[發(fā)明專利]水下發(fā)電風(fēng)箏的拖曳水池試驗(yàn)裝置及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010942340.1
• 申請(qǐng)日: 2020-09-09
• 公開（公告）號(hào): CN112229600A
• 公開（公告）日: 2021-01-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周月榮;任昆;趙怡;劉哲;王嘉興;關(guān)發(fā)明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)航天空氣動(dòng)力技術(shù)研究院
• 主分類號(hào): G01M10/00
• 分類號(hào): G01M10/00
• 代理公司: 中國(guó)航天科技專利中心 11009
• 代理人: 陳鵬

水下發(fā)電風(fēng)箏的拖曳水池試驗(yàn)裝置及方法，包括：水下發(fā)電風(fēng)箏、纜繩、錨點(diǎn)柱、攝像機(jī)組件、控制器、地面站、電能檢測(cè)設(shè)備、拖車。水下發(fā)電風(fēng)箏上固定安裝有方向舵、發(fā)電機(jī)及渦輪；控制器用于控制水下發(fā)電風(fēng)箏方向舵擺動(dòng)；攝像機(jī)組件安裝在錨點(diǎn)柱上，攝像機(jī)組件用于拍攝水下發(fā)電風(fēng)箏的運(yùn)動(dòng)過程；地面站用于顯示和處理攝像機(jī)組件的圖像；電能檢測(cè)設(shè)備固定安裝在拖車上，用于檢測(cè)水下發(fā)電風(fēng)箏發(fā)電機(jī)的發(fā)電量；拖車用于拖動(dòng)水下發(fā)電風(fēng)箏在水池中運(yùn)動(dòng)；水下發(fā)電風(fēng)箏通過纜繩固定連接錨點(diǎn)柱；水下發(fā)電風(fēng)箏在拖車和方向舵擺動(dòng)作用下，在水平面內(nèi)作8字型軌跡運(yùn)動(dòng)。本發(fā)明可獲取水下風(fēng)箏運(yùn)動(dòng)過程以及發(fā)電情況，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工程實(shí)用性強(qiáng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及水下發(fā)電風(fēng)箏的拖曳水池試驗(yàn)裝置及方法，屬于水下發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

洋流發(fā)電裝置的基本原理是將洋流流動(dòng)的動(dòng)能通過發(fā)電裝置轉(zhuǎn)化為電能。研究較多的海流能發(fā)電裝置主要有降落傘式和輪葉式兩種。水下發(fā)電風(fēng)箏是一種新型的洋流發(fā)電裝置，通過巨大的風(fēng)箏捕獲較大面積的洋流，推動(dòng)風(fēng)箏在水下以高于洋流速度數(shù)倍的速度運(yùn)動(dòng)。由于風(fēng)箏相對(duì)海水的運(yùn)動(dòng)速度較大，可以較高的效率、較小的葉輪直徑獲取能量。但目前還沒有完整的此類拖曳水池試驗(yàn)方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的技術(shù)解決問題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出了水下發(fā)電風(fēng)箏的拖曳水池試驗(yàn)裝置及方法，可獲取水下風(fēng)箏運(yùn)動(dòng)過程以及發(fā)電情況，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工程實(shí)用性強(qiáng)。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：

水下發(fā)電風(fēng)箏的拖曳水池試驗(yàn)裝置，包括：水下發(fā)電風(fēng)箏、纜繩、錨點(diǎn)柱、攝像機(jī)組件、控制器、地面站、電能檢測(cè)設(shè)備和拖車；

水下發(fā)電風(fēng)箏上固定安裝有方向舵、發(fā)電機(jī)及渦輪；

控制器固定安裝在拖車上，控制器用于控制水下發(fā)電風(fēng)箏方向舵擺動(dòng)；

攝像機(jī)組件安裝在錨點(diǎn)柱上，攝像機(jī)組件用于拍攝水下發(fā)電風(fēng)箏的運(yùn)動(dòng)過程；

地面站固定安裝在拖車上，地面站用于顯示和處理攝像機(jī)組件的圖像；

電能檢測(cè)設(shè)備固定安裝在拖車上，用于檢測(cè)水下發(fā)電風(fēng)箏發(fā)電機(jī)的發(fā)電量；

拖車用于拖動(dòng)水下發(fā)電風(fēng)箏在水池中運(yùn)動(dòng)；

水下發(fā)電風(fēng)箏通過纜繩固定連接錨點(diǎn)柱；

水下發(fā)電風(fēng)箏在拖車和方向舵擺動(dòng)作用下，在水平面內(nèi)作8字型軌跡運(yùn)動(dòng)。

纜繩包括：高強(qiáng)度繩和電纜；

高強(qiáng)度繩承受水下發(fā)電風(fēng)箏產(chǎn)生的拉力，電纜傳輸水下發(fā)電風(fēng)箏發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電能，以及傳遞控制器與水下發(fā)電風(fēng)箏之間的控制信號(hào)。

錨點(diǎn)柱是豎直固定在拖車上的柱子。

錨點(diǎn)柱浸入水中的長(zhǎng)度大于15cm。

攝像機(jī)組件具有防水功能。

攝像機(jī)組件為專用防水?dāng)z像機(jī)，或是由普通攝像機(jī)外加防水艙構(gòu)成的組件。

利用上述水下發(fā)電風(fēng)箏的拖曳水池試驗(yàn)裝置進(jìn)行水下發(fā)電風(fēng)箏的拖曳水池試驗(yàn)方法，包括步驟如下：

1)將纜繩的一端與水下發(fā)電風(fēng)箏連接，纜繩的另一端與錨點(diǎn)柱連接；

2)將攝像機(jī)組件安裝在錨點(diǎn)柱上，攝像機(jī)組件的拍攝方向與拖車的運(yùn)動(dòng)方向相反；

3)將控制器、地面站和電能檢測(cè)設(shè)備固定安裝在拖車上；

4)把水下發(fā)電風(fēng)箏和纜繩放入水中，使攝像機(jī)組件浸入水中；

5)啟動(dòng)拖車，使拖車沿水池長(zhǎng)度方向勻速運(yùn)動(dòng)；同時(shí)，水下發(fā)電風(fēng)箏在控制器控制下作水平8字型軌跡運(yùn)動(dòng)；