[发明专利]带勺形水斗的洋流发电装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种发电装置。具体说，是利用水流（特别是洋流）进行发电的带有勺形水斗的洋流发电机。

背景技术

众所周知，地球的表面被大面积的海洋所覆盖，而在风力和其它动力的推动下，海水长年循着一定的路线周而复始的运动着，这就形成了洋流，洋流的规模要远远大于陆地上江河湖泊中的河流，它是一种取之不尽、用之不竭的绿色环保资源。

近些年来，为了减少地球能源的过渡开发和利用，世界各国都比较重视利用绿色环保资源来进行发电，这其中就包括洋流发电。传统的洋流发电机包括水轮机和发电机，水轮机的转轴与发电机的输入轴相连，整个洋流发电机需要通过立柱和横臂固定在海底。运行时，由洋流推动水轮机旋转，再由水轮机带动发电机工作，从而进行发电。虽然利用这种洋流发电机可以发电，但由于洋流的流速较慢，通常在1米/秒以下，功率密度小，要想提高单机的发电量，就必须将水轮机的叶片做得非常大。这样，用来支撑洋流发电机的立柱也要粗大，而在海底设置立柱，须先在海底打桩后才能安装立柱，这就使得施工难度增加，制造成本上升。而且，由于受到海洋生态系统的影响和水轮机强度的限制，水轮机的叶片尺寸不能无限制的增加，即便将其尺寸做的非常大，也只能将洋流1米/秒流速所携带的动能进行简单的转换，从而产生电能，这种发电量非常有限，无法实现大功率的要求。

发明内容

本发明要解决的问题是提供一种带勺形水斗的洋流发电装置。将该发电装置安装在洋流发电系统中，不仅可降低制造成本，而且其发电量较高，能够达到大功率的要求。

为解决上述问题，采取以下技术方案：

本发明的带勺形水斗的洋流发电装置的特点是包括聚流管道、水轮机管道和尾流管道，聚流管道和尾流管道均为斗状，它们口径较小的一端分别于水轮机管道的两端相连接，聚流管道口径较大的一端为洋流入口，尾流管道口径较大的一端为尾流出口。所述水轮机管道上有水轮机和发电机，发电机的输入轴与水轮机的转轴间通过变速箱相连。所述水轮机含有横向布置的筒状外壳，该筒状外壳呈封闭状，转轴位于筒状外壳的轴线上，转轴上沿周向均布有多排勺形水斗，每排勺形水斗均沿转轴轴向排布。所述筒状外壳的下侧加工有贯通其长度的开口，水轮机管道上壁上有开口，筒状外壳的开口四周与水轮机管道的开口四周间呈密封固定连接，使得勺形水斗通过该开口伸入水轮机管道内并使水轮机的转轴与水轮机管道的纵向相垂直。

本发明的进一步改进方案是所述水轮机至少有两个，它们沿水轮机管道纵向排布。采用多级水轮机串联的方式，可对做功后的洋流尾流进行再利用，使其再次对后一级的水轮机做功，将其所携带的动能进一步转化为电能，从而实现洋流动能的充分利用。

本发明的进一步改进方案是所述水轮机管道至少有两个，它们的一端呈并排状连接在聚流管道口径较小的一端，它们的另一端均连接有尾流管道。所述至少两个水轮机管道上均连接有水轮机。多水轮机管道设置，可进一步缩小每个水轮机管道内的横截面积，减少乱流现象的发生，且可以仅在相邻两个水轮机管道上对应的水轮机间连接一个发电机，从而使得该发电装置沿纵向中心线左右对称，确保装置的平衡性。

本发明的进一步改进方案是所述水轮机管道与聚流管道连接的一端设有阀门，该阀门上有液压装置，通过该液压装置可控制阀门的开合。利用该阀门控制进入水轮机管道内的洋流，即可控制发电机的启闭，避免无输出状态时的发电机空转，从而增加发电机的使用寿命。

本发明的更进一步改进方案是所述聚流管道的洋流入口端有滤网。通过该滤网可拦截海洋生物或其它物质进入聚流管道内，从而避免水轮机管道的堵塞或损坏，在不影响海洋生态系统的同时，增加了装置的使用寿命。

采取上述方案，具有以下优点：

由于本发明的带勺形水斗的洋流发电装置的聚流管道为斗状，其洋流入口端的口径大于另一端，因此，当洋流进入聚流管道后，其流动截面不断缩小，即利用狭管效应将进入该管道的洋流自身巨大的静压强所具有的势能转换成洋流的动能，从而增加洋流的流速，极大的提升了洋流动能的功率密度。如果洋流入口处的横截面面积是聚流管道与水轮机管道连接端横截面面积的10倍的话，那么洋流在流动过程中，其流动速度将增加至原来的10倍，由于功率密度与速度的三次方成正比，即功率密度增加至原来的1000倍，在面积缩小到1/10之一的情况下，总功率增加至洋流入口处的100倍，从而大大提高了装置的发电量，其可满足大功率的设计要求。与此同时，利用增加洋流流速的方式来提高发电量，可缩小水轮机尺寸，进而缩小发电装置整体的体积，从而可大大降低制造成本。

附图说明