一种垂直轴漂浮式潮流能发电装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103306884A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103306884103306884A(43)申请公布日2013.09.18(21)申请号201310201450.2(22)申请日2013.05.28(71)申请人哈尔滨工程大学地址150001黑龙江省哈尔滨市南岗区南通大街145号哈尔滨工程大学科技处知识产权办公室(72)发明人张亮马勇盛其虎张学伟马良(51)Int.Cl.F03B13/26(2006.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书3页说明书3页附图4页附图4页(54)发明名称一种垂直轴漂浮式潮流能发电装置(57)摘要本发明的目的在于提供一种垂直轴漂浮式潮流能发电装置，包括浮式载体、水轮机、桁架、旋转轨道、发电与叶片控制机构。浮式载体用于搭载水轮机、桁架、旋转轨道和发电与叶片控制机构。水轮机用于将潮流的动能转换为机械能，带动桁架转动，为垂直轴水轮机形式。桁架用于搭载水轮机，并通过水轮机的旋转实现自身的旋转。发电与叶片控制机构用于将桁架转动的机械能转换为发电机输出的电能，同时控制叶片攻角变化，提高发电装置的能量转换效率。本发明耐环境载荷能力强，能量转换效率高，启动性能好，海上运行稳定，适合向大型化方向发展，可布置于潮流能丰富的海域向沿海及岛屿居民提供生产和生活用电。CN103306884ACN103684ACN103306884A权利要求书1/1页1.一种垂直轴漂浮式潮流能发电装置，其特征是：包括浮式载体、水轮机、桁架，浮式载体上设置中空的水轮机井，水轮机井上端设置旋转轨道，水轮机包括位于中心的主轴以及套在主轴上并与主轴固连的轮辐环，叶片通过叶片轴安装在轮辐环上，叶片轴的端部设置叶片轴法兰，桁架包括由钢管和连接球固定在一起组成的焊接架，焊接架端部不同方向上设置支出，支出上安装发电控制机构、叶片控制机构，发电控制机构包括轨道轮，轨道轮安装在轨道轮座上并通过轨道轮座连接支出，轨道轮通过轨道轮轴依次连接增速器和发电机，轨道轮搭在旋转轨道上，叶片控制机构包括限位轮，限位轮安装在限位轮座里并通过限位轮座连接支出，限位轮座连接调速器，电动机通过调速器连接调速器轴，调速器轴的端部设置调速器轴法兰，调速器轴法兰与叶片轴法兰相连，限位轮与旋转轨道的内侧面相配合；水轮机的主轴与桁架中心固连。2.根据权利要求1所述的一种垂直轴漂浮式潮流能发电装置，其特征是：所述的水轮机井有两个或两个以上，与之对应的水轮机和桁架也均为两个或两个以上；叶片控制机构、发电控制机构与叶片的数量相等。3.根据权利要求1或2所述的一种垂直轴漂浮式潮流能发电装置，其特征是：所述的每个水轮机上设置两个轮辐环，叶片的中部和底部分别与两个轮辐环相连。4.根据权利要求1或2所述的一种垂直轴漂浮式潮流能发电装置，其特征是：浮式载体的上端的周围设置平台外护栏，支出的外侧周围设置平台内护栏。5.根据权利要求3所述的一种垂直轴漂浮式潮流能发电装置，其特征是：浮式载体的上端的周围设置平台外护栏，支出的外侧周围设置平台内护栏。2CN103306884A说明书1/3页一种垂直轴漂浮式潮流能发电装置技术领域[0001]本发明涉及的是一种发电装置，具体地说是液力发电装置。背景技术[0002]利用潮流能缓解能源紧张、降低环境污染的有效性已经得到广泛共识，关键在于开发综合性能优越的潮流能发电装置。现阶段，基于水轮机的潮流能发电装置的分类主要有两种，一种是按水轮机结构形式划分的，主要分为水平轴式和垂直轴式，一种是按载体形式划分的，主要分为座底式、桩柱式和漂浮式。对于基于垂直轴水轮机的漂浮式潮流能发电装置则融合了垂直轴水轮机和漂浮式载体的特点，具有结构和设计简单、适应流向性强、对吃水要求低、噪音小、安装运输方便、平台甲板宽敞和维护检修方便等优点，近年来成为研究和应用的热点。基于垂直轴水轮机的漂浮式流能发电装置虽然具有上述优点，但也存在一些亟待解决的关键问题，如装置结构强度和使用寿命问题，水轮机的自启动问题、装置水动力性能优化问题、消除水轮机旋转侧向力问题等。发明内容[0003]本发明的目的在于提供可用于向岛屿及沿海居民提供生产和生活用电的一种垂直轴漂浮式潮流能发电装置。[0004]本发明的目的是这样实现的：[0005]本发明一种垂直轴漂浮式潮流能发电装置，其特征是：包括浮式载体、水轮机、桁架，浮式载体上设置中空的水轮机井，水轮机井上端设置旋转轨道，水轮机包括位于中心的主轴以及套在主轴上并与主轴固连的轮辐环，叶片通过叶片轴安装在轮辐环上，叶片轴的端部设置叶片轴法兰，桁架包括由钢管和连接球固定在一起组成的焊接架，焊接架端部不同方向上设置支出，支出上安装发电控制机构、叶片控制机构，发电控制机构包括轨道轮，轨道轮安装在轨道轮座上并通