一种漂浮式海流发电聚流装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及海洋能开发领域，特别是一种漂浮式海流发电聚流装置。
【背景技术】
[0002]化石能源是一种不可再生能源，化石能源储量有限，不可永久满足社会发展的需要，同时，化石燃料的燃烧造成环境恶劣，越来越多的影响到人类的日常生活，近年来的雾霾问题日益受到人们关注。海洋能是海水在运动过程中产生的可再生能量，主要包括海流能、波浪能、潮汐能、盐差能、温差能等。海流能主要是指海底水道和海峡中较为稳定的流动以及由于潮汐导致的有规律的海水流动所产生的能量，是一种以动能形态出现的海洋能。我国拥有广阔的大陆海岸线，海流能资源丰富，然而大部分海域流速较低，造成我国海流能的开发存在诸多问题，如开发成本高、发电机组启动困难、发电功率较小等。
[0003]固定式的导流罩只能安装在固定位置，安装回收困难，流速虽能提升，但只能提高到某一定值，实际海流流速复杂多变，难以维持水流流速为水轮机的额定流速，截至目前没有一种导流罩能同时适应多种海流流速。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是针对上述存在问题，提供一种漂浮式海流发电聚流装置，该聚流装置可根据海流流速大小控制蜗杆机构，实现聚流罩口径变化，将海流发电装置安装于聚流罩的中间位置处，使发电机组始终运行在最优流速范围内，提高了海流发电装置的获能功率，浮箱结构可实现聚流罩快速安装和回收，且能调整吃水深度。
[0005]本发明的技术方案:
[0006]—种漂浮式海流发电聚流装置，由聚流罩部分、蜗杆传动部分和浮箱部分三部分组成，聚流罩部分包括聚流罩、导轨槽和轴承座，聚流罩为两端截面大、中间截面小的喇叭体通道，截面是不闭合的圆形，不闭合处的缝隙为0.5-lcm，聚流罩的内圈可贴着外圈滑动从而改变截面面积，导轨槽位于聚流罩的外圈上，轴承座位于聚流罩的内圈上，轴承座与蜗杆滑动配合；蜗杆传动部分包括蜗杆、密封圈、联轴器和电机，电机固定于浮箱内，蜗杆垂直设置，蜗杆的上端通过联轴器与电机连接并设有密封圈，蜗杆轮齿的齿间距和旋向与导轨槽的槽间距和旋向相同，蜗杆的下端与导轨槽轮齿啮合，电机旋转时带动蜗杆旋转，蜗杆旋转时带动导轨槽上下进给，而导轨槽位于聚流罩的外圈上，内圈不动，外圈沿着外圈上下滑动，实现聚流罩尺寸变化；浮箱部分包括浮箱和吊杆，浮箱为矩形腔体，浮箱设有顶盖并在顶盖中心设有把手，浮箱侧面分别设有两个吊耳用以通过锚链和重物固定在某片海域，浮箱漂浮于水面上并通过在浮箱内压载配重调节吃水深度，浮箱通过两根吊杆与聚流罩连接固定并使聚流罩位于合适的水深位置，不受上层波浪和海底边界层的影响。
[0007]所述聚流罩、蜗杆和浮箱外壳采用玻璃纤维制作。
[0008]本发明的工作原理:
[0009]聚流罩为两端截面大，中间截面小的喇叭体形通道，水流通过中间截面时流速提升，便于发电机组发电。聚流罩能够承受较大的弯曲变形，聚流罩外壁有导轨槽，槽间距与蜗杆的轮齿相配合，根据水流流速及发电机组型号，使用浮箱内的电机控制蜗杆正反转来实现导轨槽进给，带动聚流罩放缩，改变聚流罩截面尺寸。聚流罩通过两根吊杆与浮箱连为一体，蜗杆伸入浮箱的轴隙处使用密封圈，防止海水通过进入箱体内。箱内可通过配重来改变装置吃水深度，使聚流罩位于更合适的位置。
[0010]本发明的有益效果是:
[0011]1)该聚流装置采用玻璃纤维材料，强度高、韧性好、成本低，能克服海水对装置的侵蚀；2)导流通道为文丘里管结构，提高了通道内的水流流速和海流发电机组的获能效率，同时能够适应正反两个方向的水流；3)蜗杆与导轨槽的设计使聚流罩能够改变截面尺寸，适应多种流速范围；4)浮箱式的结构设计便于聚流装置安装与回收，能够调节聚流罩的入水深度。
【附图说明】
[0012]图1为该聚流装置立体结构示意图。
[0013]图2为该聚流装置截面结构示意图。
[0014]图3为该聚流装置聚流罩结构放大示意图。
[0015]图4为该聚流装置导轨槽和蜗杆局部结构放大示意图。
[0016]图中:1、聚流罩；2、导轨槽；3、轴承座；4、蜗杆；5、吊杆；6、密封圈；7、联轴器；8、电机；9、吊耳；10、浮箱；11、顶盖；12、把手。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图及实施例，对本发明的具体实施做进一步描述。
[0018]实施例:
[0019]—种漂浮式海流发电聚流装置，如图1-4所示，由聚流罩部分、蜗杆传动部分和浮箱部分三部分组成，
[0020]聚流罩部分包括聚流罩1、导轨槽2和轴承座3，聚流罩1为两端截面大、中间截面小的喇叭体通道，截面是不闭合的圆形，不闭合处的缝隙为1cm，聚流罩1的内圈可贴着外圈滑动从而改变截面面积，导轨槽2位于聚流罩1的外圈上，轴承座3位于聚流罩1的内圈上，轴承座3与蜗杆4滑动配合；
[0021]蜗杆传动部分包括蜗杆4、密封圈6、联轴器7和电机8，电机8固定于浮箱10内，蜗杆4垂直设置，蜗杆4的上端通过联轴器7与电机8连接并设有密封圈6，蜗杆4轮齿的齿间距和旋向与导轨槽2的槽间距和旋向相同，蜗杆4的下端与导轨槽2轮齿啮合，电机8旋转时带动蜗杆4旋转，蜗杆4旋转时带动导轨槽2上下进给，而导轨槽2位于聚流罩的外圈上，内圈不动，外圈沿着外圈上下滑动，实现聚流罩1尺寸变化；
[0022]浮箱部分包括浮箱10和吊杆5，浮箱10为矩形腔体，浮箱10设有顶盖11并在顶盖11中心设有把手12，浮箱10侧面分别设有两个吊耳9用以通过锚链和重物固定在某片海域，浮箱10漂浮于水面上并通过在浮箱10内压载配重调节吃水深度，浮箱10通过两根吊杆5与聚流罩1连接固定并使聚流罩1位于合适的水深位置，不受上层波浪和海底边界层的影响。
[0023]该实施例中，聚流罩、蜗杆和浮箱外壳均采用玻璃纤维制作，克服了海水对装置的侵蚀，并且有足够的强度和韧性。
[0024]浮箱内部为空腔，漂于水面上，便于装置的安装与回收，并且浮箱内可进行压载配重，使装置具有一定的吃水深度，将聚流罩位于更合适的水深位置，不受上层波浪和海底边界层的影响。顶盖外侧的把手方便打开与关闭浮箱。浮箱两侧设置吊耳，通过锚链和重物固定在某片海域，防止装置丢失。
[0025]本发明是一种可有效提高海流流速的装置，聚流罩可产生聚流和抽吸作用，使更多的流体进入到罩内，提高了聚流罩内的流速，易于发电机组启动，使海流发电装置在低流速下仍然有较高的获能。浮箱与聚流罩相连，大大提高了聚流装置的应用范围。
【主权项】
1.一种漂浮式海流发电聚流装置，其特征在于:由聚流罩部分、蜗杆传动部分和浮箱部分三部分组成，聚流罩部分包括聚流罩、导轨槽和轴承座，聚流罩为两端截面大、中间截面小的喇叭体通道，截面是不闭合的圆形，不闭合处的缝隙为0.5-lcm，聚流罩的内圈可贴着外圈滑动从而改变截面面积，导轨槽位于聚流罩的外圈上，轴承座位于聚流罩的内圈上，轴承座与蜗杆滑动配合；蜗杆传动部分包括蜗杆、密封圈、联轴器和电机，电机固定于浮箱内，蜗杆垂直设置，蜗杆的上端通过联轴器与电机连接并设有密封圈，蜗杆轮齿的齿间距和旋向与导轨槽的槽间距和旋向相同，蜗杆的下端与导轨槽轮齿啮合，电机旋转时带动蜗杆旋转，蜗杆旋转时带动导轨槽上下进给，而导轨槽位于聚流罩的外圈上，内圈不动，外圈沿着外圈上下滑动，实现聚流罩尺寸变化；浮箱部分包括浮箱和吊杆，浮箱为矩形腔体，浮箱设有顶盖并在顶盖中心设有把手，浮箱侧面分别设有两个吊耳用以通过锚链和重物固定在某片海域，浮箱漂浮于水面上并通过在浮箱内压载配重调节吃水深度，浮箱通过两根吊杆与聚流罩连接固定并使聚流罩位于合适的水深位置，不受上层波浪和海底边界层的影响。2.根据权利要求1所述漂浮式海流发电聚流装置，其特征在于:所述聚流罩、蜗杆和浮箱外壳采用玻璃纤维制作。
【专利摘要】一种漂浮式海流发电聚流装置，由聚流罩、蜗杆传动和浮箱三部分组成，聚流罩部分包括聚流罩、导轨槽和轴承座，聚流罩为两端截面大、中间截面小的喇叭体通道，截面是不闭合的圆形，聚流罩的内圈可贴着外圈滑动从而改变截面面积，导轨槽位于聚流罩的外圈上，轴承座位于聚流罩的内圈上，轴承座与蜗杆滑动配合；蜗杆传动部分包括蜗杆、密封圈、联轴器和电机，蜗杆的下端与导轨槽轮齿啮合；浮箱部分包括浮箱和吊杆。本发明的优点是：该聚流装置采用玻璃纤维材料，强度高、韧性好、成本低，耐侵蚀；导流通道为文丘里管结构，可提高通道内的水流流速和海流发电机组的获能效率；蜗杆与导轨槽的设计使聚流罩能够改变截面尺寸，适应多种流速范围。
【IPC分类】F03B3/18, F03B11/00
【公开号】CN105422362
【申请号】CN201511014656
【发明人】徐宝, 盛传明, 练继建, 刘昉, 黄宣旭
【申请人】天津大学前沿技术研究院有限公司
【公开日】2016年3月23日
【申请日】2015年12月29日