專利名稱：一種潮流發(fā)電機組的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及潮流發(fā)電技術領域，特別涉及一種潮流發(fā)電機。
背景技術：
海洋中蘊藏著大量的能源，目前并未得到充分和有效地開發(fā)。在能源問題日益嚴重，可持續(xù)發(fā)展成為全世界共識的21世紀，開發(fā)利用海洋能源有著非同尋常的重要意義。利用潮流發(fā)電比開發(fā)陸地上的水電和煤電優(yōu)越得多，它既不受洪水的威脅，又不受枯水季節(jié)的影響，更沒有資源枯竭和環(huán)境污染的壓力，完全可成為人類可靠的能源。潮流發(fā)電機組是潮流發(fā)電的主要設備，其可與海上風機共用基礎，有效利用海上風機基礎、配電、并網(wǎng)等資源。潮流發(fā)電機組的性能直接影響潮流發(fā)電的效率和質量。一種典型的潮流發(fā)電機組包括兩臺發(fā)電機，兩臺發(fā)電機各自帶動一組葉輪，一根鋼結構的塔筒樹立在淺海里，塔筒上安裝有水平梁，兩臺發(fā)電機分別固定于水平梁的兩端，通過水平梁懸掛在塔筒兩側，塔筒與水平梁之間設置有棘輪升降機構。當潮流發(fā)電機組處于正常工作狀態(tài)時，水平梁處于海面下的適當位置，當遇到緊急情況或機組需要維修時，液壓油缸驅動棘輪升降機構工作，帶動水平梁沿塔筒間歇地垂直提升，從而帶動水平梁兩側的兩臺發(fā)電機和兩組葉輪同時升出水面。上述潮流發(fā)電機組通過棘輪升降機構實現(xiàn)提升和下降，棘輪升降機構的結構較為復雜，升降過程不連續(xù)，且當某一側的機組(包括同側的發(fā)電機和由該發(fā)電機帶動的葉輪)發(fā)生故障時，需要將兩側的機組同時提升出水面，影響了無故障一側機組的正常工作，從而影響潮流發(fā)電機組的發(fā)電效率，且導致維修和維護成本較高。另外，上述潮流發(fā)電機組通過鋼結構的塔筒固定于海中，塔筒的用鋼量較大，且在海洋環(huán)境中需要對金屬部位進行防腐和防污，導致維護成本增加。因此，如何實現(xiàn)潮流發(fā)電機組的兩側機組的單獨提升，從而提高潮流發(fā)電機組的發(fā)電效率，降低維修和維護成本，就成為本領域技術人員亟須解決的問題。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種潮流發(fā)電機組，其兩側的機組能夠單獨提升，從而具有較高的發(fā)電效率和較低的維護成本。為解決上述技術問題，本實用新型提供一種潮流發(fā)電機組，包括穿過海面的支撐架，所述支撐架的兩側分別設置有第一機組和第二機組，所述支撐架的兩側分別轉動安裝有第一橫梁和第二橫梁，所述第一橫梁和所述第二橫梁與所述支撐架的連接處均位于海面以下；所述第一機組安裝于所述第一橫梁，所述第一橫梁在第一動力元件的作用下沿豎直方向轉動，且所述第一橫梁轉動至高位時，所述第一機組位于海面以上；所述第二機組安裝于所述第二橫梁，所述第二橫梁在第二動力部件的作用下沿豎直方向運動，且所述第二橫梁轉動至高位時，所述第二機組位于海面以上。優(yōu)選地，所述第一橫梁通過第一鉸接軸鉸接安裝于所述支撐架，所述第二橫梁通過第二鉸接軸鉸接于所述支撐架，所述第一鉸接軸和所述第二鉸接軸水平設置且均處于海面以下，所述第一動力元件驅動所述第一橫梁繞所述第一鉸接軸轉動，所述第二動力元件的驅動所述第二橫梁繞所述第二鉸接軸轉動。優(yōu)選地，所述第一橫梁與所述支撐架之間，以及所述第二橫梁與所述支撐架之間分別設置有定位元件，兩橫梁在所述定位元件的作用下分別固定于預定位置。優(yōu)選地，所述預定位置為所述第一機組的葉輪的中心與所述第一橫梁的軸線處于同一海平面，所述第二機組的葉輪的中心與所述第二橫梁的軸線處于同一海平面。優(yōu)選地，所述第一橫梁與所述第一動力元件通過鋼絲繩牽拉連接，所述第二橫梁與所述第二動力元件通過鋼絲繩牽拉連接。優(yōu)選地，所述第一動力元件為第一電機，所述第二動力元件為第二電機，且所述第一電機和所述第二電機均安裝于所述支撐架位于海面以上的位置。優(yōu)選地，所述第一動力元件與所述第二動力元件為同一電機，所述電機通過差速器的不同輸出軸與所述第一橫梁和所述第二橫梁傳動連接。優(yōu)選地，所述支撐架為混凝土樁。優(yōu)選地，所述混凝土樁與所述潮流發(fā)電機組的基礎具有一體式結構。優(yōu)選地，所述混凝土樁海面以下部分的高度大于所述第一機組的葉輪的直徑，且大于所述第二機組的葉輪的直徑。本實用新型所提供的潮流發(fā)電機組，包括穿過海面的支撐架，支撐架的兩側分別設置有第一機組和第二機組，第一機組和第二機組均包括葉輪和發(fā)電機，所述支撐架通過第一鉸接軸鉸接有第一橫梁，所述支撐架通過第二鉸接軸鉸接有第二橫梁，所述第一鉸接軸和所述第二鉸接軸水平設置且均處于海面以下；所述第一橫梁的末端固定有所述第一機組，所述第一橫梁在第一動力元件的作用下繞所述第一鉸接軸轉動，所述第一橫梁的軸向長度大于所述第一鉸接軸與海面之間的豎直距離；所述第二橫梁的末端固定有第二機組， 所述第二橫梁在第二動力元件的作用下繞所述第二鉸接軸轉動，所述第二橫梁的軸向長度大于所述第二鉸接軸與海面之間的豎直距離。當潮流發(fā)電機組處于正常工作狀態(tài)時，第一橫梁和第二橫梁處于海面以下位置， 第一橫梁末端固定的第一機組和第二橫梁末端固定的第二機組同時工作。當?shù)谝粰C組和第二機組兩者中的一者發(fā)生故障時，以第一機組發(fā)生故障為例，第一動力元件驅動第一橫梁的末端繞第一橫梁與支撐架之間的鉸接點在豎直平面上向上轉動，從而帶動第一橫梁末端的第一機組在豎直平面上向上擺動，由于第一橫梁的軸向長度大于第一橫梁與海面之間的距離，轉動至預定位置時，第一機組會露出水面，以實現(xiàn)對發(fā)生故障的第一機組進行維修； 而此時第二機組并未受到影響，第二機組仍能夠繼續(xù)工作。反之，當?shù)诙C組發(fā)生故障時， 也能夠實現(xiàn)第二機組的單獨提升，而不會影響第一機組的工作。這樣，第一機組和第二機組能夠實現(xiàn)單獨提升，任一機組的故障不會對另一機組的工作造成影響，從而提高了潮流發(fā)電機的工作效率；同時，在進行任一機組維修和維護時，另一機組仍能夠正常工作，不需停機，從而降低了維修成本。在一種具體實施方式
中，本實用新型所提供的潮流發(fā)電機，其定位元件將第一橫梁和第二橫梁定位在預定位置，該預定位置可以為第一機組的葉輪的中心與第一橫梁的軸線處于同一海平面，第二機組的葉輪的中心與第二橫梁的軸線處于同一海平面。這樣，在潮流發(fā)電機處于正常工作狀態(tài)時，在保證葉輪與支撐架不會發(fā)生干涉的前提下，使得第一橫梁和第二橫梁的軸向長度最小，從而減少了材料用量，降低了成本，同時提高了第一橫梁和第二橫梁的穩(wěn)定性。在另一種具體實施方式
中，本實用新型所提供的支撐架可以為混凝土樁，這樣，不僅顯著減少了金屬用量，節(jié)約了生產(chǎn)成本，同時，由于混凝土樁不會生銹不會被海水腐蝕，從而顯著減少了防腐和防污面積，降低了潮流發(fā)電機的維護成本。

圖1為本實用新型所提供的潮流發(fā)電機組處于正常工作狀態(tài)時的結構示意圖；圖2為圖1所示潮流發(fā)電機組處于左側機組提升狀態(tài)時的結構示意圖；圖3為圖1所示潮流發(fā)電機組處于右側機組提升狀態(tài)時的結構示意圖；圖4為圖1所示潮流發(fā)電機組處于雙側機組提升狀態(tài)時的結構示意圖。
具體實施方式
本實用新型的核心是提供一種潮流發(fā)電機組，其兩側的發(fā)電機能夠單獨提升，從而具有較高的發(fā)電效率和較低的維護成本。為了使本技術領域的人員更好地理解本實用新型的技術方案，
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步的詳細說明。請參考圖1至圖4 ；圖1為本實用新型所提供的潮流發(fā)電機組處于正常工作狀態(tài)時的結構示意圖；圖2為圖1所示潮流發(fā)電機組處于左側機組提升狀態(tài)時的結構示意圖；圖3為圖1所示潮流發(fā)電機組處于右側機組提升狀態(tài)時的結構示意圖；圖4為圖1所示潮流發(fā)電機組處于雙側機組提升狀態(tài)時的結構示意圖。本實用新型所提供的潮流發(fā)電機組，用于海洋中的潮流發(fā)電，該潮流發(fā)電機組包括支撐架1，支撐架1穿過海面7，也即支撐架1的上部露出水面一定高度，其下部位于海面7以下，支撐架1的底部插入海底的泥面8中。支撐架1的兩側分別設置有第一機組21和第二機組22，具體地，第一機組21包括第一發(fā)電機和第一葉輪，第二機組22包括第二發(fā)電機和第二葉輪；在海洋中的潮流的推動下，葉輪轉動，葉輪將其旋轉產(chǎn)生的動能傳遞給相應的發(fā)電機，發(fā)電機將其接收到的動能轉換成電能并儲存。支撐架1的兩側分別轉動安裝有第一橫梁31和第二橫梁32，第一橫梁31和第二橫梁32與支撐架的連接處均位于海面7以下；第一機組21安裝于第一橫梁31，第一橫梁31在笫一動第一動力元件的作用下沿豎直方向轉動，且第一橫梁31轉動至高位時，第一機組位于海面7以上；第二機組22安裝于第二橫梁32，第二橫梁32在第二動力部件的作用下沿豎直方向運動，且第二橫梁32轉動至高位時，第二機組位于海面7以上。具體地，第一橫梁31可以通過第一鉸接軸41鉸接于支撐架1，第二橫梁32通過第二鉸接軸42鉸接于支撐架1，第一鉸接軸41和第二鉸接軸42水平設置且均處于海面7以下；第一機組21可以固定于第一橫梁31的末端，第一橫梁31在第一動力元件的作用下繞第一鉸接軸41在豎直平面內(nèi)轉動，第一橫梁31的軸向長度大于第一鉸接軸41與海面7之間的豎直距離，以便保證當?shù)谝粰M梁31向上轉動至預定位置時，第一機組21能夠露出水面；第二機組22可以固定于第二橫梁32的末端，第二橫梁32在第二動力元件的作用下繞第二鉸接軸42在豎直平面內(nèi)轉動，第二橫梁32的軸向長度大于第二鉸接軸42與海面7之間的豎直距離，以便保證當?shù)诙M梁32向上轉動至預定位置時，第二機組22能夠露出水第一橫梁31也不局限于通過第一鉸接軸41鉸接于支撐架1，從理論上來講，只要能夠實現(xiàn)第一橫梁31繞其與支撐架1的連接處轉動即可，例如第一橫梁31與支撐架1之間可以通過球鏈連接的方式轉動連接；同樣的，第二橫梁32也不局限于通過第二鉸接軸42 鉸接于支撐架，第二橫梁32與支撐架1之間也可以通過球鏈連接的方式轉動連接。上述第一機組21也不局限于安裝于第一橫梁31的末端，只要能夠實現(xiàn)當?shù)谝粰M梁31轉動至高位時，第一機組21露出海面7即可，第一機組21也可以安裝于第一橫梁31 的軸向任意位置，顯然地，第一機組21設置于第一橫梁31的末端，不僅便于安裝且能夠顯著降低第一橫梁31的長度；同樣的，第二機組22也不局限于安裝于第二橫梁32的末端，其也可以安裝于第二橫梁32的軸向的任意位置。上述第一機組21的葉輪直徑和第二機組22的葉輪直徑均應根據(jù)使用情況確定， 各葉輪的直徑在此不做限定。第一橫梁31的末端是指第一橫梁31遠離第一鉸接軸41的一端，同樣地，第二橫梁32的末端是指第二橫梁32遠離第二鉸接軸42的一端。本實用新型所提供的潮流發(fā)電機不局限于包括第一機組21和第二機組22，還可以根據(jù)實際工況設置更多的機組。支撐架1露出水面的高度應根據(jù)實際使用情況確定，在此不做限定。第一橫梁31 的軸向長度和第二橫梁32的長度應根據(jù)各橫梁與海平面的角度，以及各相應葉輪的直徑等因素確定，兩橫梁的具體長度在此不做限定。第一鉸接軸41和第二鉸接軸42位于水面的深度，應根據(jù)葉輪的直徑等因素確定， 在此不做限定。由于第一鉸接軸41和第二鉸接軸42均處于海洋環(huán)境中，兩鉸接軸的材料可以為不銹鋼材料，或者其他抗氧化性較強的金屬材料；兩鉸接軸的材料也不局限于為防銹材料， 也可以為普通鐵材，此時，為了防止鉸接軸生銹，可以在兩鉸接軸的外部安裝不銹鋼襯套。第一橫梁31和第二橫梁32可以為不銹鋼材料，也可以為普通金屬材料；當?shù)谝粰M梁31和第二橫梁32的材料為易銹材料時，可以在第一橫梁31和第二橫梁32的表面刷防銹漆。需要指出的是，文中所述“第一、第二”等是為了區(qū)分相同結構或者功能的不同零部件，僅僅為了描述方便，不表示某種順序，也不應理解為某種限定。當潮流發(fā)電機組處于正常工作狀態(tài)時，第一橫梁31和第二橫梁32處于海面7以下位置，第一橫梁31末端固定的第一機組21和第二橫梁32末端固定的第二機組22同時工作。當?shù)谝粰C組21和第二機組22兩者中的一者發(fā)生故障時，以第一機組21發(fā)生故障為例，第一動力元件驅動第一橫梁31的末端繞第一橫梁31與支撐架1之間的鉸接點在豎直平面上向上轉動，從而帶動第一橫梁31末端的第一機組21在豎直平面上向上擺動，由于第一橫梁31的軸向長度大于第一橫梁31與海面7之間的距離，轉動至預定位置時，第一機組 21會露出水面，以實現(xiàn)對發(fā)生故障的第一機組21進行維修；而此時第二機組22并未受到影響，第二機組22仍能夠繼續(xù)工作。反之，當?shù)诙C組22發(fā)生故障時，也能夠實現(xiàn)第二機組22的單獨提升，而不會影響第一機組21的工作。這樣，第一機組21和第二機組22能夠實現(xiàn)單獨提升，任一機組的故障不會對另一機組的工作造成影響，從而提高了潮流發(fā)電機的工作效率；同時，在進行任一機組維修和維護時，另一機組仍能夠正常工作，不需停機，從而降低了維修成本。在一種具體實施方式
中，本實用新型所提供的潮流發(fā)電機組，其第一橫梁31與支撐架1之間設置有定位元件，第二橫梁32與支撐架1之間也設置有定位元件，兩橫梁在所述定位元件的作用下分別固定于預定位置；這樣，在第一橫梁31和第二橫梁32繞各自的鉸接軸轉動時，通過定位元件的限定，兩橫梁能夠在適當?shù)奈恢猛Ｖ?，以保證潮流發(fā)電機的正
常工作。上述定位元件可以為本領域中常規(guī)使用的各種定位元件，例如，可以直接在支撐架1上設置凸臺，當?shù)谝粰M梁31或者第二橫梁32轉動至抵靠凸臺的位置時，第一橫梁31或者第二橫梁32的轉動被凸臺擋住，從而實現(xiàn)定位；也可以在第一橫梁31與支撐架1之間，以及第二橫梁32與支撐架1之間分別設置定位銷。定位元件將第一橫梁31和第二橫梁32定位在預定位置，該預定位置可以為第一機組21的葉輪的中心與第一橫梁31的軸線處于同一海平面，第二機組22的葉輪的中心與第二橫梁32的軸線處于同一海平面。這樣，在潮流發(fā)電機處于正常工作狀態(tài)時，在保證葉輪與支撐架1不會發(fā)生干涉的前提下，使得第一橫梁31和第二橫梁32的軸向長度最小，從而減少了材料用量，降低了成本，同時提高了第一橫梁31和第二橫梁32的穩(wěn)定性。第一橫梁31和第二橫梁32的預定位置也不局限于上述位置，在實際工作中，第一橫梁31的軸線與相應葉輪的中心也可以不處于同一海平面，同樣的，第二橫梁32的軸線與相應葉輪的中心也可以不處于同一海平面，只要能夠實現(xiàn)各葉輪的正常工作，避免各葉輪與支撐架1發(fā)生干涉即可。第一橫梁31與第一動力元件通過鋼絲繩5牽拉連接，第二橫梁32與第二動力元件通過鋼絲繩5牽拉連接；鋼絲繩5的牽拉力足夠，適合于遠距離連接，且成本低廉。顯然地，第一橫梁31與第一動力元件之間，以及第二橫梁32與第二動力元件之間也不局限于通過鋼絲繩5牽拉，也可以在各相關部件之間設置拉板等實現(xiàn)牽拉連接。上述第一動力元件為第一電機，第二動力元件為第二電機，且第一電機和第二電機均安裝于支撐架1位于海面7以上的位置；兩橫梁通過各自的電機控制，保證了相互之間的運動不會發(fā)生干涉。第一動力元件與第二動力元件也可以為同一電機6，該電機6通過差速器的不同輸出軸與第一橫梁31和第二橫梁32傳動連接；這樣，通過同一電機6控制兩橫梁的獨立運動，結構更加簡單。本實用新型所提供的支撐架1可以為混凝土樁，這樣，不僅顯著減少了金屬用量，節(jié)約了生產(chǎn)成本，同時，由于混凝土樁不會生銹不會被海水腐蝕，從而顯著減少了防腐和防污面積，降低了潮流發(fā)電機的維護成本。混凝土樁與潮流發(fā)電機組的基礎可以具有一體式結構，以簡化潮流發(fā)電機組的結構。顯然地，混凝土樁與基礎也可以為分體式結構，通過本領域中常規(guī)使用的固定連接方式連接，例如粘接等。混凝土樁海面7以下部分的高度大于第一機組21的葉輪的直徑，且大于第二機組22的葉輪的直徑，以保證各葉輪在工作過程中始終處于海面7以下，從而保證工作效率。第一機組21的葉輪的旋轉方向和第二機組22的葉輪的旋轉方向均垂直于潮流的流動方向，以便提高潮流的利用效率。以上對本實用新型所提供的一種潮流發(fā)電機進行了詳細介紹。本文中應用了具體個例對本實用新型的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本實用新型的方法及其核心思想。應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以對本實用新型進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本實用新型權利要求的保護范圍內(nèi)。
權利要求1.一種潮流發(fā)電機組，包括穿過海面(7)的支撐架(1)，所述支撐架(1)的兩側分別設置有第一機組和第二機組(22)，其特征在于，所述支撐架(1)的兩側分別轉動安裝有第一橫梁(31)和第二橫梁(32)，所述第一橫梁(31)和所述第二橫梁(3 與所述支撐架(1)的連接處均位于海面(7)以下；所述第一機組安裝于所述第一橫梁(31)，所述第一橫梁(31)在第一動力元件的作用下沿豎直方向轉動，且所述第一橫梁(31)轉動至高位時，所述第一機組位于海面(7)以上；所述第二機組0 安裝于所述第二橫梁(32)，所述第二橫梁(3 在第二動力部件的作用下沿豎直方向運動，且所述第二橫梁(3 轉動至高位時，所述第二機組0 位于海面(7)以上。
2.根據(jù)權利要求1所述的潮流發(fā)電機組，其特征在于，所述第一橫梁(31)通過第一鉸接軸Gl)鉸接安裝于所述支撐架(1)，所述第二橫梁(3 通過第二鉸接軸0 鉸接于所述支撐架(1)，所述第一鉸接軸Gl)和所述第二鉸接軸0 水平設置且均處于海面(7)以下，所述第一動力元件驅動所述第一橫梁(31)繞所述第一鉸接軸Gl)轉動，所述第二動力元件的驅動所述第二橫梁繞所述第二鉸接軸0 轉動。
3.根據(jù)權利要求2所述的潮流發(fā)電機組，其特征在于，所述第一橫梁(31)與所述支撐架(1)之間，以及所述第二橫梁(3 與所述支撐架(1)之間分別設置有定位元件，兩橫梁在所述定位元件的作用下分別固定于預定位置。
4.根據(jù)權利要求3所述的潮流發(fā)電機組，其特征在于，所述預定位置為所述第一機組(21)的葉輪的中心與所述第一橫梁(31)的軸線處于同一海平面，所述第二機組02)的葉輪的中心與所述第二橫梁(32)的軸線處于同一海平面。
5.根據(jù)權利要求4所述的潮流發(fā)電機組，其特征在于，所述第一橫梁(31)與所述第一動力元件通過鋼絲繩( 牽拉連接，所述第二橫梁(3 與所述第二動力元件通過鋼絲繩(5)牽拉連接。
6.根據(jù)權利要求1至5任一項所述的潮流發(fā)電機組，其特征在于，所述第一動力元件為第一電機，所述第二動力元件為第二電機，且所述第一電機和所述第二電機均安裝于所述支撐架⑴位于海面(7)以上的位置。
7.根據(jù)權利要求1至5任一項所述的潮流發(fā)電機組，其特征在于，所述第一動力元件與所述第二動力元件為同一電機(6)，所述電機(6)通過差速器的不同輸出軸與所述第一橫梁(31)和所述第二橫梁(3 傳動連接。
8.根據(jù)權利要求1至5任一項所述的潮流發(fā)電機組，其特征在于，所述支撐架(1)為混凝土樁。
9.根據(jù)權利要求8所述的潮流發(fā)電機組，其特征在于，所述混凝土樁與所述潮流發(fā)電機組的基礎具有一體式結構。
10.根據(jù)權利要求9所述的潮流發(fā)電機組，其特征在于，所述混凝土樁海面(7)以下部分的高度大于所述第一機組的葉輪的直徑，且大于所述第二機組0 的葉輪的直徑。
專利摘要本實用新型公開了一種潮流發(fā)電機組，包括穿過海面的支撐架，支撐架的兩側分別設置有第一機組和第二機組，所述支撐架的兩側分別轉動安裝有第一橫梁和第二橫梁，所述第一橫梁和所述第二橫梁與所述支撐架的連接處均位于海面以下；所述第一機組安裝于所述第一橫梁，所述第一橫梁在第一動力元件的作用下沿豎直方向轉動，且所述第一橫梁轉動至高位時，所述第一機組位于海面以上；所述第二機組安裝于所述第二橫梁，所述第二橫梁在第二動力部件的作用下沿豎直方向運動，且所述第二橫梁轉動至高位時，所述第二機組位于海面以上。該潮流發(fā)電機組具有較高的工作效率和較低的維護成本。
文檔編號F03B13/26GK202326000SQ20112040005
公開日2012年7月11日 申請日期2011年10月19日 優(yōu)先權日2011年10月19日
發(fā)明者丁濤, 張彬, 胡杰 申請人:三一電氣有限責任公司