[实用新型]基于潮流切变线特性的垂直轴潮流能发电装置

说明书

技术领域

本实用新型专利涉及新能源开发及利用工程技术领域，特别是一种基于潮流切变线特性的垂直轴潮流能发电装置。

背景技术

随着经济的不断发展，能源需求不断增大，不可再生能源大量被消耗，从而产生一系列的能源危机，加之环境不断的恶化，开发新型、可再生的能源成为世界各国当前必须解决的问题。地球上陆地面积占全球面积的30％左右，而海洋面积占到全球面积的70％之多，海洋中不仅蕴藏着丰富的天然气、石油等大量的不可再生资源，更储藏着潮汐能、潮流能、波浪能等绿色环保的海洋能源。潮流水轮机技术最为成熟，应用最为广泛，目前世界上最接近商业化和实现工程化的潮流能开发项目都采用水轮机作为换能装置。潮流水轮机主要分为水平轴水轮机与垂直轴水轮机两种。其中垂直轴潮流能发电装置不受来流方向的限制，可以在任何方向捕获潮流能，但是其获能系数较低，自启动也较为困难。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种自启动快速、能效高的垂直轴潮流发电装置。将其置于岬角、岛礁区等复杂的水域，基于潮流切变线特性，将潮流能转化为电能输出，供码头、港口等使用。

为解决上述的技术问题，本实用新型提供了一种基于潮流切变线特性的垂直轴潮流能发电装置，包括

固定基座，所述的固定基座是由底座、导流罩、平台所组成，所述的平台位于底座的正上方，所述的导流罩设置在底座与平台之间，所述的导流罩的侧壁上分别开设有进口和出口，

能量吸收系统，所述的能量吸收系统包括叶片组件和主轴，所述的主轴安装在导流罩内，所述的叶片组件套装在主轴上，所述的进口和出口正对着叶片组件，

能量转换系统，所述的能量转换系统安装在平台的上方，所述的能量转换系统与主轴相连，

电力输出系统，所述的电力输出系统安装在平台的上方，所述的电力输出系统与能量转换系统相连，

辅助系统，所述的辅助系统包括控制器、转速传感器、直流蓄电池和密封罩，所述的所述的密封罩固定安装在平台的顶部，所述的控制器和直流蓄电池安装在密封罩内，所述的转速传感器安装在主轴上并与控制器电连接，所述的控制器和直流蓄电池与能量转换系统电连接。

进一步：所述的能量转换系统包括主联轴器、离合器、液压泵、单向阀、油箱、蓄能器、电磁溢流阀、压力继电器、电磁换向阀、液压马达和液压管路，所述的主轴通过主联轴器和离合器与液压泵相连，所述的液压管路是由进油管、第一出油管和第二出油管所组成，所述的液压泵分别通过进油管、第一出油管和第二出油管与油箱相连，所述的单向阀、蓄能器、电磁换向阀和液压马达依次安装在第一出油管上，所述的电磁溢流阀安装在第二出油管上，所述的压力继电器安装在蓄能器与第一出油管之间，所述的控制器分别与压力继电器、电磁溢流阀、电磁换向阀和离合器电连接，所述直流蓄电池通过电线为压力继电器、电磁溢流阀和电磁换向阀供电。

又进一步：所述的电力输出系统包括次联轴器和发电机，所述的液压马达通过次联轴器与发电机相连，驱动发电机工作。

又进一步：所述的叶片组件均为高分子材料制成，所述叶片组件包括叶片和叶片套，通过热胀冷缩原理将所述叶片套直接套在所述主轴上形成过盈配合，所述叶片套上均匀分布叶片，所述叶片为高分子材料制成的空间曲面结构。

又进一步：所述叶片组件可以是一体成型，也可以通过焊接连接形成。

又进一步：所述的平台为圆柱体板，所述平台下方有圆柱凸台，所述圆柱凸台内部中空，所述圆柱凸台用于固定所述导流罩，所述平台的中心处开设有圆柱孔，所述圆柱孔用于安装主轴。

又进一步：所述的底座上开设有圆环凹槽，所述圆环凹槽用于固定所述导流罩，所述导流罩为圆柱筒结构，所述导流罩分别沿来流和出流方向正负15度的范围内开有2～3个导流槽，所述导流槽外侧宽、内侧窄，形成拉法尔喷口状。

又进一步：所述的导流罩与底座可以是分体式钢结构并通过焊接连接，可以是一体式钢结构并通过铸造成型，还可以是一体式钢筋混凝土结构并通过浇筑成型。

再进一步：所述的电磁换向阀为常开式两位三通电磁换向阀。

采用上述结构后本实用新型利用潮流切变线特性，采集复杂水域的潮流能并把其转换成电能为码头、港口供电，通过使用绿色环保的海洋新能源发电起到了节约不可再生资源的作用；并且本设计还具有结构简单、易于制造和实用高效的优点。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。