專利名稱：一種半潛式潮流發(fā)電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種液力機(jī)械和液力發(fā)電機(jī)領(lǐng)域的發(fā)電裝置。
背景技術(shù)：
潮流能是一種清潔無(wú)污染、蘊(yùn)藏量豐富的可再生新能源，隨著化石能源不斷枯竭和環(huán)保要求的不斷提高，世界各國(guó)對(duì)潮流能的開發(fā)利用愈加重視，利用各種形式獲能裝置進(jìn)行潮流能發(fā)電的技術(shù)得到了不斷突破。目前，潮流能發(fā)電裝置按發(fā)電平臺(tái)的形式可以分為漂浮式、樁基礎(chǔ)式和座海底式。漂浮式發(fā)電裝置結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，對(duì)船廠的制造技術(shù)要求不是很高，制造成本相對(duì)較低，安裝運(yùn)輸、維護(hù)檢修方便，但對(duì)航道交通造成一定影響，載體受到風(fēng)浪的作用發(fā)生低頻運(yùn)動(dòng)，對(duì)水輪機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行產(chǎn)生一定影響；樁基礎(chǔ)式發(fā)電裝置具有發(fā)電穩(wěn)定性好，受海洋風(fēng)浪沖擊影響小，使用年限長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)，但樁基礎(chǔ)式發(fā)電裝置也存在施工難度大，工程造價(jià)高，破壞海域環(huán)境的問(wèn)題；座海底式潮流發(fā)電裝置適用于淺海區(qū)，發(fā)電機(jī)組在海面以下，受風(fēng)浪影響較小，不影響航道水面交通，但機(jī)座以及機(jī)組安裝和檢修時(shí)施工技術(shù)要求和費(fèi)用高。考慮發(fā)電裝置的結(jié)構(gòu)形式、制造技術(shù)要求、制造成本、安裝運(yùn)輸和維護(hù)檢修方便性，現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)示范電站多采用漂浮式結(jié)構(gòu)形式。但漂浮式潮流發(fā)電裝置的突出問(wèn)題是受海洋風(fēng)浪影響大，發(fā)電穩(wěn)定性差，安裝運(yùn)輸和維護(hù)檢修仍有不便。針對(duì)漂浮式潮流發(fā)電裝置上述突出問(wèn)題，需要一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，生產(chǎn)和制造成本低，安裝和維護(hù)檢修方便、經(jīng)濟(jì)，發(fā)電性能穩(wěn)定，適合在潮流能豐富的高海況環(huán)境應(yīng)用，可向沿海地區(qū)及島嶼居民提供生產(chǎn)和生活用電的半潛式潮流發(fā)電裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，生產(chǎn)和制造成本低，安裝和維護(hù)檢修方便、經(jīng)濟(jì)，發(fā)電性能穩(wěn)定，適合在潮流能豐富的高海況環(huán)境應(yīng)用，可向沿海地區(qū)及島嶼居民提供生產(chǎn)和生活用電的一種半潛式潮流發(fā)電裝置。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明一種半潛式潮流發(fā)電裝置，其特征是包括主浮體、主浮筒、水平側(cè)翼、側(cè)翼浮筒、發(fā)電機(jī)、發(fā)電機(jī)艙、葉輪、回轉(zhuǎn)架、鉸鏈、鉸鏈機(jī)，所述的水平側(cè)翼有兩個(gè)、安裝在主浮體的兩側(cè)，兩個(gè)水平側(cè)翼和主浮體構(gòu)成十字形，主浮體的兩端均安裝主浮筒，兩個(gè)水平側(cè)翼上均安裝側(cè)翼浮筒，兩個(gè)水平側(cè)翼上均通過(guò)各自的垂直連接翼連接安裝發(fā)電機(jī)的發(fā)電機(jī)艙，葉輪與發(fā)電機(jī)相連，鉸鏈機(jī)安裝在主浮體上，所述的回轉(zhuǎn)架有兩個(gè)、分別安裝在兩個(gè)側(cè)翼浮筒的軸上，鉸鏈一端連接鉸鏈機(jī)、另一端連接回轉(zhuǎn)架。本發(fā)明還可以包括I、還包括用于鎖定回轉(zhuǎn)架的工作鎖，所述的工作鎖安裝在主浮體中部上緣。2、還包括檢修鎖，所述的檢修鎖和鉸鏈機(jī)均位于主浮體兩側(cè)1/2型深處。3、所述的葉輪的葉片采用雙轉(zhuǎn)子對(duì)旋結(jié)構(gòu)形式。
4、所述的主浮體呈方型結(jié)構(gòu)、且中間粗于前后兩端，主浮筒和側(cè)翼浮筒為橢圓型筒體，水平側(cè)翼和垂直連接翼采用流線翼型。5、還包括拖鏈和錨鏈，所述的與主浮體首端連接，所述錨鏈包括四根，兩根錨鏈與主浮體首端連接，兩根錨鏈與主浮體尾端連接。本發(fā)明的優(yōu)勢(shì)在于(I)采用十字型半潛結(jié)構(gòu)形式，保證潮流發(fā)電裝置具有較好的穩(wěn)性和抗風(fēng)浪性能，適合在高海況環(huán)境應(yīng)用；(2)采用主浮筒和側(cè)翼浮筒調(diào)節(jié)壓載水量，控制裝置升降，滿足裝置工作和維護(hù)檢修需要，葉輪及發(fā)電機(jī)艙可翻轉(zhuǎn)抬升，方便裝置的維護(hù)檢修；(3)采用雙轉(zhuǎn)子對(duì)旋結(jié)構(gòu)形式，減小裝置的側(cè)向流載荷，降低結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要求和錨固載荷；(4)具有裝機(jī)容量拓展性特點(diǎn)?？筛鶕?jù)平臺(tái)結(jié)構(gòu)尺寸和需要，在水平側(cè)翼下方對(duì)稱布置水輪機(jī)，增大潮流發(fā)電裝置的裝機(jī)容量；(5)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，生產(chǎn)制造成本低。


圖I為本發(fā)明半潛式潮流發(fā)電裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明前視圖；圖3為本發(fā)明側(cè)視圖；圖4為本發(fā)明俯視圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖舉例對(duì)本發(fā)明做更詳細(xì)地描述結(jié)合圖I 4，本發(fā)明專利包括一個(gè)主浮體I、兩個(gè)主浮筒2、兩個(gè)側(cè)翼浮筒3、兩個(gè)水平側(cè)翼4、兩個(gè)垂直連接翼5、兩個(gè)(或偶數(shù)個(gè))葉輪6、兩個(gè)(或偶數(shù)個(gè))發(fā)電機(jī)艙7、兩個(gè)絞鏈機(jī)8、兩個(gè)檢修鎖9、兩個(gè)回轉(zhuǎn)架10、兩根絞鏈11、兩個(gè)水潤(rùn)滑軸承12、四根錨鏈13、兩個(gè)(或偶數(shù)個(gè))發(fā)電機(jī)、一套水泵機(jī)組、兩個(gè)(或偶數(shù)個(gè))增速器、兩個(gè)工作鎖17、一個(gè)充電電源、一個(gè)控制室19和一根拖鏈20等。主浮體I采用方形結(jié)構(gòu)，兩側(cè)細(xì)，中間粗，內(nèi)部分艙段布置；首端和尾端分別設(shè)有主浮筒2，首端還連有兩根錨鏈13，尾端連有兩根錨鏈13，主浮體I首端還掛有拖鏈20，用于發(fā)電裝置的拖航；主浮體I左右兩側(cè)中間部位對(duì)稱布置水平側(cè)翼4，水平側(cè)翼4上方固連有側(cè)翼浮筒3，下方固連有垂直連接翼5，垂直連接翼5固連有發(fā)電機(jī)艙7，發(fā)電機(jī)艙7首端設(shè)有葉輪8，內(nèi)部裝有發(fā)電機(jī)和增速器；水平側(cè)翼4 一端通過(guò)水潤(rùn)滑軸承12與主浮體I連接，并可在主浮體I內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)；主浮體I的兩側(cè)還設(shè)有絞鏈機(jī)8、檢修鎖9和工作鎖17，絞鏈機(jī)8和檢修鎖9設(shè)于主浮體I的1/2型深處，工作鎖17設(shè)于主浮體I兩側(cè)中間部位上緣；水潤(rùn)滑軸承12上設(shè)有回轉(zhuǎn)架10，回轉(zhuǎn)架10為直角三角形結(jié)構(gòu)，與水潤(rùn)滑軸承12固接；絞鏈機(jī)8上纏有絞鏈11，通過(guò)絞鏈11帶動(dòng)回轉(zhuǎn)架10，進(jìn)而帶動(dòng)側(cè)翼浮筒3、水平側(cè)翼4、垂直連接翼5、葉輪6、發(fā)電機(jī)艙7等構(gòu)成的轉(zhuǎn)動(dòng)部分繞水潤(rùn)滑軸承12旋轉(zhuǎn)；主浮筒2和側(cè)翼浮筒 3通過(guò)水泵機(jī)組抽排海水控制內(nèi)部的壓載水量，調(diào)節(jié)潮流發(fā)電裝置的吃水，水泵機(jī)組設(shè)于主浮體I內(nèi)；主浮筒2上設(shè)有控制室19，控制室19內(nèi)設(shè)有充電電源、絞鏈機(jī)控制旋鈕21、檢修鎖控制旋鈕22、工作鎖控制旋鈕23和水泵機(jī)組控制旋鈕24，絞鏈機(jī)8、檢修鎖9、工作鎖17、水泵機(jī)組、絞鏈機(jī)控制旋鈕21、檢修鎖控制旋鈕22、工作鎖控制旋鈕23和水泵機(jī)組控制旋鈕24由充電電源供電，分別由絞鏈機(jī)控制旋鈕21、檢修鎖控制旋鈕22、工作鎖控制旋鈕23和水泵機(jī)組控制旋鈕24控制絞鏈機(jī)8、檢修鎖9、工作鎖17和水泵機(jī)組的工作；檢修鎖9和工作鎖17為凹槽型，伸出主浮體I對(duì)回轉(zhuǎn)架10鎖定，縮回主浮體I對(duì)回轉(zhuǎn)架10解鎖；水平側(cè)翼4分艙段布置，和垂直連接翼5均采用流線翼型結(jié)構(gòu)，側(cè)翼浮筒3采用橢圓型結(jié)構(gòu)；主浮體I、主浮筒2、側(cè)翼浮筒3、水平側(cè)翼4構(gòu)成十字型半潛平臺(tái)；葉輪6葉片可實(shí)現(xiàn)變槳距調(diào)節(jié)，采用雙轉(zhuǎn)子對(duì)旋結(jié)構(gòu)形式；發(fā)電機(jī)艙7、絞鏈機(jī)8、檢修鎖9、工作鎖17、水潤(rùn)滑軸承12等處均做水密處理。通過(guò)垂直連接翼5與水平側(cè)翼4連接，所述絞鏈機(jī)8和檢修鎖9分別位于主浮體兩側(cè)1/2型深處，所述工作鎖17設(shè)于主浮體I中間部位上緣，所述回轉(zhuǎn)架10與水潤(rùn)滑軸承12固接，所述發(fā)電機(jī)和增速器設(shè)于發(fā)電機(jī)艙7內(nèi)，所述水泵機(jī)組設(shè)于主浮體I內(nèi)，所述控制室19設(shè)于主浮筒I上，內(nèi)部設(shè)有絞鏈機(jī)控制旋鈕21、檢修鎖控制旋鈕22、工作鎖控制旋鈕23和水泵機(jī)組控制旋鈕24和充電電源，所述錨鏈13兩根與主浮體I首端連接，兩根與主浮體I尾端連接，所述拖鏈20與主浮體I首端連接。所述半潛式發(fā)電平臺(tái)為十字型，自身穩(wěn)性較好，具有優(yōu)良的抗風(fēng)浪特性，所述側(cè)翼浮筒3、水平側(cè)翼4、垂直連接翼5、葉輪6、發(fā)電機(jī)艙7由絞鏈機(jī)8通過(guò)回轉(zhuǎn)架10和絞鏈11繞水潤(rùn)滑軸承12實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)，方便拖航、靠岸以及進(jìn)塢，易于安裝和維護(hù)檢修，所述錨鏈13用于發(fā)電時(shí)錨固發(fā)電裝置，所述檢修鎖9用于維護(hù)檢修、拖航、靠岸和進(jìn)塢時(shí)鎖定回轉(zhuǎn)架10，所述工作鎖17用于工作時(shí)鎖定回轉(zhuǎn)架10，所述絞鏈機(jī)8、檢修鎖9、水泵機(jī)組、工作鎖17、絞鏈機(jī)控制旋鈕21、檢修鎖控制旋鈕22、工作鎖控制旋鈕23和水泵機(jī)組控制旋鈕24由充電電源提供電力，所述拖鏈20用于對(duì)發(fā)電裝置拖航。裝置工作時(shí)垂直連接翼5與水面垂直，葉輪6和水輪機(jī)艙7位于水面以下，潮流沖擊葉輪6，通過(guò)增速器帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，裝置維護(hù)檢修、拖航、靠岸或進(jìn)塢時(shí)，由絞鏈機(jī)8通過(guò)絞鏈11和回轉(zhuǎn)架10將側(cè)翼浮筒3、水平側(cè)翼4、垂直連接翼5、葉輪6、發(fā)電機(jī)艙7繞水潤(rùn)滑軸承旋轉(zhuǎn)90°，垂直連接翼5與水面平行，葉輪6和水輪機(jī)艙7位于水面以上，所述檢修鎖9和工作鎖17為凹槽型，伸出主浮體I對(duì)回轉(zhuǎn)架10鎖定，縮回主浮體I對(duì)回轉(zhuǎn)架10解鎖。葉輪6葉片可實(shí)現(xiàn)變槳距調(diào)節(jié)，以適應(yīng)不同潮流流向，采用雙轉(zhuǎn)子對(duì)旋結(jié)構(gòu)形式，以減小側(cè)向流載荷和錨固載荷。主浮體I呈方型結(jié)構(gòu)，方便生產(chǎn)制造，主浮體I中間粗，前后兩端略細(xì)，主浮筒2和側(cè)翼浮筒3為橢圓型筒體，水平側(cè)翼4和垂直連接翼5采用流線翼型。所述主浮體I提供浮力，主浮筒2和側(cè)翼浮筒3通過(guò)水泵機(jī)組調(diào)節(jié)壓載水量，進(jìn)而調(diào)節(jié)發(fā)電裝置的半潛深度。主浮體I和水平側(cè)翼4分艙段布置，以保證結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和具有較好的破損浮力?？筛鶕?jù)需要，將潮流發(fā)電裝置設(shè)計(jì)為多轉(zhuǎn)子對(duì)旋對(duì)稱布置形式，提高潮流發(fā)電裝置的能量轉(zhuǎn)換容量。本發(fā)明適合應(yīng)用于潮流能豐富的高海況海域，也適合應(yīng)用于潮流能豐富的普通海況海域。工作時(shí)，半潛式潮流發(fā)電裝置處于潮流能豐富的海域，十字型半潛平臺(tái)的主浮體I和水平側(cè)翼4、葉輪6和發(fā)電機(jī)艙7等沒(méi)于水中，主浮筒2和側(cè)翼浮筒3裝有壓載水，部分沒(méi)于水中，垂直連接翼5與水面垂直，水流推動(dòng)葉輪6通過(guò)增速器帶動(dòng)發(fā)電機(jī)艙7內(nèi)的發(fā)電機(jī)發(fā)電。維護(hù)檢修、拖航、靠岸和進(jìn)塢時(shí)，于控制室19內(nèi)調(diào)整水泵機(jī)組控制旋鈕24，開啟水泵機(jī)組，將主浮筒2和側(cè)翼浮筒3內(nèi)壓載水排出，十字型半潛平臺(tái)上浮，待合適水位后，停止排水，調(diào)整工作鎖旋鈕23，退回工作鎖17，調(diào)整絞鏈機(jī)旋鈕21，開啟絞鏈機(jī)8，絞鏈機(jī)8帶動(dòng)鉸鏈11，通過(guò)回轉(zhuǎn)架10帶動(dòng)側(cè)翼浮筒3、水平側(cè)翼4、垂直連接翼5、葉輪6、發(fā)電機(jī)艙7構(gòu)成的轉(zhuǎn)動(dòng)部分繞水潤(rùn)滑軸承12旋轉(zhuǎn)，待旋轉(zhuǎn)90°后，將檢修鎖9伸入回轉(zhuǎn)架10內(nèi)，通過(guò)回轉(zhuǎn)架10鎖定側(cè)翼浮筒3、水平側(cè)翼4、垂直連接翼5、葉輪6、發(fā)電機(jī)艙7構(gòu)成的轉(zhuǎn)動(dòng)部分，葉輪6及發(fā)電機(jī)艙7露出水面，進(jìn)行維護(hù)檢修、拖航、靠岸或進(jìn)塢作業(yè)。待維護(hù)檢修、拖航、靠岸或進(jìn)塢作業(yè)后，潮流發(fā)電裝置重新回到工作海域，調(diào)整檢修鎖旋鈕22，將檢修鎖9退出，調(diào)整絞鏈機(jī)旋鈕21，開啟絞鏈機(jī)8釋放鉸鏈11，側(cè)翼浮筒3、水平側(cè)翼4、垂直連接翼5、葉輪6、發(fā)電機(jī)艙7構(gòu)成的轉(zhuǎn)動(dòng)部分靠自重旋轉(zhuǎn)下落，待旋轉(zhuǎn)90°，調(diào)整控制室19內(nèi)的工作鎖旋鈕 23，工作鎖17伸出，鎖定回轉(zhuǎn)架10，調(diào)整水泵機(jī)組控制旋鈕24，開啟水泵機(jī)組，主浮筒2和側(cè)翼浮筒3內(nèi)抽入壓載水，裝置下潛，潮流沖擊葉輪6，通過(guò)增速器帶動(dòng)發(fā)電機(jī)艙7內(nèi)的發(fā)電機(jī)重新工作發(fā)電。
權(quán)利要求
1.一種半潛式潮流發(fā)電裝置，其特征是包括主浮體、主浮筒、水平側(cè)翼、側(cè)翼浮筒、發(fā)電機(jī)、發(fā)電機(jī)艙、葉輪、回轉(zhuǎn)架、鉸鏈、鉸鏈機(jī)，所述的水平側(cè)翼有兩個(gè)、安裝在主浮體的兩側(cè)，兩個(gè)水平側(cè)翼和主浮體構(gòu)成十字形，主浮體的兩端均安裝主浮筒，兩個(gè)水平側(cè)翼上均安裝側(cè)翼浮筒，兩個(gè)水平側(cè)翼上均通過(guò)各自的垂直連接翼連接安裝發(fā)電機(jī)的發(fā)電機(jī)艙，葉輪與發(fā)電機(jī)相連，鉸鏈機(jī)安裝在主浮體上，所述的回轉(zhuǎn)架有兩個(gè)、分別安裝在兩個(gè)側(cè)翼浮筒的軸上，鉸鏈一端連接鉸鏈機(jī)、另一端連接回轉(zhuǎn)架。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種半潛式潮流發(fā)電裝置，其特征是還包括用于鎖定回轉(zhuǎn)架的工作鎖，所述的工作鎖安裝在主浮體中部上緣。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的ー種半潛式潮流發(fā)電裝置，其特征是還包括檢修鎖，所述的檢修鎖和鉸鏈機(jī)均位于主浮體兩側(cè)1/2型深處。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的ー種半潛式潮流發(fā)電裝置，其特征是所述的葉輪的葉片采用雙轉(zhuǎn)子對(duì)旋結(jié)構(gòu)形式。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的ー種半潛式潮流發(fā)電裝置，其特征是所述的主浮體呈方型結(jié)構(gòu)、且中間粗于前后兩端，主浮筒和側(cè)翼浮筒為橢圓型筒體，水平側(cè)翼和垂直連接翼采用流線翼型。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的ー種半潛式潮流發(fā)電裝置，其特征是還包括拖鏈和錨鏈，所述的與主浮體首端連接，所述錨鏈包括四根，兩根錨鏈與主浮體首端連接，兩根錨鏈與主浮體尾端連接。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于提供一種半潛式潮流發(fā)電裝置，包括主浮體、主浮筒、水平側(cè)翼、側(cè)翼浮筒、發(fā)電機(jī)、發(fā)電機(jī)艙、葉輪、回轉(zhuǎn)架、鉸鏈、鉸鏈機(jī)，所述的水平側(cè)翼有兩個(gè)、安裝在主浮體的兩側(cè)，兩個(gè)水平側(cè)翼和主浮體構(gòu)成十字形，主浮體的兩端均安裝主浮筒，兩個(gè)水平側(cè)翼上均安裝側(cè)翼浮筒，兩個(gè)水平側(cè)翼上均通過(guò)各自的垂直連接翼連接安裝發(fā)電機(jī)的發(fā)電機(jī)艙，葉輪與發(fā)電機(jī)相連，鉸鏈機(jī)安裝在主浮體上，所述的回轉(zhuǎn)架有兩個(gè)、分別安裝在兩個(gè)側(cè)翼浮筒的軸上，鉸鏈一端連接鉸鏈機(jī)、另一端連接回轉(zhuǎn)架。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，生產(chǎn)和制造成本低，安裝和維護(hù)檢修方便、經(jīng)濟(jì)，發(fā)電性能穩(wěn)定，適合在潮流能豐富的高海況環(huán)境應(yīng)用。
文檔編號(hào)F03B13/00GK102628418SQ20121012613
公開日2012年8月8日 申請(qǐng)日期2012年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月26日
發(fā)明者孫科, 張亮, 張學(xué)偉, 盛其虎, 馬勇 申請(qǐng)人:哈爾濱工程大學(xué)