本發(fā)明涉及水力發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種門閘式水能動力葉輪浮筒發(fā)電平臺。

背景技術(shù)：

全面開發(fā)海流和洋流能源，采收洋流這一穩(wěn)定高效的能源使之轉(zhuǎn)化為人類取之不盡用之不竭的電能。但是現(xiàn)有的利用海流和洋流能源發(fā)電裝置由于其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、生產(chǎn)成本高、轉(zhuǎn)換效率低和抗風(fēng)浪能力差，嚴重制約了海流和洋流能源開發(fā)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種門閘式水能動力葉輪浮筒發(fā)電平臺，用以解決現(xiàn)有的海流和洋流能源發(fā)電裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜、轉(zhuǎn)換效率低和抗風(fēng)浪能力差的缺點。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種門閘式水能動力葉輪浮筒發(fā)電平臺，所述門閘式水能動力葉輪浮筒發(fā)電平臺包括連接架、用于改變海水流向的分流器、至少一個發(fā)電平臺以及用于固定發(fā)電平臺的錨樁和錨鏈，所述分流器與所述連接架連接，所述發(fā)電平臺包括葉輪和可漂浮在海面上的漂浮平臺，所述漂浮平臺與所述連接架連接，所述葉輪可轉(zhuǎn)動地安裝在所述漂浮平臺的底部并與漂浮平臺內(nèi)部的發(fā)電機連接；所述葉輪在海水帶動下旋轉(zhuǎn)并帶動發(fā)電機發(fā)電。

優(yōu)選的，所述分流器包括兩塊導(dǎo)流板，兩塊所述導(dǎo)流板一端連接，另一端分開成夾角，所述導(dǎo)流板通過至少一根支撐桿與所述連接架連接，所述分流器的密度與海水密度相同。

優(yōu)選的，所述連接架上安裝有至少一個浮筒，所述浮筒呈膠囊狀，所述浮筒內(nèi)部設(shè)有空腔，所述浮筒用于調(diào)節(jié)所述分流器的吃水深度。

優(yōu)選的，所述連接架為三根連接管首尾相連組成的三角形連接架，所述連接管為空心連接管。

優(yōu)選的，所述漂浮平臺內(nèi)設(shè)置有浮力艙和發(fā)電機艙，所述浮力艙設(shè)置在所述漂浮平臺底部，所述發(fā)電機艙設(shè)置在所述浮力艙的上方，所述發(fā)電機艙內(nèi)安裝有發(fā)電裝置，所述發(fā)電機艙設(shè)置有艙門，所述艙門邊緣設(shè)置有密封墊。

優(yōu)選的，所述葉輪包括中心豎軸和至少兩個葉片組件；所述中心豎軸的上端可轉(zhuǎn)動地安轉(zhuǎn)在漂浮平臺內(nèi)部的葉輪架座上，并通過傳動輪與發(fā)電機連接，中心軸下部有兩個以上的葉片組件呈一層以上均勻的連接在其外周。

優(yōu)選的，所述葉片組件包括葉片支架和至少一個門頁，所述葉片支架由至少一根橫桿、至少一根立柱和至少一根斜拉桿固定連接而成，所述門頁絞連在葉片支架的一側(cè)，所述門頁工作受力面呈非平面，所述非平面為波浪面、鉅刺面、網(wǎng)格面或蜂窩面，所述門頁的密度與海水密度相同。

優(yōu)選的，所述中心豎軸上套設(shè)有上軸承和下軸承，所述上軸承和下軸承均為錐型軸承。

優(yōu)選的，所述錨鏈為不銹鋼材料制成的鏈或繩，所述錨鏈兩端有拉鉤分別與錨樁和分流器緊扣。

優(yōu)選的，所述錨樁為不銹鋼錨樁，所述錨樁用膨脹螺釘機制固定于海底巖床中，上端有扣環(huán)與錨鏈相連。

本發(fā)明具有如下優(yōu)點：本發(fā)明的門閘式水能動力葉輪浮筒發(fā)電平臺通過連接架將發(fā)電平臺與分流器連接在一起，分流器減小了葉輪的旋轉(zhuǎn)阻力，被分流器改變流向的海水帶動葉輪轉(zhuǎn)動，再通過葉輪帶動發(fā)電機發(fā)電。本發(fā)明的門閘式水能動力葉輪浮筒發(fā)電平臺具有結(jié)構(gòu)簡單、生產(chǎn)成本低、轉(zhuǎn)換效率高和抗風(fēng)浪能力強的優(yōu)點。

附圖說明

圖1為本發(fā)明門閘式水能動力葉輪浮筒發(fā)電平臺的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明門閘式水能動力葉輪浮筒發(fā)電平臺的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明發(fā)電平臺的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為本發(fā)明實施例2中門閘式水能動力葉輪浮筒發(fā)電平臺的俯視結(jié)構(gòu)圖。

具體實施方式

以下實施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。

實施例1

如圖1和2所示，該門閘式水能動力葉輪浮筒發(fā)電平臺包括連接架1、分流器3、發(fā)電平臺2、錨樁6和錨鏈7。本發(fā)明的門閘式水能動力葉輪浮筒發(fā)電平臺2通過連接架1將發(fā)電平臺2與分流器3連接在一起，分流器3減小了葉輪21的旋轉(zhuǎn)阻力，利用被分流器3改變流向的海水帶動葉輪21轉(zhuǎn)動，再通過葉輪帶動發(fā)電機217發(fā)電。本發(fā)明的門閘式水能動力葉輪浮筒發(fā)電平臺2具有結(jié)構(gòu)簡單、生產(chǎn)成本低、轉(zhuǎn)換效率高和抗風(fēng)浪能力強的優(yōu)點。

連接架1用于將分流器3與第一發(fā)電平臺5和第二發(fā)電平臺6固定連接在一起。在本實施例中，連接架1為三根連接管11首尾相連組成的三角形連接架1，分流器3連接在連接架1的一個角上，第一發(fā)電平臺5和第二發(fā)電平臺6分別連接在連接架1的其他兩個角上。通過將連接架1設(shè)計成三角形提高了連接架1的結(jié)構(gòu)強度，使得連接架1具有更強的抗風(fēng)浪能力。當然，連接架1還可以是梯形和T字形或其他形狀的連接架1。連接管11為實心或空心連接管11，在本實施例中，連接管11為空心連接管，空心連接管既可以自己漂浮在海面還可以為分流器3和發(fā)電平臺2提供浮力，從而減少浮筒4的數(shù)量，降低了門閘式水能動力葉輪浮筒發(fā)電平臺2的生產(chǎn)成本。

分流器3用于改變海水流向，在本實施例中，分流器3包括兩塊導(dǎo)流板31，兩塊導(dǎo)流板31一端連接，另一端分開。兩塊導(dǎo)流板31夾角的大小與葉輪和連接架1尺寸有關(guān)，該夾角的大小根據(jù)實驗結(jié)果取得最優(yōu)值。每塊導(dǎo)流板31通過一根支撐桿32與連接架1連接。兩塊導(dǎo)流板31所在的平面均與海平面垂直。導(dǎo)流板31呈長方形板狀結(jié)構(gòu)，當然導(dǎo)流板31也可以是菱形或其他形狀的導(dǎo)流板31。導(dǎo)流板31的密度與海水密度相等為最佳方案，當然導(dǎo)流板31的密度也可以大于海水密度。分流器3連接在連接架1一個角上，兩塊導(dǎo)流板31的連接端朝著海浪或洋流的方向。連接架1與分流器3的導(dǎo)流板31通過支撐桿32連接。當海水水流遇到導(dǎo)流板31，在與導(dǎo)流板31碰撞后，海水改變了原來的流向，海水順著平行于導(dǎo)流板31的方向流動。

在本實施例中，第一發(fā)電平臺5和第二發(fā)電平臺6分別連接在連接架1左右兩個角上，當然也可以安裝三個、四個或者更多的發(fā)電平臺2。發(fā)電平臺2包括漂浮平臺22和葉輪21。漂浮平臺22漂浮在海面上用于承載葉輪和漂浮平臺22內(nèi)發(fā)電機217，兩個漂浮平臺22分別與連接架1的其他兩個角連接。漂浮平臺22內(nèi)設(shè)置有浮力艙221和發(fā)電機艙222，其中浮力艙221設(shè)置在漂浮平臺22底部。發(fā)電機艙222設(shè)置在浮力艙221的上部，浮力艙221和發(fā)電機艙222通過隔板224分隔呈兩個獨立艙體。發(fā)電機艙222內(nèi)安裝葉輪架座225和發(fā)電機，葉輪架座225安裝在發(fā)電機艙222的中部。為了方便對發(fā)電機艙222內(nèi)的發(fā)電裝置進行維修和保養(yǎng)，發(fā)電機艙222設(shè)置有艙門223，設(shè)備維護人員可通過艙門223進入電機艙內(nèi)。進一步的，為了防止海水進入電機艙內(nèi)腐蝕發(fā)電裝置，艙門223邊緣設(shè)置有密封墊，密封墊由彈性橡膠制成，通過艙門223與門框?qū)γ芊鈮|進行擠壓，密封墊填補了門框與艙門223之間的縫隙，從而達到密封的效果。

每個葉輪21包括中心豎軸211和四個葉片組件218；四個葉片組件218呈一層勻的布置在中心豎軸211下端的外周，當然也可以設(shè)置更多的葉片組件218呈兩層、三層或更多層布置在中心豎軸211下端的外周。葉片組件218包括葉片支架213和四個門頁212，葉片支架213與中心豎軸211的下端連接，葉片支架213包括上橫桿2131、下橫桿2132和多個立柱2133，立柱2133間隔連接在上橫桿2131和下橫桿2132之間從而構(gòu)成多個支架框單元，在本實施例中，立柱2133垂直于上橫桿2131，下橫桿2132與上橫桿2131不行平，從而構(gòu)成了直角梯形的支架框。當然，支架框的形狀也可以為三角形、長方形或其他形狀，具體根據(jù)需要進行確定。為了加強葉片支架213的結(jié)構(gòu)強度，在下橫桿2132和上橫桿2131之間還設(shè)置有交叉連接的斜拉桿2134。門頁212的外端豎邊鉸接在葉片支架213上，由于門頁212的尺寸大于支架框的尺寸，門頁212只能在支架框一側(cè)轉(zhuǎn)動，不會出現(xiàn)門頁212轉(zhuǎn)動至支架框的另一側(cè)，從而使得門頁212在順著海水流向時關(guān)閉，在逆著海水流向時打開。門頁212的密度與海水的密度相等，當然門頁212的密度也可以大于海水的密度。在本實施例中，門頁212的形狀為板狀，當然也可是槽形、盆形或瓢形等。門頁工作受力面呈波浪面，當然還可以是鉅刺面、網(wǎng)格面、或蜂窩面。

如圖3所示，中心豎軸211的上端貫穿浮力艙221后轉(zhuǎn)動地安裝在葉輪架座225上，中心豎軸211的上端面上安裝有傳動齒輪216，傳動齒輪216為螺旋傘齒輪，當然也可以是其他形狀的齒輪。傳動齒輪216與安轉(zhuǎn)在發(fā)電機217轉(zhuǎn)子上的從動齒輪嚙合。當中心豎軸211轉(zhuǎn)動時，通過傳動齒輪216帶動從動齒輪轉(zhuǎn)動進而帶動發(fā)電機217發(fā)電。中心豎軸211上分別套設(shè)有上軸承214和下軸承215，上軸承214和下軸承215均為錐型軸承，上軸承214的外圈卡在葉輪架座上，上軸承214的內(nèi)圈可隨著中心豎軸211一起轉(zhuǎn)動。下軸承215的外圈固定在隔板224中部，下軸承215的內(nèi)圈可隨著中心豎軸211一起轉(zhuǎn)動。在本實施例中，為了避免第一發(fā)電平臺5和第二發(fā)電平臺6的葉輪21在旋轉(zhuǎn)時互相碰撞，第一發(fā)電平臺5的中心豎軸211比第二發(fā)電平臺6的中心豎軸211長。當然，如果葉片支架213在中心豎軸211上呈多層設(shè)置時，可將左右兩根中心豎軸211上的葉片支架213間隔設(shè)置且相互處于不同的深度，同樣也可以避免第一發(fā)電平臺5和第二發(fā)電平臺6的葉輪21在旋轉(zhuǎn)時互相碰撞。

錨樁6為不銹鋼或高強度復(fù)合防腐材料制成，錨樁6的下端用膨脹螺釘固定于海底巖床中，錨樁6的上端扣環(huán)。錨鏈7為不銹鋼或高強度復(fù)合防腐材料制成的鏈或繩，錨鏈7的兩端均有拉鉤，錨鏈7的一端通過拉扣連接在兩塊導(dǎo)流板31相互連接的一端，錨鏈7的另一端通過拉扣與錨樁6上端的扣環(huán)扣合。

進一步的，為了能將中心豎軸211固定的更加穩(wěn)固，在本實施例中，將連接管11與漂浮平臺22的連接端延伸至漂浮平臺22內(nèi)部，中心豎軸211穿過延伸至漂浮平臺22內(nèi)部連接管11，將延伸進漂浮平臺22內(nèi)的連接管11作為固定中心豎軸211的骨架，從而使得中心豎軸211的轉(zhuǎn)動更加穩(wěn)固。

進一步的，為了可以調(diào)節(jié)分流器3的吃水深度，在本實施例中，連接架1中部安裝有一個浮筒4，浮筒4呈膠囊狀，浮筒4內(nèi)部設(shè)有空腔。通過浮筒4產(chǎn)生的浮力來調(diào)節(jié)分流器3的吃水深度。當然也可以根據(jù)需要在連接架1不同位置安裝更多的浮筒4。

本發(fā)明的使用原理及方法，使用時用將錨鏈7的一端連接在兩塊導(dǎo)流板31相互連接的一端，錨鏈7的一端的另一端連接在錨樁6上，使得分流器3的尖端迎著海水流向。由于分流器3的截面呈三角形，當海水水流與導(dǎo)流板31相互碰撞后，海水水流被迫改變流向。海水只能沿著平行于導(dǎo)流板31的方向流動，同時在兩塊導(dǎo)流板31的后方形成一個海水水流相對緩慢的緩流區(qū)，減少了葉輪21逆水面的旋轉(zhuǎn)阻力。第一發(fā)電平臺5左側(cè)的門頁212在海水的推動下發(fā)生旋轉(zhuǎn)，由于門頁212的尺寸大于支架框的尺寸，門頁212只能靠緊支架框，此時該門頁212受到海水的推力較大。第一發(fā)電平臺5右側(cè)門頁212則在海水的推動下，門頁212所在平面與水流的方向基本平行，此時該門頁212受到海水的推力較小，由于第一發(fā)電平臺5的葉輪21左右受力不均勻，葉輪21朝著逆時鐘旋轉(zhuǎn)。第一發(fā)電平臺5葉輪21的轉(zhuǎn)動帶動了第一發(fā)電平臺5漂浮平臺內(nèi)的發(fā)電機217開始發(fā)電。同理，第二發(fā)電平臺6的葉輪21在海水的推動下順時鐘旋轉(zhuǎn)，并帶動了第二電平臺漂浮平臺內(nèi)的發(fā)電機217開始發(fā)電。發(fā)電平臺22下部有電纜插孔將電纜引出，經(jīng)連接架1至錨鏈7至錨樁6以至引往匯流站，將電流輸出。

實施例2

以上述實施例1為基礎(chǔ)，提出實施例2。

如圖4所示，與實施例1的不同之處在于，本實施例中將連接架1由三角形連接架1換成T字型連接架1，結(jié)構(gòu)更加簡單，制造成本更低。由于本實施例中門閘式水能動力葉輪浮筒發(fā)電平臺的其他結(jié)構(gòu)與實施例1中門閘式水能動力葉輪浮筒發(fā)電平臺的結(jié)構(gòu)相同，運行方式也相同，因此不再贅述。

雖然，上文中已經(jīng)用一般性說明及具體實施例對本發(fā)明作了詳盡的描述，但在本發(fā)明基礎(chǔ)上，可以對之做一些修改或改進，這對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見的。因此，在不偏離本發(fā)明精神的基礎(chǔ)上所做的這些修改或改進，均屬于本發(fā)明要求保護的范圍。