[實用新型]固定于水底的潮流能發電裝置

有效

• 申請號: 201420462427.9
• 申請日: 2014-08-15
• 公開（公告）號: CN204226097U
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發明（設計）人: 林東;陳歷;姜芳
• 申請（專利權）人: 杭州林東新能源科技股份有限公司
• 主分類號: F03B13/26
• 分類號: F03B13/26
• 代理公司: 杭州裕陽專利事務所(普通合伙) 33221
• 代理人: 黃夏

技術領域

本實用新型屬于海洋能發電領域，尤其涉及一種固定于水底的潮流能發電裝置。

背景技術

潮流能發電裝置共有兩種固定方式，一種是通過鋼纜、浮筒等結構固定懸浮在水中，另一種是通過打樁方式固定于水底。這兩種固定方式由于是將發電裝置固定于水中的不同的位置，因此其施工方法完全不同，相應的潮流能發電裝置的結構也大相徑庭。

現有的將潮流能發電裝置固定于水底的施工方法主要是通過施工人員在水底進行爆破、夯擊預制混凝土樁進行固定。然而，為了保證潮流能發電裝置的發電效率，通常需要將發電裝置設置在水流很急的地方。由于水流速度非常快，水下施工不但可靠性低，施工人員也會非常危險。

不同于其他領域中樁是施工和使用在較平靜的水域，并且這些樁只起到軸向支撐和固定作用，在潮流能發電領域中，由于水流會產生非常大的徑向沖擊力，為了保證樁的牢靠度，每根樁的橫截面積必須要得到保證。換言之，橫截面積非常大的樁才能保證潮流能發電裝置不被湍急的水流干擾，使其完全固定在水底。然而，增加了樁的橫截面積，使得樁的迎水面積也大幅度增加，即增加了每個樁承受水流沖擊力的受力面積。由于迎力面積增大，反而降低甚至抵消了加粗樁帶來的牢固度，并且施工難度也大大增加。因此，現有的固定于水底的潮流能發電裝置都存在固定不牢靠，施工復雜、危險、成本太高的問題。現有的潮流能發電裝置由于受到施工方法的制約，無法大型化，成本居高不下，造成了人類無法突破的潮流能發電裝置商業化運營的技術壁壘。

由于海洋環境復雜，水中阻力大，傳統的潮流能發電裝置的安裝都要在海里進行，困難度高，費用龐大。另外，由于發電裝置長期接觸海水，在海水的長期侵蝕和巨大沖擊力下，潮流能發電裝置使用一段時間后就要定期進行維修或更換。然而傳統的潮流能發電裝置的維修和更換也均在海里進行，困難度高，成本巨大。甚至，因為部分組件的損壞，導致整個潮流能發電裝置的報廢，這是潮流能發電裝置高成本的重要原因之一，也是造成現有的潮流能發電裝置無法大規模化、商業化運營的直接原因。

尤其是水平軸水輪發電機，由于其所有設備（包括葉輪和發電機）均在水下，因此水平軸水輪發電機的維修更加困難，成本更高。因此，即便水平軸水輪發電機的發電效率高于垂直軸水輪發電機，但水平軸水輪發電機仍然無法商業化。然而，目前海洋能發電領域的技術人員都忽略了對維修方式的改進。

另外，傳統的潮流能發電裝置一般只采用一個至多兩個水輪發電機。然而只采用一個或兩個水輪發電機，為了提高發電功率，通常葉輪的直徑需要制造得很大，這樣會大大降低葉輪的轉速，同時增大扭矩，導致中心軸和齒輪箱之間的摩擦加大，中心軸和齒輪箱的成本攀高。另外，整個發電裝置的規模也會受到限制，發電裝置的成本會居高不下，制約了潮流能發電裝置的發展。

但是，目前海洋能發電領域的技術人員都存在著技術偏見，只著重于研發如何將水輪發電機的葉輪部分做大或者對葉輪葉片的結構進行改進以提高單個水輪發電機的發電功率。目前本領域沒有任何人研究如何在不改變葉輪的前提下，提高發電功率且降低成本以適合商業運用。

實用新型內容

本實用新型為了克服現有技術的不足，提供一種固定于水底的潮流能發電裝置。

為了實現本實用新型的一目的，本實用新型提供一種固定于水底的潮流能發電裝置，包括外框架、至少三個內框架、至少三個水平軸水輪發電機、至少三根轉軸、多根外套管和多根內套管。至少三個內框架可分離地設置于外框架內。至少三個水平軸水輪發電機分別設置于至少三個內框架內。至少一個水平軸水輪發電機對應安裝于每根轉軸，至少一根轉軸對應安裝于每個內框架。至少三個驅動單元分別連接轉軸以驅動轉軸轉動。多根外套管固定于外框架。每根內套管的一部分連接對應的外套管的底端和水底。

于本實用新型的一實施例中，固定于水底的潮流能發電裝置還包括至少三個導流罩，固定于內框架或外框架，導流罩對應地位于水平軸水輪發電機沿水流方向的上游。

于本實用新型的一實施例中，導流罩為直徑逐漸減小的圓筒狀。

于本實用新型的一實施例中，潮流能發電裝置還包括呈軸對稱設置的至少六個導流罩，固定于內框架或外框架，導流罩分別位于水平軸水輪發電機沿水流方向的上游和下游。

于本實用新型的一實施例中，固定于水底的潮流能發電裝置還包括可調節浮力的浮體，固定于外框架。

于本實用新型的一實施例中，外框架還具有多個減小水流阻力結構，多個減小水流阻力結構位于多根外套管的迎水側。

于本實用新型的一實施例中，每根內套管的外壁標識有刻度。