專利名稱：三輪高效伸縮折疊式橫軸潮流能發(fā)電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種三輪高效伸縮折疊式橫軸潮流能發(fā)電裝置，其屬于利用潮流能發(fā) 電的技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
海洋能作為一種清潔、可再生的能源，不僅資源豐富，而且對(duì)環(huán)境的影響甚微。當(dāng) 前，全球可再生的海洋能資源，理論總量達(dá)766000GW，開發(fā)前景非?？捎^。我國擁有綿長的 海岸線和廣闊的海域面積，海洋能儲(chǔ)量豐富，可開發(fā)的海洋能資源包括潮流能、潮汐能和 波浪能等，其中，潮流能理論平均功率為13940MW。潮流能由于可預(yù)測(cè)性強(qiáng)，在穩(wěn)定提供電力 方面比波浪能有更大的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)與潮汐能的利用相比，潮流能并不需要很大范圍的改變 自然環(huán)境，因此成為當(dāng)前的海洋能焦點(diǎn)。我國的潮流能資源豐富，全國共130個(gè)水道，在舟 山群島各島之間的水道是我國潮流最大的海域，如西堠門水道、冊(cè)子水道、金塘水道、秀山 水道、龜山水道等，潮流速度可達(dá)4. Om/s;自江蘇斗龍港向南，經(jīng)長江口、浙江、福建沿海潮 流也有1. 5-3. Om/s ；渤海海峽北側(cè)老鐵山水道達(dá)3. Om/s ；瓊州海峽2. 0-2. 5m/s ；黃海沿岸 的齋堂島水道2. Om/s ο現(xiàn)有的潮流能發(fā)電裝置高昂的運(yùn)輸與安裝成本占總成本的30%，成為阻礙潮流 能發(fā)電的最大障礙。目前國內(nèi)外尚未有發(fā)電裝置利用伸縮和折疊方式，降低潮流能水輪機(jī) 運(yùn)輸與安裝成本。浙江大學(xué)提出實(shí)用新型專利《一種伸縮漿海流能發(fā)電裝置》(申請(qǐng)?zhí)?200620105769. 0)和發(fā)明專利《伸縮漿海流能發(fā)電裝置》(申請(qǐng)?zhí)?00610052522. 1)利用伸 縮結(jié)構(gòu)減小來流對(duì)水輪機(jī)沖擊的阻力，著重于提高性能。哈爾濱工程大學(xué)的發(fā)明專利《用于潮流能轉(zhuǎn)換的直葉式自適應(yīng)變螺距水輪機(jī)》(申 請(qǐng)?zhí)?2003106918. 5)利用彈簧機(jī)構(gòu)代替擺線式達(dá)到自動(dòng)調(diào)整螺距的功能，提高性能價(jià)格 比。中國海洋大學(xué)《自適應(yīng)柔性葉片轉(zhuǎn)子》(申請(qǐng)?zhí)?200710181399. 8)和《柔性葉片轉(zhuǎn)子支 撐裝置》(申請(qǐng)?zhí)?00810249880. 0)通過使用柔性葉片轉(zhuǎn)子，產(chǎn)生比剛性葉片更大的轉(zhuǎn)矩， 提高水輪機(jī)換能效率。天津大學(xué)的《自調(diào)節(jié)海流能發(fā)電裝置》(申請(qǐng)?zhí)?200610129897. 3)利 用感應(yīng)器對(duì)海流的大小和方向自動(dòng)調(diào)整葉片的角度和深度，優(yōu)化兩個(gè)橫軸水輪機(jī)的性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種三輪高效伸縮折疊式橫軸潮流能發(fā)電裝置，它針對(duì)背景 技術(shù)中存在的問題，采用多個(gè)可伸縮折疊結(jié)構(gòu)的水輪機(jī)組，提高單個(gè)發(fā)電裝置的發(fā)電效率， 克服運(yùn)輸與海底安裝要消耗大量的人力和物力的不足，通過有效的伸縮折疊縮小整個(gè)裝置 的體積，方便運(yùn)輸，避免各個(gè)部件之間的拆裝減少海底安裝成本。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種三輪高效伸縮折疊式橫軸潮流能發(fā)電裝置，水輪機(jī)的 葉輪經(jīng)連桿和增速齒輪箱連接到發(fā)電機(jī)，潮流能轉(zhuǎn)動(dòng)葉輪驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電；在連接體的兩 側(cè)各設(shè)有一個(gè)伸縮折疊式橫臂，在橫臂的端部各連接一個(gè)轉(zhuǎn)向節(jié)，所述發(fā)電機(jī)和增速齒輪 箱固定在轉(zhuǎn)向節(jié)的一側(cè)，小葉輪經(jīng)伸縮折疊式連桿與增速齒輪箱連接，在這二個(gè)轉(zhuǎn)向節(jié)的下方各設(shè)有一個(gè)保證潮流方向正對(duì)葉輪的方向舵；在連接體的頂部設(shè)有另一個(gè)轉(zhuǎn)向節(jié)，所 述發(fā)電機(jī)和增速齒輪箱固定在該轉(zhuǎn)向節(jié)的一側(cè)，大葉輪經(jīng)伸縮折疊式連桿與增速齒輪箱連 接；所述連接體與伸縮折疊式支柱之間設(shè)有一個(gè)推力軸承，支柱用地腳螺栓固定在海床的 水泥基礎(chǔ)上；所述小葉輪和大葉輪采用周向均勻布置的2 4個(gè)葉片，每個(gè)葉片的根部設(shè)有 葉片折疊銷，所述橫臂、連桿和支柱采用鎖緊機(jī)構(gòu)鎖緊的具有2 5節(jié)的伸縮折疊式結(jié)構(gòu)。所述橫臂采用鎖緊機(jī)構(gòu)鎖緊的具有2節(jié)的伸縮折疊式結(jié)構(gòu)，松開鎖緊機(jī)構(gòu)，把1節(jié) 橫臂推入2節(jié)橫臂中。所述連桿采用鎖緊機(jī)構(gòu)鎖緊的具有3節(jié)的伸縮折疊式結(jié)構(gòu)，松開鎖緊機(jī)構(gòu)，把1節(jié) 連桿推入2節(jié)連桿中，2節(jié)連桿推入3節(jié)連桿中。所述支柱采用鎖緊機(jī)構(gòu)鎖緊的具有3節(jié)的伸縮折疊式結(jié)構(gòu)，松開鎖緊機(jī)構(gòu)，把1節(jié) 支柱推入2節(jié)支柱中，2節(jié)支柱推入3節(jié)支柱中。所述轉(zhuǎn)向節(jié)采用小葉輪及連桿構(gòu)成的總成或大葉輪及連桿構(gòu)成的總成向上轉(zhuǎn)動(dòng) 90度角的結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的有益效果是這種三輪高效伸縮折疊式橫軸潮流能發(fā)電裝置在連接體的 兩側(cè)經(jīng)伸縮折疊式橫臂各連接一個(gè)轉(zhuǎn)向節(jié)，發(fā)電機(jī)和增速齒輪箱固定在轉(zhuǎn)向節(jié)的一側(cè)，小 葉輪經(jīng)伸縮折疊式連桿與增速齒輪箱連接，在這二個(gè)轉(zhuǎn)向節(jié)的下方各設(shè)有一個(gè)保證潮流方 向正對(duì)葉輪的方向舵。在連接體的頂部設(shè)有另一個(gè)轉(zhuǎn)向節(jié)，發(fā)電機(jī)和增速齒輪箱固定在該 轉(zhuǎn)向節(jié)的一側(cè)，大葉輪經(jīng)伸縮折疊式連桿與增速齒輪箱連接。該潮流能發(fā)電裝置同時(shí)有三 個(gè)水輪機(jī)組發(fā)電，提高了單個(gè)發(fā)電裝置的發(fā)電效率，橫臂的伸縮能控制大葉輪的來流總量 和速度，由于主要部件均采用伸縮折疊式結(jié)構(gòu)，通過有效的伸縮折疊，縮小了整個(gè)裝置的體 積，方便運(yùn)輸，避免各個(gè)部件之間的拆裝，減少了海底安裝成本至原來的50%以上，延長水 輪機(jī)壽命5年以上。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。圖1是一種三輪高效伸縮折疊式橫軸潮流能發(fā)電裝置的結(jié)構(gòu)和工作狀態(tài)圖。圖2是圖1的俯視圖。圖3是圖1的右視圖。圖4是一種三輪高效伸縮折疊式橫軸潮流能發(fā)電裝置經(jīng)折疊后的狀態(tài)圖。圖中1、小葉輪，la、小葉片折疊銷，2、大葉輪，2a、大葉片折疊銷，3、轉(zhuǎn)向節(jié)，4、橫 臂，4a、l節(jié)橫臂，4b、2節(jié)橫臂，5、連桿，5a、l節(jié)連桿，5b、2節(jié)連桿，5c、3節(jié)連桿，6、支柱，6a、 1節(jié)支柱，6b、2節(jié)支柱，6c、3節(jié)支柱，7、鎖緊機(jī)構(gòu)，8、推力軸承，8a、端蓋，9、連接體，10、方向 舵，11、發(fā)電機(jī)推力軸承，12、增速齒輪箱，13、地腳螺栓，14、水泥基礎(chǔ)。
具體實(shí)施例方式圖1、2、3示出了一種三輪高效伸縮折疊式橫軸潮流能發(fā)電裝置。圖中，二個(gè)小葉 輪1和一個(gè)大葉輪2經(jīng)各自的連桿5和增速齒輪箱12連接到各自的發(fā)電機(jī)11，潮流能轉(zhuǎn) 動(dòng)葉輪驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)11發(fā)電。在連接體9的兩側(cè)各固定連接一個(gè)伸縮折疊式橫臂4，橫臂4 采用鎖緊機(jī)構(gòu)7鎖緊的具有2節(jié)的伸縮折疊式結(jié)構(gòu)，松開鎖緊機(jī)構(gòu)7，把1節(jié)橫臂4a推入2
4節(jié)橫臂4b中。在橫臂4的端部各連接一個(gè)轉(zhuǎn)向節(jié)3，發(fā)電機(jī)11和增速齒輪箱12固定在轉(zhuǎn) 向節(jié)3的一側(cè)，小葉輪1經(jīng)伸縮折疊式連桿5與增速齒輪箱12連接，在這二個(gè)轉(zhuǎn)向節(jié)3的 下方各設(shè)有一個(gè)保證潮流方向正對(duì)葉輪的方向舵10。在連接體9的頂部固定連接另一個(gè) 轉(zhuǎn)向節(jié)3，發(fā)電機(jī)11和增速齒輪箱12固定在該轉(zhuǎn)向節(jié)3的一側(cè)，大葉輪2經(jīng)伸縮折疊式連 桿5與增速齒輪箱12連接。連接體9與伸縮折疊式支柱6之間設(shè)有一個(gè)推力軸承8，使推 力軸承8的上部構(gòu)件(即三個(gè)發(fā)電裝置)借助方向舵10能隨潮流的方向調(diào)節(jié)到最佳發(fā)電 位置。支柱6采用鎖緊機(jī)構(gòu)7鎖緊的具有3節(jié)的伸縮折疊式結(jié)構(gòu)，松開鎖緊機(jī)構(gòu)7，把1節(jié) 支柱6a推入2節(jié)支柱6b中，2節(jié)支柱6b推入3節(jié)支柱6c中。支柱6用地腳螺栓13固定 在海床的水泥基礎(chǔ)14上。小葉輪1和大葉輪2采用周向均布的2個(gè)葉片，小葉輪1的葉片 根部設(shè)有小葉片折疊銷la，大葉輪2的葉片根部設(shè)有大葉片折疊銷2a。轉(zhuǎn)向節(jié)3采用小葉 輪1及連桿5構(gòu)成的總成或大葉輪2及連桿5構(gòu)成的總成向上轉(zhuǎn)動(dòng)90度角的結(jié)構(gòu)。連桿 5采用鎖緊機(jī)構(gòu)7鎖緊的具有3節(jié)的伸縮折疊式結(jié)構(gòu)，松開鎖緊機(jī)構(gòu)7，把1節(jié)連桿5a推入 2節(jié)連桿5b中，2節(jié)連桿5b推入3節(jié)連桿5c中。上述的推力軸承8設(shè)置在連接體9內(nèi)，推力軸承8的上軸承板與連接體9為靜配 合固定連接，下軸承板與支柱6中的1節(jié)支柱6a的頭部為靜配合固定連接，并設(shè)置有防脫 落的彈性卡環(huán)，還設(shè)有起保護(hù)作用的端蓋8a。因此，安裝在推力軸承8上的三個(gè)水輪機(jī)組可 以在支柱6上作適當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)。圖4示出了 一種三輪高效伸縮折疊式橫軸潮流能發(fā)電裝置經(jīng)折疊后的狀態(tài)圖。該 能發(fā)電裝置在運(yùn)送前，先將小葉輪1和大葉輪2的葉片折疊，橫臂4、連桿5和支柱6收縮到 最短，再將小葉輪1及連桿5構(gòu)成的總成和大葉輪2及連桿5構(gòu)成的總成在轉(zhuǎn)向節(jié)3處向 上轉(zhuǎn)動(dòng)90度角，然后包裝運(yùn)輸。這樣能有效的防止運(yùn)輸過程中葉輪總成出現(xiàn)碰撞損壞的情 況。運(yùn)輸完成后，進(jìn)行海底固定安裝。最后把支柱6、連桿5和橫臂4向外拉伸，再伸展小葉 輪1和大葉輪2的葉片。上述的技術(shù)方案利用三輪高效伸縮折疊式橫軸潮流能發(fā)電裝置，同時(shí)有三個(gè)水輪 機(jī)組發(fā)電，提高了單個(gè)發(fā)電裝置的發(fā)電效率，由于主要部件均采用伸縮折疊式結(jié)構(gòu)，減少了 水下施工時(shí)間，提高了水下施工的安裝質(zhì)量，使運(yùn)輸與安裝成本降低。在人力方面降低了施 工人員的技術(shù)門檻，只需要對(duì)普通工人進(jìn)行簡單的培訓(xùn)即可工作。
權(quán)利要求
一種三輪高效伸縮折疊式橫軸潮流能發(fā)電裝置，水輪機(jī)的葉輪經(jīng)連桿(5)和增速齒輪箱(12)連接到發(fā)電機(jī)(11)，潮流能轉(zhuǎn)動(dòng)葉輪驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)(11)發(fā)電；其特征在于在連接體(9)的兩側(cè)各設(shè)有一個(gè)伸縮折疊式橫臂(4)，在橫臂(4)的端部各連接一個(gè)轉(zhuǎn)向節(jié)(3)，所述發(fā)電機(jī)(11)和增速齒輪箱(12)固定在轉(zhuǎn)向節(jié)(3)的一側(cè)，小葉輪(1)經(jīng)伸縮折疊式連桿(5)與增速齒輪箱(12)連接，在這二個(gè)轉(zhuǎn)向節(jié)(3)的下方各設(shè)有一個(gè)保證潮流方向正對(duì)葉輪的方向舵(10)；在連接體(9)的頂部設(shè)有另一個(gè)轉(zhuǎn)向節(jié)(3)，所述發(fā)電機(jī)(11)和增速齒輪箱(12)固定在該轉(zhuǎn)向節(jié)(3)的一側(cè)，大葉輪(2)經(jīng)伸縮折疊式連桿(5)與增速齒輪箱(12)連接；所述連接體(9)與伸縮折疊式支柱(6)之間設(shè)有一個(gè)推力軸承(8)，支柱(6)用地腳螺栓(13)固定在海床的水泥基礎(chǔ)(14)上；所述小葉輪(1)和大葉輪(2)采用周向均勻布置的2～4個(gè)葉片，每個(gè)葉片的根部設(shè)有葉片折疊銷，所述橫臂(4)、連桿(5)和支柱(6)采用鎖緊機(jī)構(gòu)(7)鎖緊的具有2～5節(jié)的伸縮折疊式結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三輪高效伸縮折疊式橫軸潮流能發(fā)電裝置，其特征在于所 述橫臂(4)采用鎖緊機(jī)構(gòu)(7)鎖緊的具有2節(jié)的伸縮折疊式結(jié)構(gòu)，松開鎖緊機(jī)構(gòu)(7)，把1 節(jié)橫臂(4a)推入2節(jié)橫臂(4b)中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三輪高效伸縮折疊式橫軸潮流能發(fā)電裝置，其特征在于所 述連桿(5)采用鎖緊機(jī)構(gòu)(7)鎖緊的具有3節(jié)的伸縮折疊式結(jié)構(gòu)，松開鎖緊機(jī)構(gòu)(7)，把1 節(jié)連桿(5a)推入2節(jié)連桿(5b)中，2節(jié)連桿(5b)推入3節(jié)連桿(5c)中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三輪高效伸縮折疊式橫軸潮流能發(fā)電裝置，其特征在于所 述支柱(6)采用鎖緊機(jī)構(gòu)(7)鎖緊的具有3節(jié)的伸縮折疊式結(jié)構(gòu)，松開鎖緊機(jī)構(gòu)(7)，把1 節(jié)支柱(6a)推入2節(jié)支柱(6b)中，2節(jié)支柱(6b)推入3節(jié)支柱(6c)中。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三輪高效伸縮折疊式橫軸潮流能發(fā)電裝置，其特征在于所 述轉(zhuǎn)向節(jié)(3)采用小葉輪(1)及連桿(5)構(gòu)成的總成或大葉輪(2)及連桿(5)構(gòu)成的總成 向上轉(zhuǎn)動(dòng)90度角的結(jié)構(gòu)。
全文摘要
一種三輪高效伸縮折疊式橫軸潮流能發(fā)電裝置，其屬于利用潮流能發(fā)電的技術(shù)領(lǐng)域。該發(fā)電裝置在連接體的兩側(cè)經(jīng)伸縮折疊式橫臂各連接一個(gè)轉(zhuǎn)向節(jié)，發(fā)電機(jī)和增速齒輪箱固定在轉(zhuǎn)向節(jié)的一側(cè)，小葉輪經(jīng)伸縮折疊式連桿與增速齒輪箱連接，在轉(zhuǎn)向節(jié)的下方設(shè)有保證潮流方向正對(duì)葉輪的方向舵。在連接體的頂部設(shè)有另一個(gè)轉(zhuǎn)向節(jié)，發(fā)電機(jī)和增速齒輪箱固定在該轉(zhuǎn)向節(jié)的一側(cè)，大葉輪經(jīng)伸縮折疊式連桿與增速齒輪箱連接。該發(fā)電裝置同時(shí)有三個(gè)水輪機(jī)組發(fā)電，提高了單個(gè)發(fā)電裝置的發(fā)電效率，由于主要部件均采用伸縮折疊式結(jié)構(gòu)，通過有效的伸縮折疊，縮小了整個(gè)裝置的體積，方便運(yùn)輸，避免各個(gè)部件之間的拆裝，減少了海底安裝成本至原來的50％以上，延長水輪機(jī)壽命5年以上。
文檔編號(hào)F03B13/26GK101915199SQ20101025368
公開日2010年12月15日 申請(qǐng)日期2010年8月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月11日
發(fā)明者宋永臣, 林偉豪, 王大勇, 王秀云, 詹揚(yáng)春, 賈明, 陳聰 申請(qǐng)人:大連理工大學(xué)