[發(fā)明專利]水流發(fā)電裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410580612.2
• 申請日: 2014-10-27
• 公開（公告）號: CN104329205A
• 公開（公告）日: 2015-02-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王承輝;王世全;王世一
• 申請（專利權(quán)）人: 王承輝
• 主分類號: F03B13/00
• 分類號: F03B13/00;F03B13/26;F03B3/12;F03B11/00
• 代理公司: 汕頭市高科專利事務(wù)所 44103
• 代理人: 唐瑞玉

技術(shù)領(lǐng)域

????本發(fā)明涉及一種發(fā)電裝置，尤其涉及一種水力發(fā)電裝置，更具體是涉及一種利用潮水、海流或河川的水流水平流動的動能來發(fā)電的水流發(fā)電裝置。

背景技術(shù)

利用天然能量的發(fā)電有風(fēng)力發(fā)電和水力發(fā)電，一般的水力發(fā)電是在江河中筑壩，將水位抬高，利用水的勢能帶動水輪機(jī)發(fā)電，這種利用水流的垂直落差形成的勢能來發(fā)電的水力發(fā)電必須具有一定的水位差，因此設(shè)置條件受到限制。中國有廣闊的海域和內(nèi)河流域面積，每時每刻，江海里的水不停歇的流動著，這些水流蘊(yùn)含著巨大的能量，但目前這種巨大的能量并沒有得到充分的利用，而是任其自己消失浪費(fèi)掉。隨著能源的不斷減少以及環(huán)境的不斷污染，環(huán)保型的新能源成為人們期待和渴望的需求，而利用潮水、海流或河川的水流發(fā)電，不產(chǎn)生任何副產(chǎn)物，是一種有很好發(fā)展前景的環(huán)保發(fā)電方式。最近幾年，水力發(fā)電技術(shù)的探索和研發(fā)正方興未艾，從已公開的資料可以看出，利用水流水平流動的動能發(fā)電的發(fā)電裝置，基本都是采用在水中設(shè)置旋轉(zhuǎn)體，利用旋轉(zhuǎn)體在自然水流作用下的旋轉(zhuǎn)來發(fā)電，結(jié)構(gòu)大體可以分為兩類，一類是旋轉(zhuǎn)軸與水平面平行的發(fā)電裝置，另一類是旋轉(zhuǎn)軸與水平面垂直的發(fā)電裝置，由于旋轉(zhuǎn)體在旋轉(zhuǎn)的過程中需要克服自身的重量，需要較大的水流動能才能啟動發(fā)電，因此這些水流發(fā)電裝置的發(fā)電效率并不高。

發(fā)明內(nèi)容

為解決以上存在的問題，本發(fā)明的目的是提供一種利用潮水、海流或河川的水流發(fā)電且發(fā)電效率高的水流發(fā)電裝置。

為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明的水流發(fā)電裝置，包括位于水面的安裝平臺、變頻器和變壓器，安裝平臺下面設(shè)置有葉輪、發(fā)電機(jī)和齒輪箱，其特征在于：所述水流發(fā)電裝置還包括位于安裝平臺上的轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)和倒置于水中的塔筒及機(jī)艙，機(jī)艙位于塔筒遠(yuǎn)離水面的一端，塔筒接近水面的上端部固定于轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)上；所述發(fā)電機(jī)和齒輪箱設(shè)置于機(jī)艙一側(cè)；所述葉輪是由輪轂和若干葉片構(gòu)成，輪轂的中心軸與水面平行且通過齒輪箱與發(fā)電機(jī)連接，葉片遠(yuǎn)離輪轂中心的遠(yuǎn)心端套接有輪環(huán)，輪環(huán)為側(cè)壁空心的圓筒結(jié)構(gòu)，輪環(huán)的空心結(jié)構(gòu)使得葉輪在水中獲得的浮力抵消葉輪自身的重量，從而使葉輪成為零重量的葉輪；所述安裝平臺固定于由浮筒構(gòu)成的懸浮框架上，懸浮框架通過拉繩和地錨固定漂浮在水面上；發(fā)電機(jī)通過位于塔筒內(nèi)的電纜線將電輸送到變頻器和變壓器，經(jīng)變頻、變壓后并入電網(wǎng)。

為了減少水流進(jìn)入葉輪受到的阻力，同時加快水流進(jìn)入葉輪后的速度，更好提高葉片的轉(zhuǎn)速，上述輪環(huán)的側(cè)壁與中心軸平行的截面為直角三角形，該直角三角形呈前端尖后端寬的結(jié)構(gòu)。

為了使進(jìn)入葉輪的水流全部用于做功發(fā)電，上述葉片的遠(yuǎn)心端以一定角度的扭角與輪環(huán)的側(cè)壁連接，葉片前緣與遠(yuǎn)心端的交點(diǎn)和輪環(huán)前端沿保持一定的距離。

為了防止安裝平臺的漂移和轉(zhuǎn)動，上述浮筒為長條狀圓形浮筒，懸浮框架包括由若干內(nèi)置浮筒縱橫交錯形成的“井”字架和由若干外置浮筒圍成的方形架，內(nèi)置浮筒遠(yuǎn)離“井”字架中心的一端固定于外置浮筒的側(cè)壁上，安裝平臺位于“井”字架的井口，方形架的四個角各連接一組拉繩和地錨。

為了便于根據(jù)水流方向和流速的大小及時調(diào)整葉輪的轉(zhuǎn)向，以達(dá)到穩(wěn)定發(fā)電，同時也為了檢修和清洗葉輪需要，上述轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)包括固定座、軸承、轉(zhuǎn)動座、固定頂板、電機(jī)和減速機(jī)；固定座為筒狀體，其底部與安裝平臺連接、頂部與固定頂板連結(jié)；轉(zhuǎn)動座也為筒狀體，轉(zhuǎn)動座通過軸承與固定座連接，轉(zhuǎn)動座的底部與塔筒上端部連接、上部外側(cè)面設(shè)有可與小齒輪相嚙合的大輪齒；減速機(jī)安裝于固定頂板上，電機(jī)安裝于減速機(jī)上，小齒輪套接在減速機(jī)的輸出軸上。

上述安裝平臺為中心開設(shè)有可供塔筒上端部通過的圓孔的金屬板，該金屬板的外邊緣固定于“井”字架上、內(nèi)邊緣與轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)的固定座連接。

上述塔筒的高度優(yōu)選10－55米，葉輪葉片的直徑優(yōu)選9－100米，葉片的數(shù)量優(yōu)選4－50片，輪環(huán)的高度為0.5－8米。

由于葉輪轉(zhuǎn)軸與齒輪箱處于動密封狀態(tài)且在深水中承受很大的壓力，為了減少其壓力且達(dá)到齒輪箱內(nèi)的油不向外滲漏，上述塔筒內(nèi)接近水面但低于水面處設(shè)置一個儲油灌，該儲油灌通過補(bǔ)油管與齒輪箱相連，使齒輪箱內(nèi)的壓力略低于同位置的外部壓力，確保葉輪轉(zhuǎn)軸與齒輪箱之間的密封圈承受最小的壓力，保證齒輪箱里的油不會向外滲漏。

為了消除齒輪箱內(nèi)因溫度變化而改變齒輪箱內(nèi)的壓力造成滲油或滲水，上述儲油罐的頂部設(shè)有用于調(diào)節(jié)儲油罐體積的膨脹器。