[發明專利]一種海流能供電水下監測儀

有效

• 申請號: 201410010424.6
• 申請日: 2014-01-09
• 公開（公告）號: CN103742338A
• 公開（公告）日: 2014-04-23
• 發明（設計）人: 張永良;林政
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: F03B13/00
• 分類號: F03B13/00;F03B3/18;F03B11/08;F03B15/00
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 徐寧;關暢

技術領域

本發明涉及海流能供電領域，特別是關于一種能夠利用海流能實現供電的水下監測儀。

背景技術

海洋占據了全球71%的面積，天氣預報、海事預警、海洋開發及海域監測都與海洋信息監測密切相關。開展海洋信息監測需要向海域中投放大量的監測儀。現有監測儀的用電功率通常較小，但是進行長期的實時監測，用電量大；另外，現有監測儀使用蓄電池供電，由于其壽命有限需要定期更換，降低了整個監測儀系統的可靠性，鑒于海上交通運輸、裝配和更換存在費用昂貴，受天氣和海況影響大，偏遠地區無法到達等特點，使用蓄電池供電并不能很好地滿足監測儀用電的長期需求和不間斷監測的要求，甚至制約了監測儀投放位置的選擇。近年來，新能源技術如太陽能、風能和海洋能發電技術等的發展，為海下監測儀的供電提供了新的解決方案，因此如果能夠因地制宜地利用取之不盡用之不竭的可再生清潔能源，不但減輕設備維修更換的頻率和費用，而且能夠滿足遠離陸地傳感監測設備持續供電的用電需求。

海洋底部存在的海流是海底監測網持續用電十分適宜的能量來源，與其它新能源技術相比，海流發電裝置可以固定在水下，工作環境相對穩定，受海上天氣變化和海況影響小；由于監測系統所需的電功率較小，使用微型的海流發電就可以滿足其用電的要求；另外，水流發電技術在內河水電站上已得到了廣泛應用且技術成熟可靠，開發適用于海洋環境的小型海流發電機組的研發和制作成本低。綜合以上兩點及海洋能資源可再生和特殊的地理優勢，小型海流能發電機組的開發具有十分良好的應用前景，將成為未來海下監測儀器供電的發展方向。

發明內容

針對上述問題，本發明的目的是提供一種結構簡單、可靠性好、發電效率高的海流能供電水下監測儀。

為實現上述目的，本發明采取以下技術方案：一種海流能供電水下監測儀，其特征在于：它包括一回轉支承、一海流發電機組裝置和一浮體；所述回轉支承固定設置在海底，所述回轉支承通過一支柱連接所述海流發電機組裝置，所述海流發電機組裝置連接漂浮于海水中的所述浮體；所述海流發電機組裝置包括一燈泡貫流式水力發電機組和一圓截面管狀導流罩；所述燈泡貫流式水力發電機組包括有與所述支柱固定連接的燈泡體和設置在所述燈泡體尾部的水輪機，所述燈泡體內設置有發電機、儲能器和電路控制設備；所述燈泡貫流式水力發電機組的外側套設有具有特殊流線型的所述圓截面管狀導流罩；所述圓截面管狀導流罩包括一平直入口段、一中部收縮段和一出口擴散段，所述平直入口段由導流入口至所述燈泡體最寬處，管徑保持不變；所述中部收縮段是由所述燈泡體最寬處至所述水輪機的葉輪處，管徑逐漸收縮；所述出口擴散段是由所述水輪機的葉輪至所述水輪機泄水錐尾部，管徑緩慢增大。

所述燈泡貫流式水力發電機組的尾端部設置一導流尾翼，所述導流尾翼包括一細長桿和一方向舵，所述細長桿的一端連接所述水輪機尾端部，所述細長桿的另一端連接所述方向舵，所述方向舵位于所述支柱的下游一側，當入流與所述海流發電機組裝置存在夾角時，所述方向舵受水流沖擊作用，形成回轉力矩，推動所述海流發電機組裝置在水平面內發生繞轉，直至導流入口正對來流方向，當所述方向舵與水流方向同向，水流沖擊力小時，轉動停止；所述方向舵采用水平直立翼板。

所述圓截面管狀導流罩的上游迎流方向和下游尾部方向分別套設一攔污柵罩，所述攔污柵罩的頭部設置為橢球狀。

所述浮體通過電纜連接所述燈泡貫流式水力發電機組內的電路控制設備輸出端，所述浮體上搭載有水聲通訊設備、聲吶探測器、水壓傳感器、流速儀或水環境監測傳感器。