[实用新型]一种鱼尾形水翼潮流能发电装置

说明书

本实用新型提供一种鱼尾形水翼潮流能发电装置，包括水翼、摇臂、发电机、拉绳和固定支架，摇臂一端通过销轴与水翼铰接，另一端通过增速器与发电机的转轴传动连接，发电机和增速器均安装在固定支架上，固定支架顶部设有可自由旋转的第一槽轮、第二槽轮和第三槽轮，第二槽轮通过增速器与发电机的转轴传动连接，拉绳一端与水翼一侧连接，拉绳另一端依次缠绕第一槽轮、第二槽轮和第三槽轮后与水翼另一侧连接。在随机流向的潮流作用下，利用水翼和摇臂的摆动实现对流场能量采集，从而驱动发电机转轴正反旋转进行发电。本实用新型具有结构简单、制作成本低和无需人为干预等优点，符合低碳环保的机械设计理念，经济效果十分显著，具有推广应用的前景。

技术领域

本实用新型涉及潮流能发电技术领域，具体涉及一种鱼尾形水翼潮流能发电装置。

背景技术

传统的潮流能采集设备为带有旋转叶轮的水轮机，不仅叶尖高速旋转，会产生较大噪声，而且叶轮体积庞大，不适宜应用在水流较浅和空间较小的水域，并且转动的叶轮及其造成的噪声还会对海洋生物造成负面影响。

海洋中的潮流能的流向具有不确定性，而自然界中海洋生物如海豚、金枪鱼通过控制鳍的摆动可以有效采集流场中的能量，以此实现高效的游动。受此启发，发明一种新型环境友好型水翼潮流能发电装置，有效实现对潮流能的采集，空间和地域适应性强，并且可以消除旋转叶轮对坏境的负面影响。

根据水翼驱动方式的不同可以分成全主动型、半主动型和全被动型振荡水翼。全主动型水翼的沉浮和俯仰运动都受到人为的控制，常用于实验研究。现有的工程开发都是以半主动型水翼为主，而半主动型水翼结构需要专用的电机驱动水翼的俯仰运动，这种半主动的设计严重地削减了振荡水翼吸能机构结构简单、建造成本低的优势，如何设计出性能优越的全被动型水翼成为关键。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种鱼尾形水翼潮流能发电装置，利用尾翼摆动实现流场能量采集，具有占地空间小、噪声低、环境友好等优点，且运行过程中不需要人为控制。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：一种鱼尾形水翼潮流能发电装置，包括水翼、摇臂、发电机、拉绳和固定支架，摇臂一端通过销轴与水翼铰接，摇臂另一端通过增速器与发电机的转轴传动连接，发电机和增速器均安装在固定支架上，固定支架顶部设有可自由旋转的第一槽轮、第二槽轮和第三槽轮，第二槽轮通过增速器与发电机的转轴传动连接，拉绳一端与水翼一侧连接，拉绳另一端依次缠绕第一槽轮、第二槽轮和第三槽轮后与水翼另一侧连接，在水翼左右摆动时，拉绳能驱动第二槽轮带动发电机的转轴正反旋转。

优选的方案中，所述增速器包括输入轴、输出轴和两个啮合的锥齿轮，输入轴通过锥齿轮与输出轴传动连接，输入轴通过轴承安装在固定支架上，输入轴分别与摇臂和第二槽轮连接，输出轴与发电机的转轴传动连接。

优选的方案中，所述水翼为鱼尾形，以减少其在水流中的阻力。

优选的方案中，所述水翼两侧设有用于与拉绳连接的拉环。

优选的方案中，所述发电机内置于密封壳体中，密封壳体焊接在固定支架上。

优选的方案中，所述拉绳采用钢丝绳或碳纤维材料制成。

优选的方案中，所述固定支架下部设有三个支桩，以平稳固定在海床或河床上。

优选的方案中，所述第二槽轮的绕绳方向为逆时针方向，以确保水翼与摇臂转向一致。

优选的方案中，所述发电机为恒磁直流电机，既可以将机械能转化为电能，又可以将电能转化为机械能。

本实用新型提供一种鱼尾形水翼潮流能发电装置，采用上述结构具有以下有益效果：

1）从仿生学角度模拟鱼尾结构特征，设计成鱼尾形采集翼板，不仅可减小水中的阻力，还可以提高装置对较浅水域的适应能力，从而有效提高采集能量；