專利名稱：一種海上發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用再生能源的發(fā)電系統(tǒng)，尤其涉及一種綜合的海上發(fā)電系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前我國已成為全球第二大能源生產(chǎn)國和消費(fèi)國，隨著經(jīng)濟(jì)規(guī)模的進(jìn)一步擴(kuò)大， 能源需求還會(huì)持續(xù)較快增加。海洋發(fā)電有風(fēng)能、波浪能、洋流能、潮汐能、海水溫差能、鹽度差能等我國海洋風(fēng)能資源豐富，但其分布具有地域性和季節(jié)性變化。我國陸地海岸線長達(dá)18000km，沿海地區(qū)多為經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)，用電需求量大。海上風(fēng)電場的建設(shè)不僅可以緩解沿海地區(qū)緊缺問題，而且沿海城市近，而城市正是電力負(fù)荷中心，電能供需方接近，可以減少輸電損耗。波浪能具有能量密度高、分布面廣等優(yōu)點(diǎn)。它是一種取之不竭的可再生清潔能源。 尤其是在能源消耗較大的冬季，可以利用的波浪能能量也最大。在海洋運(yùn)動(dòng)中，洋流循著一定的路線周而復(fù)始地運(yùn)動(dòng)著，其規(guī)模比起陸地上的巨江大川則要大出成千上萬倍。中國的洋流能源也很豐富，沿海洋流的理論平均功率為1.4 億千瓦。海洋能儲(chǔ)量是非常巨大的，如何能安全、可靠、高效的利用海洋能是迫切需要解決的。現(xiàn)有的利用海洋能的發(fā)電設(shè)備形式單一，不能達(dá)到綜合利用的目的。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決海洋能發(fā)電設(shè)備形式單一，綜合利用率低的問題，本發(fā)明提供一種綜合的海上發(fā)電系統(tǒng)。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種海上發(fā)電系統(tǒng)，包括能量采集裝置、發(fā)電機(jī)組、工作平臺(tái)和樁柱；其中，所述能量采集裝置包括風(fēng)力采集裝置、波浪采集裝置和水流采集裝置；所述發(fā)電機(jī)組包括液壓系統(tǒng)和發(fā)電機(jī)。所述樁柱垂直固定于海底，工作平臺(tái)固定于樁柱頂部，風(fēng)力采集裝置位于工作平臺(tái)上方，波浪采集裝置位于樁柱與海面連接處，水流采集裝置位于樁柱下部。所述風(fēng)力采集裝置包括風(fēng)輪、支撐柱和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)A ；所述波浪采集裝置包括浮筒和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)B ；所述水流采集裝置包括渦輪和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)C。所述風(fēng)力采集裝置通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)A與液壓系統(tǒng)連接，所述波浪采集裝置通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)B與液壓系統(tǒng)連接，所述水流采集裝置通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)C與液壓系統(tǒng)連接。所述液壓系統(tǒng)與發(fā)電機(jī)連接；所述發(fā)電機(jī)固定在工作平臺(tái)上。所述液壓系統(tǒng)包括液壓泵、液壓馬達(dá)、油箱和油管，液壓馬達(dá)通過聯(lián)軸器A與發(fā)電機(jī)相連，液壓泵與液壓馬達(dá)之間、液壓馬達(dá)與油箱之間、油箱與液壓泵之間，分別設(shè)置油管相連接；所述液壓泵包括液壓泵A、液壓泵B和液壓泵C ；所述液壓馬達(dá)和油箱固定在工作平臺(tái)上。
所述風(fēng)輪包括主軸、支撐架A和風(fēng)葉，支撐柱垂直固定于工作平臺(tái)上，風(fēng)輪固定于支撐柱的頂端，所述風(fēng)輪通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)A與液壓泵A相連。所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)A包括增速機(jī)，所述風(fēng)輪的主軸與增速機(jī)相連，增速機(jī)通過聯(lián)軸器B 與液壓泵A相連。所述浮筒 套在樁柱上，浮筒通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)B與液壓泵B連接。所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)B包括繩索、滑輪組和卷揚(yáng)機(jī)；所述卷揚(yáng)機(jī)與液壓泵B連接，所述卷揚(yáng)機(jī)和液壓泵B固定在工作平臺(tái)上；所述滑輪組包括滑輪A、滑輪B和滑輪C，滑輪A和滑輪 B固定于工作平臺(tái)上，滑輪C固定于樁柱上；繩索一端連接于浮筒上部，另一端通過滑輪A 繞過卷揚(yáng)機(jī)和滑輪B后，穿過浮筒與樁柱之間的空隙，繞過滑輪C連接于浮筒底部；所述繩索的數(shù)量為大于等于3的整數(shù)。所述渦輪通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)C與液壓泵C連接。所述渦輪包括機(jī)殼、支撐架B和葉片，機(jī)殼為中空結(jié)構(gòu)，套在樁柱上，所述葉片與樁柱平行，通過支撐架B與機(jī)殼連接。 所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)C包括傳動(dòng)齒輪和變速齒輪，傳動(dòng)齒輪和變速齒輪嚙合，變速齒輪直接固定在液壓泵C的輸入軸上，所述傳動(dòng)齒輪固定于渦輪的機(jī)殼上。所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)C包括傳動(dòng)鏈條和飛輪，傳動(dòng)鏈條和飛輪嚙合，所述飛輪直接固定在液壓泵C的輸入軸上，所述傳動(dòng)鏈條固定于渦輪的機(jī)殼上。本發(fā)明的有益效果在于1、本發(fā)明采用三種能源進(jìn)行發(fā)電，且三種能源皆為可再生的環(huán)保能源，綜合利用率高，發(fā)電效率高，對環(huán)境無污染。2、本發(fā)明采用液壓系統(tǒng)進(jìn)行能量傳輸和轉(zhuǎn)換，能量利用效率高、損耗少。3、本發(fā)明的樁柱采用格構(gòu)柱式結(jié)構(gòu)方式，這種結(jié)構(gòu)方式能增強(qiáng)樁柱的抗彎性能， 并且節(jié)省材料，不僅使整個(gè)發(fā)電系統(tǒng)穩(wěn)定性更好，而且降低成本。4、本發(fā)明的發(fā)電機(jī)、液壓馬達(dá)和油箱安裝于伸出水面的工作平臺(tái)上，可有效避免關(guān)鍵部件常年浸泡在水里，發(fā)生腐蝕或滲漏引起設(shè)備故障，同時(shí)也便于維護(hù)。


圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明中風(fēng)輪的結(jié)構(gòu)示意圖之一；圖3是本發(fā)明中風(fēng)輪的結(jié)構(gòu)示意圖之二 ；圖4是本發(fā)明中傳動(dòng)機(jī)構(gòu)B的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本發(fā)明中水流采集裝置III的結(jié)構(gòu)示意圖之一；圖6是本發(fā)明中渦輪的結(jié)構(gòu)示意圖之一；圖7是本發(fā)明中水流采集裝置III的結(jié)構(gòu)示意圖之二 ；圖8是本發(fā)明中渦輪的結(jié)構(gòu)示意圖之二 ；圖9是本發(fā)明中液壓系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖10是本發(fā)明中樁柱6的結(jié)構(gòu)示意圖。其中，I、風(fēng)力采集裝置，II、波浪采集裝置，III、水流采集裝置，1、工作平臺(tái)，2、發(fā)電機(jī)，3、聯(lián)軸器A，4、液壓馬達(dá)，5、油箱，6、樁柱，101、風(fēng)葉，102、支撐架A，103、主軸，104、增速機(jī)，105、聯(lián)軸器B，106、液壓泵A，107、支撐柱，108、軸承A，109、軸承座A，110、油管A，111、 油管B, 201、滑輪A，202、滑輪B, 203、聯(lián)軸器C，204、液壓泵B, 205、卷揚(yáng)機(jī)，206、繩索，207、 浮筒，208、滑輪C，209、油管C，210、油管D，301、葉片，302、支撐架B, 303、機(jī)殼，304、傳動(dòng)齒輪，305、變速齒輪，306、液壓泵C，307、軸承B，308、軸承座B，309、傳動(dòng)鏈條，310、飛輪，311、 油管E，312、油管F。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖和實(shí)施例具體說明本發(fā)明。實(shí)施例1參見圖1，本發(fā)明包括能量采集裝置、發(fā)電機(jī)組、工作平臺(tái)1和樁柱6;其中，能量采集裝置包括風(fēng)力采集裝置I、波浪采集裝置II和水流采集裝置III。樁柱6垂直固定于海底，工作平臺(tái)1固定于樁柱6頂部，發(fā)電機(jī)組包括液壓系統(tǒng)和發(fā)電機(jī)2 ；液壓系統(tǒng)與發(fā)電機(jī) 2連接；發(fā)電機(jī)2固定在工作平臺(tái)1上。液壓系統(tǒng)包括液壓泵、液壓馬達(dá)4、油箱5和油管， 液壓馬達(dá)4通過聯(lián)軸器A3與發(fā)電機(jī)2相連，液壓泵與液壓馬達(dá)4之間、液壓馬達(dá)4與油箱 5之間、油箱5與液壓泵之間，分別設(shè)置油管相連接；液壓泵包括液壓泵A106、液壓泵B204 和液壓泵C306 ；液壓馬達(dá)4和油箱5固定在工作平臺(tái)1上。參見圖1和圖2，風(fēng)力采集裝置I位于工作平臺(tái)1上方，包括風(fēng)輪、支撐柱107和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)A ；所述風(fēng)輪包括主軸103、支撐架A102和風(fēng)葉101，支撐柱107垂直固定于工作平臺(tái)1上，風(fēng)輪固定于支撐柱107的頂端，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)A包括增速機(jī)104，風(fēng)輪的主軸103與增速機(jī)104相連，增速機(jī)104通過聯(lián)軸器B105與液壓泵A106相連。參見圖2和圖3，風(fēng)葉101與支撐架A102之間通過軸承A108連接，軸承座A109固定在風(fēng)葉101上，與支撐架A102上的軸承A108連接配合，風(fēng)葉101可繞軸承A108相對于支撐架A102轉(zhuǎn)動(dòng)。風(fēng)葉101的數(shù)量為大于或等于3個(gè)。參見圖1和圖4，波浪采集裝置II位于樁柱6與海面連接處，包括浮筒207和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)A，所述浮筒207套在樁柱6上，浮筒207通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)B與液壓泵B204連接。傳動(dòng)機(jī)構(gòu)B包括繩索206、滑輪組和卷揚(yáng)機(jī)205 ；卷揚(yáng)機(jī)205通過聯(lián)軸器C203與液壓泵B204 連接，卷揚(yáng)機(jī)205和液壓泵B204固定在工作平臺(tái)1上；滑輪組包括滑輪A201、滑輪B202和滑輪C208，滑輪A201和滑輪B202固定于工作平臺(tái)上，滑輪C208固定于樁柱6上；繩索206 一端連接于浮筒207上部，另一端通過滑輪A201繞過卷揚(yáng)機(jī)205和滑輪B 202后，穿過浮筒207與樁柱6之間的空隙，繞過滑輪C208連接于浮筒207底部；繩索206的數(shù)量為大于等于3的整數(shù)。參見圖1和圖5，水流采集裝置III位于樁柱6下部，包括渦輪和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)C，渦輪通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)C與液壓泵C306連接。渦輪包括機(jī)殼303、支撐架B302和葉片301，機(jī)殼303 為中空結(jié)構(gòu)，套在樁柱6上，葉片301與樁柱6平行，通過支撐架B302與機(jī)殼303連接。傳動(dòng)機(jī)構(gòu)C包括傳動(dòng)齒輪304和變速齒輪305，傳動(dòng)齒輪304和變速齒輪305嚙合，變速齒輪 305直接固定在液壓泵C306的輸入軸上，傳動(dòng)齒輪304固定于渦輪的機(jī)殼303上。參見圖5和圖6，葉片301與支撐架B302之間通過軸承B307連接，軸承座B308固定在葉片301上，與支撐架B302上的軸承B307連接配合，葉片301可繞軸承B307相對于支撐架B302轉(zhuǎn)動(dòng)。葉片301的數(shù)量為大于或等于3個(gè)。
參見圖1和圖9，油管包括油管Α、油管B、油管C、油管D、油管E和油管F。液壓泵 A106通過油管AllO與油箱5連接，通過油管Bill與液壓馬達(dá)4連接。液壓泵B204通過油管C209與油箱5連接，通過油管D210與液壓馬達(dá)4連接。液壓泵C306通過油管E311與油箱5連接，通過油管F312與液壓馬達(dá)4連接。參見圖1 0，樁柱6為格構(gòu)柱式結(jié)構(gòu)，樁柱6包括N個(gè)柱體7，各柱體7之間通過補(bǔ)強(qiáng)板8連接，N為大于等于3的整數(shù)。本實(shí)施例的工作過程如下風(fēng)葉101在風(fēng)力的作用下帶動(dòng)風(fēng)輪的主軸103轉(zhuǎn)動(dòng)，主軸103的轉(zhuǎn)動(dòng)經(jīng)增速機(jī)104 增速后，通過聯(lián)軸器B105將機(jī)械運(yùn)動(dòng)傳遞到液壓泵A106，經(jīng)液壓泵A106將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成液壓能；液壓泵A106將液壓油經(jīng)油管Bll 1輸送至液壓馬達(dá)4驅(qū)動(dòng)其轉(zhuǎn)動(dòng)，將液壓能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能。浮筒207在波浪能的作用下沿樁柱6上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，浮筒207通過繩索206帶動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)205轉(zhuǎn)動(dòng)，將動(dòng)能傳遞到卷揚(yáng)機(jī)205 ；卷揚(yáng)機(jī)205帶動(dòng)液壓泵B204進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)，將動(dòng)能轉(zhuǎn)換成液壓能；液壓泵B204通過油管D210將液壓能輸送至液壓馬達(dá)4，帶動(dòng)液壓馬達(dá) 4旋轉(zhuǎn)，將液壓能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能。葉片301在海流的作用下，帶動(dòng)機(jī)殼303上固定的傳動(dòng)齒輪304繞樁柱6做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，傳動(dòng)齒輪304帶動(dòng)變速齒輪305，將機(jī)械運(yùn)動(dòng)加速后直接帶動(dòng)液壓泵C306轉(zhuǎn)動(dòng)，經(jīng)液壓泵C306將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成液壓能；液壓泵C306將液壓油經(jīng)油管F312輸送至液壓馬達(dá)4驅(qū)動(dòng)其轉(zhuǎn)動(dòng)，將液壓能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能。由于液壓馬達(dá)4轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的巨大扭矩通過聯(lián)軸器A3驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)2的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)對于定子就形成相對的切割磁力線運(yùn)動(dòng)，最終將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能。實(shí)施例2參見圖7和圖8，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)C包括傳動(dòng)鏈條309和飛輪310，傳動(dòng)鏈條309和飛輪 310嚙合，飛輪310直接固定在液壓泵C306的輸入軸上，傳動(dòng)鏈條309固定于渦輪的機(jī)殼 303 上。本實(shí)施例的工作過程如下葉片301在海流的作用下，帶動(dòng)機(jī)殼303上固定的傳動(dòng)鏈條309繞樁柱6做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，傳動(dòng)齒輪304帶動(dòng)飛輪310，將機(jī)械運(yùn)動(dòng)加速后直接帶動(dòng)液壓泵C306轉(zhuǎn)動(dòng)，經(jīng)液壓泵 C306將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成液壓能；液壓泵C306將液壓油經(jīng)油管F312輸送至液壓馬達(dá)4驅(qū)動(dòng)其轉(zhuǎn)動(dòng)，將液壓能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能。其他同實(shí)施例1。
權(quán)利要求
1.一種海上發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，包括能量采集裝置、發(fā)電機(jī)組、工作平臺(tái)和樁柱； 其中，所述能量采集裝置包括風(fēng)力采集裝置、波浪采集裝置和水流采集裝置；所述發(fā)電機(jī)組包括液壓系統(tǒng)和發(fā)電機(jī)；所述樁柱垂直固定于海底，工作平臺(tái)固定于樁柱頂部，風(fēng)力采集裝置位于工作平臺(tái)上方，波浪采集裝置位于樁柱與海面連接處，水流采集裝置位于樁柱下部；所述風(fēng)力采集裝置包括風(fēng)輪、支撐柱和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)A ；所述波浪采集裝置包括浮筒和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)B ；所述水流采集裝置包括渦輪和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)C ；所述風(fēng)力采集裝置通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)A與液壓系統(tǒng)連接，所述波浪采集裝置通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu) B與液壓系統(tǒng)連接，所述水流采集裝置通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)C與液壓系統(tǒng)連接；所述液壓系統(tǒng)與發(fā)電機(jī)連接；所述發(fā)電機(jī)固定在工作平臺(tái)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海上發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述液壓系統(tǒng)包括液壓泵、液壓馬達(dá)、油箱和油管，液壓馬達(dá)通過聯(lián)軸器A與發(fā)電機(jī)相連，液壓泵與液壓馬達(dá)之間、液壓馬達(dá)與油箱之間、油箱與液壓泵之間，分別設(shè)置油管相連接；所述液壓泵包括液壓泵A、液壓泵B和液壓泵C ；所述液壓馬達(dá)和油箱固定在工作平臺(tái)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的海上發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述風(fēng)輪包括主軸、支撐架A和風(fēng)葉，支撐柱垂直固定于工作平臺(tái)上，風(fēng)輪固定于支撐柱的頂端，所述風(fēng)輪通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)A 與液壓泵A相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的海上發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)A包括增速機(jī)，所述風(fēng)輪的主軸與增速機(jī)相連，增速機(jī)通過聯(lián)軸器B與液壓泵A相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的海上發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述浮筒套在樁柱上，浮筒通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)B與液壓泵B連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的海上發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)B包括繩索、滑輪組和卷揚(yáng)機(jī)；所述卷揚(yáng)機(jī)與液壓泵B連接，所述卷揚(yáng)機(jī)和液壓泵B固定在工作平臺(tái)上；所述滑輪組包括滑輪A、滑輪B和滑輪C，滑輪A和滑輪B固定于工作平臺(tái)上，滑輪C固定于樁柱上；繩索一端連接于浮筒上部，另一端通過滑輪A繞過卷揚(yáng)機(jī)和滑輪B后，穿過浮筒與樁柱之間的空隙，繞過滑輪C連接于浮筒底部；所述繩索的數(shù)量為大于等于3的整數(shù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的海上發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述渦輪通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)C與液壓泵C連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的海上發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述渦輪包括機(jī)殼、支撐架B和葉片，機(jī)殼為中空結(jié)構(gòu)，套在樁柱上，所述葉片與樁柱平行，通過支撐架B與機(jī)殼連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的海上發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)C包括傳動(dòng)齒輪和變速齒輪，傳動(dòng)齒輪和變速齒輪嚙合，變速齒輪直接固定在液壓泵C的輸入軸上，所述傳動(dòng)齒輪固定于渦輪的機(jī)殼上。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的海上發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)C包括傳動(dòng)鏈條和飛輪，傳動(dòng)鏈條和飛輪嚙合，所述飛輪直接固定在液壓泵C的輸入軸上，所述傳動(dòng)鏈條固定于渦輪的機(jī)殼上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種利用再生能源的發(fā)電系統(tǒng)，尤其涉及一種綜合的海上發(fā)電系統(tǒng)。為了解決海洋能發(fā)電設(shè)備形式單一，綜合利用率低的問題，本發(fā)明提供一種綜合的海上發(fā)電系統(tǒng)，包括能量采集裝置、發(fā)電機(jī)組、工作平臺(tái)和樁柱；其中，所述能量采集裝置包括風(fēng)力采集裝置、波浪采集裝置和水流采集裝置；所述發(fā)電機(jī)組包括液壓系統(tǒng)和發(fā)電機(jī)。本發(fā)明綜合利用率高，發(fā)電效率高，對環(huán)境無污染；能量利用效率高、損耗少；發(fā)電系統(tǒng)穩(wěn)定性更好，而且降低成本；可有效避免關(guān)鍵部件常年浸泡在水里，發(fā)生腐蝕或滲漏引起設(shè)備故障，同時(shí)也便于維護(hù)。
文檔編號F03B3/14GK102322403SQ201110296288
公開日2012年1月18日 申請日期2011年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月29日
發(fā)明者孫明剛 申請人:青島經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)泰合海浪能研究中心