[发明专利]一种座底式潮流发电装置

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种液力机械和液力发电机。具体地说是一种高性能座底式潮流发电装置。

背景技术

世界范围内，能源的日益短缺和环境的不断恶化，促使世界各国加快绿色能源的开发利用，潮流能作为绿色可再生能源，具有能量密度高、可预测性强、蕴藏量丰富等特点，越来越受到世界各国的重视。

目前，世界众多研发机构或公司已参与到潮流能技术的研究中。其中英国潮流能开发利用技术走在世界前列，已有商业化规模的潮流能电站在筹建。我国开展潮流能开发利用技术研究多年，在哈尔滨工程大学、东北师范大学、浙江大学、中国海洋大学和清华大学等高校取得了丰硕的研究成果。

目前，潮流能发电装置按发电平台的形式可以分为漂浮式和桩基础式，按叶轮结构形式可以分为水平轴式和垂直轴式。与漂浮式发电装置相比，桩基础式发电装置具有发电稳定性好，受海洋风浪冲击影响小，使用年限长的特点。但现有的桩基础式发电装置也存在施工难度大，工程造价高，破坏海域环境，影响航运等问题。与垂直轴潮流发电装置相比，水平轴潮流发电装置技术相对成熟，具有能量利用率高，机构振动小的特点，但现有水平轴潮流发电装置也存在启动性能和适应流向性能差的问题。分析漂浮式和桩基础式流能发电装置，水平轴式和垂直轴式潮流能发电装置的各自特点，发明一种具有较好启动和发电性能，自适应潮流流向，结构简单，安装、使用方便，制造、施工、运营成本低，不影响航运，适合在潮流能丰富的浅海海域应用，可向沿海地区及岛屿居民提供生产和生活用电的高性能潮流发电装置，并提供制造方法。

公开号为CN 101705904A的专利文件中公开了一种大功率垂直轴潮流发电装置。重力式塔柱基座1与塔柱2之间通过万向球铰3连接，机舱4安装在塔柱顶端，机舱外缘分布有锚链板眼5用缆绳6将浮桶7与锚链接在锚8上，水轮机主轴9套在塔柱上，水轮机主轴的两端设置有轴承，水轮机叶片12由轮辐13均布固定在主轴的轴毂14上，主轴上的伞形齿轮15在机舱内与发电机16轴上的小伞齿轮17咬合，主轴的上端与机舱下壁及塔柱加装密封轴套18，机座与万向球铰之间由法兰盘19连接，为沿海和众多岛屿及偏远地区，尤其是国家电网覆盖不到海岛居民提供生产生活需要的清洁的可再生能源，发挥积极社会效益。公开号为CN 101705904A发明专利的大功率垂直轴潮流发电装置与本发明的一种高性能座底式潮流发电装置在结构组成和形式、具体工作方式和性能上存在明显不同。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有较好启动和发电性能，自适应潮流流向，结构简单，安装、使用方便，制造、施工、运营成本低，不影响航运的高性能座底式潮流发电装置。

本发明的目的是这样实现的：

本发明的座底式潮流发电装置主要包括叶轮、机舱和桩支撑部分；所述桩支撑部分包括立管、套在立管外的套管，连接于套管上的连接架和设置于连接架上的重力沉箱；所述机舱内设有制动器、增速器、信号传感器、信号线和发电机，机舱外设有制动按钮，发电机的转轴通过增速器连接叶轮轴，制动器设置于叶轮轴上，信号传感器设置于发电机的转轴并通过信号线控制制动器；叶轮、机舱设置于导流罩内，导流罩安装于立管上。

本发明还可以包括：

1、所述的导流罩分为入口、喉部和出口三个断面，外侧设有结构加强板，出口处设有导向板，导向板为流线型。

2、所述叶轮为双叶或多叶结构，前端设有流线型轮毂，叶轮叶片的叶根厚，叶梢薄。

3、立管和套管间设有水润滑轴承。

4、所述重力沉箱有四个，所述连接架由连接于各重力沉箱与套管之间、连接于两相邻重力沉箱之间的连接管构成。

本发明的高性能座底式潮流发电装置的制造方法包括：所述导流罩、叶轮轴、机舱、机舱支撑板、导向板、立管和桩支撑部分采用钢质耐腐蚀材料；所述叶片采用高强度玻璃钢材料；所述导向板与导流罩出口焊接连接；所述机舱密封处理；所述机舱支撑板一端与机舱焊接连接，另一端与导流罩内壁面焊接连接；所述立管与导流罩焊接连接，焊接点位于导流罩喉部处；所述重力沉箱间、重力沉箱与连接管间、连接管与套管间采用焊接连接方式；所述重力沉箱镀铬处理，内部可填充石块、混凝土等压载物；所述立管和套管镀铬处理；所述水润滑轴承采用复合橡胶材料。

本发明是一种具有较好启动和发电性能，自适应潮流流向，结构简单，安装、使用方便，制造、施工、运营成本低，不影响航运，适合在潮流能丰富的浅海海域应用，可向沿海地区及岛屿居民提供生产和生活用电的发电装置。