[发明专利]固定式狭管聚流发电系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种水力发电机。具体说，是利用海洋中的洋流作为动力进行发电的固定式狭管聚流发电系统。

背景技术

众所周知，能源是人类活动的基础，任何人类活动都离不开能源。而化石能源随着人们的长期开采，不仅会越来越少并趋于枯竭，而且会污染环境。为此，人类不得不寻找清洁的绿色能源作为替代。海洋中的洋流具有常年稳定的特性，且能量巨大，因此，越来越被人类所关注。

有资料报道，日本技术人员已计划在意大利的海底建造一个洋流发电系统。该洋流发电系统包括一个固定在海底的基台，基台上设置有由两根支柱构成的支架，两根支架间设置有一个巨大的叶轮和发电机，叶轮的轮轴与发电机的轮轴相连。工作时，由洋流冲击叶轮来带动叶轮旋转，将洋流的能量转化为叶轮的旋转动能，再传递给发电机。由于洋流与海底间存在摩擦力，使得洋流的流速较慢、功率密度较小。若要使上述洋流发电系统的功率大于兆瓦级，就需使用极其巨大的叶轮。而叶轮巨大，需要的钢材就多，况且上述洋流发电系统在使用状态下完全沉在海水内，因此，制造和维护起来非常困难。又由于叶轮的叶片直接安装在海水中，运行过程中，极有可能会对经过的鱼类或其它生物带来危害，不仅不利于生态保护，而且容易损坏设备。另外，由于海水与叶轮间具有粘滞摩擦力，使得洋流能量的转换效率不高。其次，由于叶轮的轮轴与发电机的轮轴相连，发电机也处于海水中，发电机外壳与转轴间的动密封难以实现。

发明内容

本发明要解决的问题是提供一种固定式狭管聚流发电系统。这种发电系统，不仅制造和维护起来非常容易，有利于生态保护，设备不易损坏，而且能实现发电机外壳与转轴间的动密封。

为解决上述问题，采取以下技术方案：

本发明的固定式狭管聚流发电系统包括水轮机和发电机，所述水轮机由叶轮和外壳组成，叶轮的轮轴与发电机的转轴相连。其特点是水轮机和发电机之下设置有洋流管道。所述洋流管道为扁管，其由前段、中段和后端连接而成，所述前段的外端宽度和高度均大于其与中段相连的一端，所述后段的外端宽度和高度均大于其与中段相连的一端。洋流管道下壁与海底间连有基桩，洋流管道的中段上壁上有开口，水轮机的外壳上有纵贯其长度的开口，水轮机外壳上的开口与洋流管道中段上的开口大小相同且二者四周间呈密封状连接在一起，使得叶轮伸入所述中段内并靠近所述中段的下壁内侧面。所述叶轮是在轮轴的轴向均布碟盘而形成，相邻碟盘间有用于支撑碟盘的隔块。所述碟盘为圆盘，其周边上均布有用于使碟盘形成近似于梅花花瓣的喇叭形豁口。

本发明的进一步改进方案是，所述洋流管道的前段入口上安装有防护网。

本发明的进一步改进方案是，所述碟盘包括扇形单元盘片，扇形单元盘片的外边沿与其两径向边间呈圆弧过渡，以便在相邻两扇形单元盘片外边沿间构成所述喇叭形豁口；相邻两个扇形单元盘片的邻边对应位置上均有半圆形豁口，且每层扇形单元盘片上的半圆形豁口相对应，每层相邻两个扇形单元盘片邻边的半圆形豁间均有一个支柱；所述隔块上有柱孔，所述隔块借助其上的柱孔套在相邻两层碟盘间的那段支柱上；支柱两端借助螺母分别固定在最外侧的碟盘上。

本发明的进一步改进方案是，最外侧的两个碟盘外侧均有端板，所述端板直径与所述碟盘直径相等，端板上有中心孔，所述端板借助其中心孔固定在轮轴上；端板上有柱孔，该柱孔的数量和位置与所述支柱数量相等且对应，所述支柱两端分别穿过相应端板上的柱孔后伸出在端板自己外并用螺母进行固定。

本发明的进一步改进方案是，所述洋流管道的中段上面有设备舱，所述水轮机和发电机均处于设备舱内。

本发明的进一步改进方案是，所述设备舱上设置有航标灯。

本发明的进一步改进方案是，所述设备舱上有避雷针。

本发明的更进一步改进方案是，所述水轮机和发电机有两套以上，该两套水轮机的轮轴和发电机的转轴连接在一起。

采取上述方案，具有以下优点：

由上述方案可以看出，由于在水轮机和发电机之下设置有洋流管道。所述洋流管道为扁管，其由前段、中段和后端连接而成，所述前段的外端宽度和高度均大于其与中段相连的一端，所述后段的外端宽度和高度均大于其与中段相连的一端。使得洋流经口径逐渐变小的前段作用后，流速逐渐增强，洋流的静压力势能逐渐转换成宏观运动的动能，使洋流的功率密度得到极大提高，与背景技术相比，在相同规模下可大大缩小水轮机的尺寸。这样，需要的钢材就少。况且本发明在使用状态下大部分处于水上，只有洋流管道沉在海水内，使得制造和维护起来非常容易。