮装置其中之一，或是两者的组合。进一步的，所述的储能装置包括单向旋转控制装置。进一步的，所述的单向控制装置为棘轮或单向离合器其中之一。·进一步的，在叶片轴上设置有叶片轴力矩平衡部件，所述的叶片轴力矩平衡部件设置在叶片轴重力力矩较小一侧，叶片轴力矩平衡部件的形状可以为条状、棒状、重锤等其中一种或多种。本发明效果和特点体现在以下
这种景观系统不但是一个旅游景点，更是一套海洋能量采集系统，不但可以为自己提供电力，还可以提供给其它用途，它的发电系统还具有结构简单、启动力矩小、效率高、易于维护的特点。
图I是本发明提出潮汐能景观系统的外观示意图。图2是本发明提出潮汐能景观系统的正视图。图3是本发明提出潮汐能景观系统的侧视图。图4是本发明提出潮汐能景观系统的地板示意图。图5是本发明提出潮汐能景观系统储能装置局部示意图。图6是本发明提出潮汐能景观系统实施例一储能装置解剖示意图。图7是本发明提出潮汐能景观系统实施例一储能装置解剖效果图。图中说明
I为发电装置；
2为连接器；
3为景观地板；
4为景观房屋。
具体实施例方式这是一种潮汐能景观系统，基本结构至少包括发电装置I、连接器2、景观地板3、景观房屋4，发电装置I设置在海底，在水面以上设置有景观地板3与景观房屋4，景观地板3与景观房屋4通过连接器2与发电装置连接，如附图1-7所示。发电装置I至少包括动力轴、叶片、叶片轴，以
如图I至图4所示，叶片轴水平横向设置，叶片轴的中心与动力轴或动力轴的延长线垂直相交，这样的设置可以使效率最高，避免偏心力矩的产生，在叶片轴的两端设置有叶片，并且是固定设置的，叶片是受风力或水力的主要部件，叶片设置在叶片轴端部的一侧，而不是偏心设置，这样，不但可以形成完全在一侧的驱动力矩，避免在叶片轴的两侧分别作用大小不同的力矩以产生抵消，而且在状态切换时更加容易和方便。为了使能够充分利用能量和方便自动切换，使设在同一叶片轴两端的叶片不在同一平面内，使两个叶片之间具有夹角；在同一叶片轴两端的叶片之间的夹角可为60-120度之间，最优选为90度，在本实施例中就是采用90度夹角。叶片轴通过连接结构与动力轴进行装配，这个连接结构为轴承架，在轴承架内具有轴承，可以对叶片轴进行装配，同时，因为是轴承装置，所以叶片轴还可以旋转，也就是说，叶片轴和叶片可以旋转。叶片与叶片轴可以旋转，但是，如果没有限制的旋转是无法实现本发明目的的，因为，如果没有限位的话，叶片与叶片轴就无法在受到流体动力最大时保证叶片的稳定性及受力最大，也就是说，在流体方向的叶片受到的动力最大，即叶片平面垂直于流体流动方向，受力截面积最大，而在同一轴上、在流体反方向的叶片受到的阻力最小，即叶片平面平 行于流体流动方向，受力截面积最小，因而也就无法实现正常的能量收集，因而，叶片轴或叶片必须具有限位装置，可以限定叶片及叶片轴旋转的角度。限定叶片在绕叶片轴转动的角度为60-120度之间，最优选为90度。还有，由于叶片、叶片轴在旋转时，与固定部件之间一定会有一个撞击，特别是在风速或流体速度较大的情况下，长期受力会产生疲劳现象，容易损坏，因而，在叶片、叶片轴至少之一与非旋转结构件之间具有旋转缓冲装置，可以防止的旋转切换时由于部件的撞击而过早损坏。另外，本实施例还具有防逆向旋转装置，本装置在受到流体力的作用时，会产生一个力矩，但由于流体不具有很好的稳定性，如风力或海浪，特别是在换向这种状况更加明显，这时就可能会产生，叶片的状态还来不及转换，会产生暂时的不稳定状态，这种状态对于装置的连续运转是不利的，因而在这里设置了防止逆向旋转的装置，在本实施例中是在动力轴上设置了单向旋转装置，这种装置可以为单向离合器、棘轮等多种单向装置中至少其中一种，实施例中为单向离合器，而为固定这个单向离合器的支架，即防逆向装置支架，这个支架可以固定的发电机的壳体上，可以固定在地基上或其它牢固的物体上。另外，本发明是由一个叶片轴和两端的叶片组成一个叶片组，这种叶片组在一个完整圆周内只能够产生非连续或不稳定的作用力，如果需要产生连续的、较为稳定的作用力，至少具有两组或以上的叶片组，并在动力轴旋转平面内均匀分布，构成一个与动力轴垂直的工作面，因此，在本实施例中是由两组叶片组构成了一个工作面。还有，本发明还具有一个储能装置，使旋转不稳定的叶片所输出的能量更稳定和连续，储能装置主要由发条、发条连接栓、发条连接盘、发电机连接栓组成，动力轴将扭矩传送到发条，发条可以通过发条连接栓将扭矩传递到发条连接盘，而发条连接盘与发电机连接栓连接，这样，可以将扭矩传递到发电机，来完成流体发电的过程，而在实际应用中，由于叶片会受到不稳定气流或液体流的影响，例如在风向发生改变时，在海洋流中，潮汐的流向变化，都会使叶片的转速产生变化，如果直接连接发电机，会使产生的发电效果不稳定，通过本发明所涉及的储能装置，使产生的扭矩通过发条储存起来，储存到一定程度再通过发条连接栓、发条连接盘、发电机连接栓传递到发电机，这样，到达发电机的扭矩就会稳定和连续的多，即使是叶片受到的力不稳定，发电的效果也更为出色。另外，所述动力轴的防逆向旋转装置为单向离合器、棘轮等多种单向装置中至少其中一种，在本说明书实施例中是设置在动力轴上的。还有，在上述实施例中，为了制作方便和降低成本，叶片为平面，为了获得更好的动力性能，可以为曲面，特别是规则曲面。另外，在上述实施例中，由于在叶片轴上的叶片是安装在叶片轴的一侧的，受力不均，特别是受重力影响容易下垂，会使受力和运行不稳定，为了改善这个不良影响，在叶片轴上设置有叶片轴力矩平衡部件，叶片轴力矩平衡部件是设置在叶片轴重力力矩较小一侦牝来平衡叶片的重量，叶片轴力矩平衡部件的形状可以为条状、棒状、重锤等其中一种或多种，也可以叶片本身。虽然这里只说明了本发明的部份优选实施例，但其意并非限制本发明的范围、适用性和配置。相反，对实施例的详细说明可使本领域技术人员得以实施。应能理解，在不偏 离所附权利要求书确定的本发明精神和范围情况下，可对一些细节做适当变更和修改。
权利要求
1.一种潮汐能景观系统，包括发电装置、连接器、景观地板、景观房屋，其特征在于发电装置设置在海底，在水面以上设置有景观地板与景观房屋，景观地板与景观房屋通过连接器与发电装置连接。
2.如权利要求I所述的潮汐能景观系统，其特征在于发电装置为垂直轴发电机。
3.如权利要求2所述的潮汐能景观系统，其特征在于所述的垂直轴发电机包括动力轴、叶片、叶片轴； 叶片轴水平设置，叶片轴的中心与动力轴或动力轴的延长线垂直相交，在叶片轴的两端设置有叶片； 叶片固定设置在叶片轴端部的一侧，以形成一侧的驱动力矩； 设在同一叶片轴两端的叶片不在同一平面内，两个叶片平面具有夹角； 叶片轴可以旋转，叶片、叶片轴至少之一具有限位装置，可以限定叶片及叶片轴旋转的角度； 由一个叶片轴和两端的叶片组成一个叶片组，至少具有两组或以上的叶片组； 具有两个工作状态，在两种状态之间进行转换； 在重复切换的过程中，流体能作用使叶片及叶片轴产生力矩，并传递到动力轴； 动力轴将动力输出到发电机，在动力轴与发电机之间具有储能装置。
4.根据权利要求3所述的潮汐能景观系统，其特征在于所述的同一叶片轴两端的叶片之间的夹角为60-120度之间,最优选为90度。
5.根据权利要求3所述的潮汐能景观系统，其特征在于所述的叶片、叶片轴至少之一具有限位装置，可以限定叶片在绕叶片轴转动的角度，所限定的角度为60-120度之间，最优选为90度。
6.根据权利要求3所述的潮汐能景观系统，其特征在于所述的叶片、叶片轴至少之一具有限位装置，所限定叶片转动的角度范围为水平方向至垂直向下90度或向下90度的范围，随着动力轴旋转角度的不同有着水平和垂直不同的状态。
7.根据权利要求3所述的潮汐能景观系统，其特征在于所述的储能装置为发条装置、惯性轮装置其中之一，或是两者的组合。
8.根据权利要求7所述的潮汐能景观系统，其特征在于所述的储能装置包括单向旋转控制装置。
9.根据权利要求7所述的潮汐能景观系统，其特征在于所述的单向控制装置为棘轮或单向离合器其中之一。
10.根据权利要求3所述的潮汐能景观系统，其特征在于在叶片轴上设置有叶片轴力矩平衡部件，所述的叶片轴力矩平衡部件设置在叶片轴重力力矩较小一侧，叶片轴力矩平衡部件的形状可以为条状、棒状、重锤等其中一种或多种。
全文摘要
本发明涉及一种潮汐能景观系统，包括发电装置、连接器、景观地板、景观房屋，发电装置设置在海底，在水面以上设置有景观地板与景观房屋，景观地板与景观房屋通过连接器与发电装置连接，发电装置包括动力轴、叶片、叶片轴和储能装置，这种景观系统不但是一个旅游景点，更是一套海洋能量采集系统，不但可以为自己提供电力，还可以提供给其它用途，它的发电系统还具有结构简单、启动力矩小、效率高、易于维护的特点。
文档编号F03B3/12GK102943738SQ20111023141
公开日2013年2月27日 申请日期2011年8月14日 优先权日2011年8月14日
发明者不公告发明人 申请人:北京银万特科技有限公司