一种折叠式海上风能和海下潮流能联合发电装置的制作方法

本发明涉及海上风能和海洋潮流能的利用领域，具体的说，是涉及一种折叠式海上风能和海下潮流能联合发电装置。

背景技术：

随着能源结构的调整，风能、海洋能等清洁能源逐渐成为各国能源技术发展的焦点。在风能的利用上，各国已经在陆地上进行了一定规模的开发利用，风力发电技术在一些地方已经得到了相当程度的利用。海洋风能储量同样丰富，我国大部分海域的风能密度都在200w/m²，风能技术开发量都在2×10³kw·h/m²。中国规模最大的海上风电场龙源江苏如东150兆海上示范风电场年上网量达到3.75亿千瓦时，海上风能利用前景是十分广阔的。

在潮流能的利用上，全球潮流能储藏量约50亿千瓦，可开发利用的潮流能总量达3亿千瓦，中国沿海潮流能比较丰富。目前，潮流能发电装置高昂的运输与安装成本，这使得潮流能技术的推广受到了阻碍。大连理工大学的发明专利《双反向折叠式横轴潮流能水轮机》(申请号：201010247741.1)采用伸缩折叠式结构，缩小整个装置的体积，有效地减少了安装与运输成本。根据资料显示，海上风能发电装置目前还是模仿陆地装置进行发电，但是基础结构费用已占到成本的高比重，且各国发电装置目前以单一能源为主。

技术实现要素：

本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种折叠式海上风能和海下潮流能联合发电装置，该装置创新性地将海上风能发电装置与海洋潮流能发电装置进行联合安装并发电，以期可以利用更多的清洁能源，打破该领域之前单一能源的发电方式，利用率和效率高，且该装置中大部分构件采用折叠式结构，可减少安装与运输成本。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种折叠式海上风能和海下潮流能联合发电装置，包括支撑结构、风能收集装置、潮流能收集装置和能量转换装置；

所述支撑结构包括至少四根立柱、漂浮台和折叠支柱，所述立柱的一端插入海底，另一端固定所述漂浮台，所述漂浮台的顶部通过底座固定有第一折叠支柱和第二折叠支柱，所述漂浮台的底部通过底座固定有第三折叠支柱和第四折叠支柱；

所述能量转换装置包括增速箱、发电机和基座，所述基座固定在所述第二折叠支柱和所述第四折叠支柱的顶端，所述基座内固定有所述增速箱和所述发电机，发电机通过发电机轴与增速箱相连接，所述基座的上表面固定有保护盖；

所述风能收集装置和所述潮流能收集装置相对称的设置在所述漂浮台的上方和下方，且均由轴承、可伸缩的主轴、叶片和连杆组成，所述轴承固定在所述第一折叠支柱和第三折叠支柱的顶端，所述叶片固定在所述连杆上，所述连杆固定在所述主轴上，所述主轴的一端与所述轴承相连，另一端与所述增速箱相连。

所述折叠支柱、叶片、主轴和连杆均为具有至少两节且通过锁紧机构进行锁紧的折叠式结构。

所述折叠支柱由分别为a折叠支柱、b折叠支柱和c折叠支柱的三节折叠支柱构成，松开所述锁紧机构，所述a折叠支柱可推入所述b折叠支柱中，所述b折叠支柱可推入所述c折叠支柱中。

所述叶片由分别为a叶片、b叶片和c叶片的三节叶片构成，松开所述锁紧机构，所述a叶片可推入所述b叶片中，所述b叶片可推入所述c叶片中。

所述主轴由分别为a主轴、b主轴和c主轴的三节主轴构成，松开所述锁紧机构，所述a主轴可推入所述b主轴中，所述b主轴可推入所述c主轴中。

所述连杆由分别为a连杆、b连杆和c连杆的三节连杆构成，松开所述锁紧机构，所述a连杆可推入所述b连杆中，所述b连杆可推入所述c连杆中。

所述锁紧机构采用弹簧销或锁紧螺钉。

所述风能收集装置在风能作用下使所述主轴转动，所述主轴带动所述增速箱中齿轮转动，最终带动发电机工作获得电能；所述潮流能收集装置设置海下，在潮流能的作用下使处在海下的主轴发生转动，所述主轴带动所述增速箱中齿轮转动，最终带动发电机工作获得电能；以实现同时利用风能和潮流能的目的。

与现有技术相比，本发明的技术方案所带来的有益效果是：

1、本发明装置在面对竖直平面内水流方向的变化时表现出良好的各向同向性，因此相比竖轴式水轮机，节省了万向节装置，节约了成本。

2、本发明装置中连杆、主轴、叶片和折叠支柱均采用由锁紧机构锁紧的折叠式结构，可有效减少运输和安装的成本。

3、本发明装置实现了海上风机和海下潮流能装置的结合，实现了海上风能和海下潮流能的同时同地的利用，有效降低了空间成本。

附图说明

图1是本发明装置的整体结构示意图。

图2是叶片的左视结构示意图。

图3是连杆的俯视结构示意图。

附图标记：1-叶片，1a-a叶片，1b-b叶片，1c-c叶片，2-连杆，2a-a连杆，2b-b连杆，2c-c连杆，3-主轴，3a-a主轴，3b-b主轴，3c-c主轴，4-轴承，5-增速箱6-发电机，7-保护盖，8-第二折叠支柱，8a-a第二折叠支柱，8b-b第二折叠支柱，8c-c第二折叠支柱，9-漂浮台，10-锁紧机构，11-立柱，12-第一折叠支柱，13-第四折叠支柱，14-第三折叠支柱。

(注：相同结构采用相同标注，图中为保证整个结构图清晰未全部标出)

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的描述：

如图1所示，一种折叠式海上风能和海下潮流能联合发电装置，包括支撑结构、风能收集装置、潮流能收集装置和能量转换装置；

本实施例中支撑结构由四根立柱11、漂浮台9和四根折叠支柱构成，折叠支柱分别为第一折叠支柱12、第二折叠支柱8、第三折叠支柱14和第四折叠支柱13，

立柱11的一端插入海底，另一端固定漂浮台9，漂浮台9的顶部通过底座固定有第一折叠支柱12和第二折叠支柱8，漂浮台9的底部通过底座固定有第三折叠支柱14和第四折叠支柱13；

能量转换装置包括增速箱5、发电机6和基座，基座固定在第二折叠支柱8和第四折叠支柱13的顶端，基座内固定增速箱5和发电机6，发电机6通过发电机轴与增速箱5相连接，基座的上表面固定有保护盖7；

风能收集装置和潮流能收集装置相对称的设置在漂浮台9的上方和下方，且均由轴承4、可伸缩的主轴3、叶片1和连杆2组成，轴承4固定在第一折叠支柱12和第三折叠支柱14的顶端，叶片1固定在连杆2上，连杆2固定在主轴3上，主轴3的一端与轴承4相连，另一端与增速箱5相连。

进一步的，本实施例中第一折叠支柱12、第二折叠支柱8、第三折叠支柱14和第四折叠支柱13、叶片1、主轴3和连杆2均采用由锁紧机构10锁紧的具有3节的折叠式结构。

第一折叠支柱12、第二折叠支柱8、第三折叠支柱14和第四折叠支柱13由分别为a折叠支柱、b折叠支柱和c折叠支柱的三节折叠支柱构成，如第二折叠支柱8由a第二折叠支柱8a、b第二折叠支柱8b和c第二折叠支柱8c通过锁紧机构10锁紧构成，松开锁紧机构10，a第二折叠支柱8a可推入b第二折叠支柱8b中，b第二折叠支柱8b可推入c第二折叠支柱8c中。

叶片1由分别为a叶片1a、b叶片1b和c叶片1c的三节叶片构成，松开锁紧机构10，a叶片1a可推入b叶片1b中，b叶片1b可推入c叶片1c中。

主轴3由分别为a主轴3a、b主轴3b和c主轴3c的三节主轴构成，松开锁紧机构10，a主轴3a可推入b主轴3b中，b主轴3b可推入c主轴3c中。

连杆2由分别为a连杆2a、b连杆2b和c连杆2c的三节连杆构成，松开锁紧机构10，a连杆2a可推入b连杆2b中，b连杆2b可推入c连杆2c中。

锁紧机构10可采用弹簧销或锁紧螺钉。

所述风能收集装置在风能作用下使所述主轴转动，所述主轴带动所述增速箱中齿轮转动，最终带动发电机工作获得电能；所述潮流能收集装置设置海下，在潮流能的作用下使处在海下的主轴发生转动，所述主轴带动所述增速箱中齿轮转动，最终带动发电机工作获得电能；以实现同时利用风能和潮流能的目的。

本发明的工作原理如下：

采用连杆2把叶片1连接到主轴3上，潮流能和风能冲击叶片1，在连杆2作用下上主轴3转动，主轴3通过增速箱5使发电机6发电。增速箱5一端与主轴3相连，另一端与发电机6相连，主轴3的另一端与轴承4相连。第一折叠支柱12与主轴3一端的轴承4连接，第二折叠支柱8与发电机6连接；二个连杆2和一个叶片1构成一个叶轮组，周向均布的5个叶轮组靠连杆2的c连杆2c与主轴3成固定连接。

本发明并不限于上文描述的实施方式。以上对具体实施方式的描述旨在描述和说明本发明的技术方案，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的。在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，本领域的普通技术人员在本发明的启示下还可做出很多形式的具体变换，这些均属于本发明的保护范围之内。