[发明专利]旗帆式流体动力轮及使用该动力轮的海洋动能发电设备

说明书

本发明涉及旗帆式流体动力轮及使用该动力轮的海洋动能发电设备；旗帆式流体动力轮包括用于连接发电机输入轴的转轴，转轴上设有多个帆框，各帆框绕转轴的轴线等间隔设置，各帆框上设有可随风摆动的帆布，帆框内设有多个供帆布贴合的筋条或者帆布上设有多个用于将帆布撑平的筋条，帆布上设有筋条时帆框内还设有用于挡止帆布的挡条。相比于现有的叶片，帆布形状因受到的风力/海流大小不同而改变，在强劲风力/海流下，帆布的损毁程度小，另外，在风力/海流较强的情况下，也可以将帆布通过电机或者人力卷起，强劲海风/海流穿过帆框，不产生顺风/顺流力矩，保护帆框和帆布。

技术领域

本发明属于海洋能源发电技术领域，具体涉及旗帆式流体动力轮及使用该动力轮的海洋动能发电设备。

背景技术

海洋能源通常指海洋中所蕴藏的可再生的自然能源，主要为潮汐能、波浪能、海流能(潮流能)、海水温差能和海水盐差能，更广义的海洋能源还包括海洋上空的风能、海洋表面的太阳能以及海洋生物质能等，海洋能是一种具有巨大能量的可再生能源，而且清洁无污染，但地域性强，能量密度低。

公布号为CN201410673741、公布日为2015.04.22的中国发明专利公开了一种具有活动叶片的垂直轴风力发电叶轮，主要由转轴、上支架、下支架、第一挡板、第二挡板、第三挡板、第四挡板、第一叶片、第二叶片、第三叶片、第四叶片和活动底座组成，克服现有技术中升力型垂直轴叶轮自启动难和阻力型垂直轴叶轮能量捕获效率低的问题。

但是问题在于：在利用风能发电的过程中，叶片会紧贴在挡板上，产生顺风力矩，实现叶轮转动，由于海洋上的风力变化范围较大，在风力超出叶片可承受范围后，强劲风力容易将叶轮损坏，增加维修成本，叶轮使用寿命较短。

发明内容

本发明的目的在于提供一种海洋动能发电设备，用以解决强劲风力导致叶轮损坏的问题；本发明的目的还在于提供一种旗帆式流体动力轮。

为实现上述目的，本发明的海洋动能发电设备采用以下技术方案：海洋动能发电设备包括发电机和旗帆式流体动力轮，旗帆式流体动力轮包括用于连接发电机输入轴的转轴，转轴上设有多个帆框，各帆框绕转轴的轴线等间隔设置，各帆框上设有可随风摆动的帆布，帆框内设有多个供帆布贴合的筋条或者帆布上设有多个用于将帆布撑平的筋条，帆布上设有筋条时帆框内还设有用于挡止帆布的挡条，所述转轴通过单向轴承传动连接发电机的输入轴。

有益效果：本发明的海洋动能发电设备在旗帆式流体动力轮上采用帆框和帆布的组合形式，帆布为柔性材质，相比于现有的叶片，帆布形状因受到的风力/海流大小不同而改变，在强劲风力/海流下，帆布的损毁程度小，另外，在风力/海流较强的情况下，也可以将帆布通过电机或者人力卷起，强劲海风/海流穿过帆框，不产生顺风/顺流力矩，保护帆框和帆布。

进一步的，帆框为直角梯形，直角梯形的顶边连接所述转轴，直角梯形内沿直角梯形的对角线分成两个三角形区域，两三角形区域内分别设置多个筋条，所述帆布有两个，其中一帆布连接在直角梯形的对角线上，另一帆布连接在直角梯形的底边上。帆框有两个三角形区域，三角形区域内设有多个筋条，帆框结构牢固，在强劲风力/海流中，帆框的稳固性较高，另外，帆布仅一侧边连接在帆框上，帆布随风/海流摆动幅度较大，在风力/海流较大时，防止产生顺风力矩。

进一步的，帆布形状与三角形区域的形状匹配。帆布不易折叠，在风力/海流作用下，方便展开并且贴合在帆框上，承受风力/海流面积大，风能/海流能利用效率较高。

进一步的，帆框为矩形框，带有多个筋条的帆布上还设有用于悬挂帆布的桅杆，挡条平行于所述转轴设置。帆布上的筋条与帆框上的挡条配合，帆布贴合在帆框上，方便产生顺风/顺流力矩，并且在帆布上筋条的作用下，帆布不易折叠。

进一步的，所述帆框有四个。旗帆式流体动力轮较为稳定，在风力/海流作用下，转轴转动平稳。