本發(fā)明屬于利用海上風能和潮流能發(fā)電的技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種折疊式海洋潮流能風能兩用的發(fā)電裝置。

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,而且對環(huán)境的影響甚微。當前,全球可再生的海洋能資源十分豐富,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)測性強,在穩(wěn)定提供電力方面比波浪能有更大的優(yōu)勢,同時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,因此成為當前的海洋能焦點。我國的潮流能資源豐富,全國共個水道,在舟山群島各島之間的水道是我國潮流最大的海域,如西猴門水道、冊子水道、金塘水道、秀山水道、龜山水道等,潮流速度可達自江蘇斗龍港向南,經(jīng)長江口、浙江、福建沿海潮流也有一渤海海峽北側(cè)老鐵山水道達瓊州海峽至黃海沿岸的齋堂島水道。

風能是一種開發(fā)已久的清潔可再生能源，由于陸地上經(jīng)濟可開發(fā)的風資源越來越少，海上風電成為未來清潔能源新方向，全球風電場建設(shè)已出現(xiàn)從陸地向近海發(fā)展的趨勢。與陸地風電相比，海上風電風能資源的能量效益比陸地風電場高20％～40％，還具有不占地、風速高、沙塵少、電量大、運行穩(wěn)定以及粉塵零排放等優(yōu)勢，同時能夠減少機組的磨損，延長風力發(fā)電機組的使用壽命，適合大規(guī)模開發(fā)。我國海上風能資源豐富，但沿海地區(qū)風力資源開發(fā)量較低。此外，海上風電還能減少電力運輸成本。由于海上風能資源最豐富的東南沿海地區(qū)，毗鄰用電需求大的經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)，可以實現(xiàn)就近消化，降低輸送成本，所以發(fā)展?jié)摿薮蟆?/p>

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種折疊式海洋潮流能風能兩用的發(fā)電裝置，解決現(xiàn)有技術(shù)中能源的開采率低的技術(shù)問題，并克服了傳統(tǒng)開發(fā)能源的機械設(shè)計結(jié)構(gòu)單一的缺點，極大地提高了能源利用率和單個裝置的發(fā)電效率。

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種折疊式海洋潮流能風能兩用的發(fā)電裝置，由裝置本體構(gòu)成，所述裝置本體包括帶分隔板的浮體、風能發(fā)電系統(tǒng)和水能發(fā)電系統(tǒng)；所述浮體的上端面設(shè)置有可供風能發(fā)電系統(tǒng)伸出的第一出口，所述浮體的下端面設(shè)置有可供水能發(fā)電系統(tǒng)伸出的第二出口；所述風能發(fā)電系統(tǒng)由風能升降臺、風能驅(qū)動機構(gòu)組成，所述風能升降臺底部的兩端設(shè)置有支撐柱，其表面中心處設(shè)置風能支柱，所述風能支柱的兩側(cè)分別設(shè)置有纜機；所述風能支柱的頂端通過推力軸承連接所述風能驅(qū)動機構(gòu)，所述支撐柱底部通過滑輪與設(shè)置在所述分隔板上的軌道連接；所述水能發(fā)電系統(tǒng)由水能升降臺和水能驅(qū)動機構(gòu)組成，所述水能升降臺的中心設(shè)置有水能支柱，其兩端通過升降機連接到設(shè)置在所述分隔板與所述第二端口之間的傳送帶上，所述水能支柱的頂端通過推力軸承連接所述水能驅(qū)動機構(gòu)。所述風能驅(qū)動機構(gòu)包括三通接頭、發(fā)電機和增速齒輪箱；所述三向接頭的橫向兩側(cè)分別設(shè)置有橫臂，所述橫臂的端部連接有轉(zhuǎn)向節(jié)，每個所述轉(zhuǎn)向節(jié)通過發(fā)電機連接有增速齒輪箱，所述增速齒輪箱的另一端通過連桿連接有小葉輪；所述三通接頭縱向端口設(shè)置有轉(zhuǎn)向節(jié)，所述轉(zhuǎn)向節(jié)通過發(fā)動機連接有增速齒輪箱，所述增速齒輪箱的另一端通過連桿連接有大葉輪。

所述水能驅(qū)動機構(gòu)包括三通接頭、發(fā)電機和增速齒輪箱；所述三通接頭的橫向兩側(cè)分別設(shè)置有橫臂，所述橫臂的端部連接有轉(zhuǎn)向節(jié)，每個所述轉(zhuǎn)向節(jié)通過發(fā)電機連接有增速齒輪箱，所述增速齒輪箱的另一端通過連桿連接有小葉輪；所述三通接頭縱向端口設(shè)置有轉(zhuǎn)向節(jié)，所述轉(zhuǎn)向節(jié)通過發(fā)動機連接有增速齒輪箱，所述增速齒輪箱的另一端通過連桿連接有大葉輪。

所述浮箱的外表面還設(shè)置有錨鏈。

所述風能支柱底部四周設(shè)置有防傾軸板。

所述風能支柱為可折疊式。

所述水能支柱為可折疊式。

所述轉(zhuǎn)向節(jié)上還設(shè)置有方向舵。

所述橫臂與所述連桿均為可折疊式。

所述葉輪的葉片數(shù)量為2～4片。

本發(fā)明有益效果：

第一，本發(fā)明通過水能和風能兩種發(fā)電裝置，每種發(fā)電裝置有三個發(fā)電機組發(fā)電，極大提高了單個發(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)，無需進行長時間水下安裝作業(yè)，且一體化裝置無需分裝運輸，運輸與安裝成本降低。

第二，本發(fā)明創(chuàng)新性采用水輪機的倒置安裝形式，采用可移動式的浮式結(jié)構(gòu)承載發(fā)電裝置，便于安裝和運輸，以及工作地點的變更。

第三，本發(fā)明中海上風機和潮流能水輪機均采用折疊式結(jié)構(gòu)，且底部配有流線型外罩，在折疊后便于運輸，極大減少安裝和運輸成本【，降低運輸損壞風險】。

附圖說明

圖1是一種折疊式海洋潮流能風能兩用的發(fā)電裝置的結(jié)構(gòu)和工作狀態(tài)圖。

圖2是折疊式海洋潮流能風能兩用的發(fā)電裝置中部浮體結(jié)構(gòu)圖。

圖3是折疊式海洋潮流能風能兩用的發(fā)電裝置中風能發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。

圖4是折疊式海洋潮流能風能兩用的發(fā)電裝置水能發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。

圖5是折疊式海洋潮流能風能兩用的發(fā)電裝置經(jīng)折疊包裝后的狀態(tài)圖。

附圖標記

1--浮體 2--風能發(fā)電系統(tǒng) 3--水能發(fā)電系統(tǒng) 4--推力軸承

11--分隔板 12--第一出口 13--第二出口 14--軌道 15--傳送帶 16--錨鏈

17--外罩 21--風能升降臺 22--風能驅(qū)動機構(gòu) 23--支撐柱 24--風能支柱

25--纜機 26--滑輪 27--防傾軸板 31--水能升降臺 32--水能驅(qū)動機構(gòu)

33--水能支柱 34--升降機 (221,321)--三通接頭 (222,322)--發(fā)電機

251--大滑輪 252--小滑輪(223,323)--增速齒輪箱 (224,324)--轉(zhuǎn)向節(jié)

(225,325)--橫臂 (226,326)--連桿 (227a,327a)--小葉輪

(227b,327b)--大葉輪 328--方向舵

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做出詳細地說明：

圖1、2、3、4、5示出了一種折疊式海洋潮流能風能兩用的發(fā)電裝置。圖中，風能發(fā)電系統(tǒng)2固定在風能升降臺21上，水能發(fā)電系統(tǒng)固3定在水能升降臺31上，憑借各自的升降裝置升降至如圖1的指定位置。

如圖1所示，一種折疊式海洋潮流能風能兩用的發(fā)電裝置，中部浮體1部分是一個圓柱形箱體結(jié)構(gòu)，頂部和底部有適配于風能發(fā)電系統(tǒng)2和水能發(fā)電系統(tǒng)3的第一出口12和第二出口13，能夠容納折疊后風能發(fā)電系統(tǒng)2和水能發(fā)電系統(tǒng)3。出口(12,13)中均裝有升降裝置為折疊發(fā)電裝置提供安裝點和提供升降能力。浮體1提供足夠浮力承受裝置總重，在四周平均分布著四條錨鏈16用來固定整個發(fā)電裝置。

如圖1所示，所述風能發(fā)電系統(tǒng)2由風能升降臺21、風能驅(qū)動機構(gòu)22組成，所述風能升降臺21底部的兩端設(shè)置有支撐柱23，風能升降臺21表面中心處設(shè)置有風能支柱24，所述風能支柱24的兩側(cè)分別設(shè)置有纜機25；所述纜機25是由大滑輪251和小滑輪252構(gòu)成。所述纜機25中大滑輪251設(shè)置在浮體1的上表面，小滑輪252設(shè)置風能升降平臺21上，大滑輪251通鋼絲繩與小滑輪252連接。在所述風能支柱24的頂端通過推力軸承4連接所述風能驅(qū)動機構(gòu)22，所述支撐柱23底部通過滑輪26與設(shè)置在所述分隔板11上的軌道14連接。

如圖1所示，所述水能發(fā)電系統(tǒng)3由水能升降臺31和水能驅(qū)動機構(gòu)32組成，所述水能升降臺31的中心設(shè)置有水能支柱33，其兩端通過升降機34連接到設(shè)置在所述分隔板11與所述第二出口13之間的傳送帶15上，所述水能支柱33的頂端通過推力軸承4連接所述水能驅(qū)動機構(gòu)32。

如圖2所示，浮體1通過分隔板11為風能發(fā)電系統(tǒng)和水能發(fā)電系統(tǒng)提供收納空間；所述浮箱1的上端面設(shè)置有可供風能發(fā)電系統(tǒng)2伸出的第一出口12，所述浮箱的下端面設(shè)置有可供水能發(fā)電系統(tǒng)3伸出的第二出口13；所述浮體1還設(shè)有的流線型外罩16在水能發(fā)電系統(tǒng)折疊進入后進行密封。

圖3所示，風能發(fā)電系統(tǒng)2中的風能驅(qū)動機構(gòu)22包括三通接頭221、發(fā)動機222和增速齒輪箱223；所述三通接頭221的橫向兩側(cè)分別設(shè)置有橫臂225，所述橫臂225的端部連接有轉(zhuǎn)向節(jié)224，每個所述轉(zhuǎn)向節(jié)224通過發(fā)電機222連接有增速齒輪箱223，所述增速齒輪箱223的另一端通過連桿226連接有小葉輪227a；所述三通接頭縱向端口設(shè)置有轉(zhuǎn)向節(jié)224，所述轉(zhuǎn)向節(jié)224通過發(fā)動機222連接有增速齒輪箱223，所述增速齒輪箱223的另一端通過連桿226連接有大葉輪227b。其中，二個小葉輪227a和一個大葉輪227b經(jīng)各自的連桿226和增速齒輪箱223連接到各自的發(fā)電機222，海上風能轉(zhuǎn)動葉輪(227a,227b)驅(qū)動發(fā)電機222發(fā)電。在三通接頭221的水平兩側(cè)各固定連接一個伸縮折疊式橫臂225，橫臂225采用鎖緊機構(gòu)鎖緊的具有2節(jié)的伸縮折疊式結(jié)構(gòu)，松開鎖緊機構(gòu)，把1節(jié)橫臂推入2節(jié)橫臂中。在橫臂225的端部各連接一個轉(zhuǎn)向節(jié)224，發(fā)電機222和增速齒輪箱223固定在轉(zhuǎn)向節(jié)224的一側(cè)，小葉輪227a經(jīng)伸縮折疊式連桿226與增速齒輪箱223連接。三通接頭221與伸縮折疊式風能支柱26之間設(shè)有一個推力軸承4,使推力軸承4上部構(gòu)件(即三個發(fā)電裝置)能隨風向調(diào)節(jié)到最佳發(fā)電位置。在三通接頭221縱向端部固定連接另一個轉(zhuǎn)向節(jié)224,發(fā)電機222和增速齒輪箱223固定在該轉(zhuǎn)向節(jié)224的一側(cè),大葉輪227b經(jīng)伸縮折疊式連桿226與增速齒輪箱223連接。風能支柱24采用鎖緊機構(gòu)鎖緊的具有3節(jié)的伸縮折疊式結(jié)構(gòu),松開鎖緊機構(gòu),把1節(jié)支柱推入2節(jié)支柱中,2節(jié)支柱推入節(jié)3支柱中。風能支柱23用螺栓固定在浮體的頂部風能升降臺21上，四周均布防傾軸板27防止海上風機傾覆。小葉輪227a和大葉輪227b采用周向均布的3個葉片,小葉輪227a的葉片根部設(shè)有小葉片折疊銷,大葉輪227b的葉片根部設(shè)有大葉片折疊銷。小葉輪227a及連桿226通過轉(zhuǎn)向節(jié)224可以轉(zhuǎn)動90度，同理，大葉輪227b及連桿226通過轉(zhuǎn)向節(jié)224也可以轉(zhuǎn)動90度，便于收納。連桿226采用鎖緊機構(gòu)鎖緊的具有2節(jié)的伸縮折疊式結(jié)構(gòu),松開鎖緊機構(gòu),把1節(jié)連桿推入2節(jié)連桿中。

圖4所示，水能發(fā)電系統(tǒng)3中水能驅(qū)動機構(gòu)31包括三通接頭321、發(fā)動機322和增速齒輪箱323；所述三向接頭321的橫向兩側(cè)分別設(shè)置有橫臂225，所述橫臂325的端部連接有轉(zhuǎn)向節(jié)324，每個所述轉(zhuǎn)向節(jié)324通過發(fā)電機322連接有增速齒輪箱323，所述增速齒輪箱323的另一端通過連桿326連接有小葉輪327a；所述三通接頭縱向端口設(shè)置有轉(zhuǎn)向節(jié)324，所述轉(zhuǎn)向節(jié)324通過發(fā)動機322連接有增速齒輪箱323，所述增速齒輪箱323的另一端通過連桿326連接有大葉輪327b。轉(zhuǎn)向節(jié)324上還設(shè)置有方向舵。其中，二個小葉輪327a和一個大葉輪327b經(jīng)各自的連桿326和增速齒輪箱323連接到各自的發(fā)電機322，潮流能轉(zhuǎn)動葉輪(327a,327b)驅(qū)動發(fā)電機322發(fā)電。在三通接頭的橫向兩側(cè)各固定連接一個伸縮折疊式橫臂325，橫臂325采用鎖緊機構(gòu)鎖緊的具有2節(jié)的伸縮折疊式結(jié)構(gòu)，松開鎖緊機構(gòu)，把1節(jié)橫臂推入2節(jié)橫臂中。在橫臂325的端部各連接一個轉(zhuǎn)向節(jié)324，發(fā)電機322和增速齒輪箱323固定在轉(zhuǎn)向節(jié)324的一側(cè)，小葉輪327a經(jīng)伸縮折疊式連桿324與增速齒輪箱323連接，為保證潮流方向正對葉輪，在這二個轉(zhuǎn)向節(jié)324的下方各設(shè)有一個方向舵328。在三通接頭的端部固定連接另一個轉(zhuǎn)向節(jié)324,發(fā)電機322和增速齒輪箱323固定在該轉(zhuǎn)向節(jié)(3)的一側(cè),大葉輪327b經(jīng)伸縮折疊式連桿326與增速齒輪箱323連接。在三通接頭與伸縮折疊式水能支柱33之間設(shè)有一個推力軸承4,使推力軸承4的上部構(gòu)件(即三個發(fā)電裝置)借助方向舵328能隨潮流的方向調(diào)節(jié)到最佳發(fā)電位置。水能支柱33采用鎖緊機構(gòu)鎖緊的具有節(jié)的伸縮折疊式結(jié)構(gòu),松開鎖緊機構(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。水能支柱33用螺栓固定在水能升降臺31上。小葉輪327a和大葉輪327b采用周向均布的2個葉片,小葉輪327a的葉片根部設(shè)有小葉片折疊銷,大葉輪327b的葉片根部設(shè)有大葉片折疊銷。小葉輪327a及連桿326通過與轉(zhuǎn)向節(jié)324連接可以進行90度轉(zhuǎn)動，同理大葉輪327b及連桿326通過與轉(zhuǎn)向節(jié)324連接可以進行90度轉(zhuǎn)動。連桿324采用鎖緊機構(gòu)松開鎖緊機構(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。

在風能發(fā)電系統(tǒng)2和水能發(fā)電系統(tǒng)3中，三通接頭(221,321)與支柱(24,33)之間是通過推力軸承4進行連接的。推力軸承4的軸承板與三通接頭(221,321)縱向端口內(nèi)部固定，其頭部采用靜配合方式固定連接到支柱(24,33)頂部的,并設(shè)置有防脫落的彈性卡環(huán),還設(shè)有起保護作用的端蓋。因此,安裝在推力軸承上的發(fā)電裝置可以在支柱上作適當轉(zhuǎn)動。

圖5所示，該發(fā)電裝置在運送前，現(xiàn)將風能發(fā)電裝置和水能發(fā)電裝置的小葉輪(227a,327a)和大葉輪(227b,327b)折疊，橫臂(225,325)，連桿(226,326)和支柱(24,33)收縮到最短，再將風能驅(qū)動系統(tǒng)中小葉輪227a及連桿構(gòu)成的總成和大葉輪227b和連桿226構(gòu)成的總成在轉(zhuǎn)向節(jié)224處向上轉(zhuǎn)動90度，水能驅(qū)動系統(tǒng)對應(yīng)部分向下轉(zhuǎn)動90度，然后在裝置底部合上流線型外罩17，固定包裝運輸。這樣能有效防止運輸過程中對裝置的損壞情況。運輸至指定地點后，用錨鏈14固定在事先裝好的海底固定裝置上。最后把風能發(fā)電系統(tǒng)2和水能發(fā)電系統(tǒng)的支柱(24,33)、橫臂(225,325)、連桿(226,326)向外拉伸，在伸展小葉輪(227a,327a)和大葉輪(227b,327b)的葉片。

上述實例僅用于說明本發(fā)明，其中各部件的結(jié)構(gòu)、材料、連接方式都是可以有所變化的，凡是在本發(fā)明技術(shù)基礎(chǔ)上進行的等同變換和改進，均不應(yīng)該排除在本發(fā)明的保護范圍之外。