[發明專利]一種塔筒尾渦能量捕獲裝置

有效

• 申請號: 202110591194.7
• 申請日: 2021-05-28
• 公開（公告）號: CN113217264B
• 公開（公告）日: 2023-02-03
• 發明（設計）人: 朱衛軍;莊舒青;孫振業;曹九發;陳東陽;付士鳳;李迺璐;楊華
• 申請（專利權）人: 揚州大學
• 主分類號: F03B13/26
• 分類號: F03B13/26;F03B13/18;F03B11/00
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 祝蓉蓉

本發明公開了一種塔筒尾渦能量捕獲裝置，包括水下塔筒和液壓馬達發電機組件，所述水下塔筒上軸向設有可周向轉動的上擺臂組件和下擺臂組件；所述上擺臂組件與所述下擺臂組件之間設有可俯仰運動的振蕩水翼系統；所述塔筒內設有至少兩組擺動液壓結構，兩所述擺動液壓機構上分別嚙合連接有上擺臂組件和下擺臂組件；且兩擺動液壓機構與所述液壓馬達發電機組件電連接，上擺臂組件和所述下擺臂組件分別包括螺接在塔筒上的上擺臂前套筒、上擺臂后套筒、下擺臂前套筒以及下擺臂后套筒。解決了傳統的潮能捕獲裝置基本上都需要獨立的支撐結構固定于海底，安裝、維護成本較高，且由于靠近海底，潮流流速較慢，限制了其能量捕獲性能的發揮的問題。

技術領域

本發明涉及海洋能源設備技術領域，具體為一種塔筒尾渦能量捕獲裝置。

背景技術

隨著世界能源消費需求的不斷攀升，傳統的化石能源存量有限且存在環境污染問題，可再生能源的開發利用已然成為全球共識。與其他形式的可再生能源相比，潮流能具有受天氣影響小、能量密度高、可預測性強、載荷穩定等優勢；潮流能發電裝置可根據其原理分為旋轉軸式和振蕩翼式。與傳統旋轉軸式水輪機組相比，振蕩水翼潮流能捕獲裝置具有以下優點：無旋轉機械結構，對水生生物無傷害；結構簡單，可靠性高，能量獲取效率高；振蕩速度低，產生噪聲小，對環境友好；

在中國發明專利CN110469452B提出“一種地面效應翼潮流能發電裝置”，該發明專利通過四桿機構，曲柄連桿和齒輪齒條機構，通過水翼的上下升沉運動，帶動四桿機構運轉，從而帶動發電機發電；同時四桿機構可以帶動曲柄連桿和齒輪齒條結構運動，再通過傳動輪帶動水翼做周期性俯仰運動，保證了水翼升沉運動和俯仰運動的自耦合，現了水翼升沉和俯仰運動的自耦合，保證了裝置的持續能量輸出；利用水翼間的地面效應，提升了振蕩水翼式潮流能發電裝置的發電效率，降低了發電成本；

在中國發明專利CN106401856B提出“半主動液壓式串聯擺動水翼潮流能捕能裝置”，該發明專利以雙向液壓缸為驅動件的曲柄滑塊機構驅動水翼實現攻角按預定規律運行的俯仰運動，水翼獲取來流能量做升沉運動帶動水翼擺動臂往復擺動，水翼擺動臂擺動驅動能量獲取液壓缸獲得高壓油，能量獲取液壓缸輸出高壓油驅動液壓馬達以及發電裝置發電，實現潮流能到電能的能量轉換，從而達到充分獲取潮流能的效果；

目前，傳統的潮能捕獲裝置基本上都需要獨立的支撐結構固定于海底，安裝、維護成本較高，且由于靠近海底，潮流流速較慢，限制了其能量捕獲性能的發揮；

為此，我們提出一種塔筒尾渦能量捕獲裝置。

發明內容

本發明為解決上述技術問題，提供一種塔筒尾渦能量捕獲裝置。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種塔筒尾渦能量捕獲裝置，包括水下塔筒和液壓馬達發電機組件，所述水下塔筒上軸向設有可周向轉動的上擺臂組件和下擺臂組件；所述上擺臂組件與所述下擺臂組件之間設有可俯仰運動的振蕩水翼系統；所述水下塔筒內設有至少兩組擺動液壓結構，兩所述擺動液壓機構上分別嚙合連接有所述上擺臂組件和所述下擺臂組件；且兩所述擺動液壓機構與所述液壓馬達發電機組件電連接。

本發明將振蕩水翼系統安裝于水下塔筒下游，并有效利用了水下塔筒尾渦中的潮流能，避免了海上風場內潮流能未利用的損失；與傳統轉軸式水輪機相比，本發明具有結構簡單、轉動靈活、能量轉換效率高、振蕩頻率低、對環境影響小、對水生生物影響小等優勢。

優選的，所述上擺臂組件和所述下擺臂組件分別包括螺接在所述水下塔筒上的上擺臂前套筒、上擺臂后套筒、下擺臂前套筒以及下擺臂后套筒；所述上擺臂前套筒和所述下擺臂前套筒上分別設有上擺臂連桿和下擺臂連桿，所述上擺臂連桿和下擺臂連桿的末端分別連接有上擺臂軸承套和下擺臂軸承套；所述上擺臂軸承套與所述下擺臂軸承套之間設有可俯仰運動的振蕩水翼系統。

通過設置上擺臂軸承套和下擺臂軸承套，使其上擺臂組件與下擺臂組件的擺動與振蕩水翼的俯仰運動互不干擾。