一种振荡式水翼潮流能发电装置的制作方法

文档序号:13861513阅读:151来源:国知局

本发明涉及潮流能发电装置,特别涉及一种振荡式水翼潮流能发电装置。



背景技术:

伴随着石油和煤炭等化石燃料的过度消耗,像潮流能、风能、太阳能等可再生能源的开发利用越来越受到世界各国的重视。潮流能作为海洋能的重要形式,与太阳能、风能相比,具有能量密度大、对环境污染小,变化有规律,可预测性好等优点,也被称为世界未来十大清洁能源之一。目前,对潮流能的利用形式多为旋转叶片的水轮机配合相应的发电机进行能量捕获,然而这种潮流能量捕获方式已经遇到一些指责,如:占地面积大,需要的潮流速度快,噪声大,水轮机叶片旋转速度快时会对周围的海洋生物产生影响等。



技术实现要素:

针对现有技术存在的不足,本发明的目的在于提供一种振荡式水翼潮流能发电装置,能较好地克服上述技术问题。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的:一种振荡式水翼潮流能发电装置,包括固定在海底的支架,其特征是:支架中心设置有一根转轴,转轴上设置有悬臂,悬臂端部固定有刚性波浪形的水翼,当水流冲击到波浪形水翼的表面时,波浪形的水翼发生摆动并通过悬臂带动转轴转动,转轴下端设置有液压泵,液压泵的转动轴与转轴传动连接,液压泵的出油口连接有液压马达,液压马达的转动轴与发电机相连。

通过上述技术方案,可以较为方便地对潮流能进行收集并通过液压泵、液压马达及发电机转换成电能。相对于使用旋转叶片对潮流能进行收集,波浪形的水翼结构更加简单,占地面积较小,在相对较浅、流速较低的海域也能够布置。在波浪形的水翼对潮流能进行收集的时候,水翼只会发生小范围的摆动,不会对鱼类等海洋生物造成伤害,对周边的生态环境的影响较小。

优选的,所述液压泵的转动轴和转轴之间设置有单向传递转矩的超越离合器。

通过上述技术方案,通过单向传递转矩的超越离合器可以避免转轴反向转动时对液压泵造成损伤。

优选的,所述液压泵数量为两个,两个液压泵工作时转动方向不同,两个液压泵的转动轴均通过单向传递转矩的超越离合器与转轴传动连接,两个超越离合器传递转矩的方向不同,两个液压泵出油口均与液压马达相连,每个液压泵的出油口都设置有防止液压油回流的单向阀。

通过上述技术方案,通过设置两个液压泵可以充分利用波浪形水翼来回摆动时收集到的潮流能,提高发电效率。

优选的,所述悬臂及水翼使用时全部浸没在海水中,悬臂和水翼为中空结构,其所受的浮力和重力相同。

通过上述技术方案,悬臂和水翼完全浸没在海水中可以充分利用水翼的表面对潮流能进行收集,悬臂和水翼为中空结构、其所受的重力和浮力相同可以避免悬臂和水翼固定在转轴上使转轴受到弯矩的作用,使转轴转动时更加顺畅并增加转轴的使用寿命。

优选的,所述悬臂端部向下倾斜,水翼固定在悬臂末端,水翼后端向上方倾斜。

通过上述技术方案,悬臂端部向下倾斜可以降低装置的整体高度。由于近海的潮流一般都是沿着海床进行流动,水翼后端向上方倾斜能够更好地对潮流能进行收集。

优选的,所述水翼表面塑封有塑料薄膜。

通过上述技术方案,可以方便对水翼表面进行维护。由于水翼长时间浸泡在海水中,水翼表面容易附着浮游生物及藤壶、螺类等海洋生物,水翼上附着这些生物后会破坏水翼表面形状,影响水翼对于潮流能的利用。在水翼表面塑封塑料薄膜可以较为方便的对这些生物进行清理,只要将设置在水翼表面的塑料薄膜撕下,然后重新在水翼表面塑封上塑料薄膜即可完成对于水翼的维护。

优选的,所述支架下端设置有油箱,液压泵及液压马达均设置在油箱内,液压泵和液压马达的转动轴均伸出油箱,液压泵的出油口和液压马达进油口之间通过钢管连接,油箱密封设置,油箱上设置有蓄能器。

通过上述技术方案,可以简化整体的油路结构,液压马达和液压泵都浸泡在邮箱内可以省掉回油管道,蓄能器的设置可以使油箱内部始终保持正压,避免海水进入到油箱内。

附图说明

图1为实施例的结构示意图;

图2为油箱及电机腔内的结构示意图;

图3为实施例的液压原理图;

图4为水翼截面示意图;

图5为图4中a处的放大图。

附图标记:1、支架;2、油箱;3、电机腔;4、转轴;5、悬臂;6、水翼;7、液压泵;8、超越离合器;9、大齿轮;10、小齿轮;11、蓄能器;12、液压马达;13、发电机;14、单向阀;15、塑料薄膜。

具体实施方式

下面结合附图以具体实施例对本发明作进一步描述。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释,其并不是对本发明的限制,本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改,但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

如图1至图3所示,一种振荡式水翼潮流能发电装置,包括固定在海底的支架1,支架1呈四棱锥形,支架1中心设置有一根转轴4,转轴4上连接有悬臂5,悬臂5端部固定有刚性波浪形的水翼6。当水流冲击到波浪形水翼6的表面时,波浪形的水翼6发生摆动并通过悬臂5带动转轴4转动。支架1下部设置有一个油箱2,油箱2内部设置有两个液压泵7和一个液压马达12,两个液压泵7工作时转动方向相反。液压泵7和液压马达12安装在油箱2的顶板上,液压泵7和液压马达12的输出轴从油箱2顶部伸出。

液压泵7的出油口通过钢管与液压马达12的进油口相连。每个液压泵7的出油口上都设置有防止液压油流入到液压泵7内的单向阀14。油箱2密封设置,油箱2内注满液压油,油箱2顶部还安装有一个蓄能器11,以保证油箱2内始终处于正压状态,保证油箱2外的海水不会漏到油箱2内,同时能够对液压泵7的进油口保证一定的供油压力。

油箱2上方设置有一个电机腔3,电机腔3也密封设置。发电机13安装在电机腔3内,转轴4下端也伸入到电机腔3内。转轴4和两个液压泵7之间均通过齿轮组进行传动。转动轴上套设有两个单向传递转矩的超越离合器8,两个超越离合器8能够传递转矩的方向相反。两个超越离合器8上均套设有大齿轮9,每个液压泵7的转动轴上均固定有与大齿轮9相互啮合的小齿轮10。当转轴4来回转动时,两个大齿轮9间歇地将转矩传递个小齿轮10,驱动一个液压泵7转动,当液压泵7转动时,压力油通过钢管流向液压马达12,液压马达12在压力油的驱动下转动。液压马达12的输出轴与发电机13的输入轴传动连接,当液压马达12转动时发电机13也发生转动,从而产生电能。

悬臂5及水翼6使用时全部浸没在海水中,悬臂5和水翼6为中空结构(如图4所示),悬臂5和水翼6完全浸没时所受的浮力和重力相同。悬臂5和水翼6完全浸没在海水中可以充分利用水翼6的表面对潮流能进行收集,悬臂5和水翼6为中空结构、其所受的重力和浮力相同可以避免悬臂5和水翼6固定在转轴4上使转轴4受到弯矩的作用,使转轴4在转动时更加顺畅并增加转轴4的使用寿命。

悬臂5端部向下倾斜,水翼6固定在悬臂5末端,水翼6后端向上方倾斜。悬臂5的端部向下倾斜可以降低装置的整体高度。由于近海的潮流一般都是沿着海床进行流动,水翼6后端向上方倾斜能够更好地对潮流能进行收集。

此外,如图5所示,水翼6表面塑封有塑料薄膜15。塑料薄膜15的设置可以较为方便对水翼6表面进行维护。由于水翼6长时间浸泡在海水中,水翼6表面容易附着浮游生物及藤壶、螺类等海洋生物,水翼6上附着这些生物后会破坏水翼6表面形状,影响水翼6对于潮流能的利用。在水翼6表面塑封塑料薄膜15可以较为方便的对这些生物进行清理,只要将设置在水翼6表面的塑料薄膜15撕下,然后重新在水翼6表面塑封上塑料薄膜15即可完成对于水翼6的维护。

上述实施例仅为本发明的较佳实施例,并非依此限制本发明的保护范围,故:凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化,均应涵盖于本发明的保护范围之内。

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