[发明专利]一种适用于波流作用下的浮式潮流能水轮机系统

说明书

本发明公开了一种适用于波流作用下的浮式潮流能水轮机系统，包括多个发电单元，多个发电单元通过连接支架固连为一体；发电单元包括浮筒、设置在浮筒中的发电机，以及位于浮筒下方的水轮机；浮筒中设置有载物板，载物板能够沿浮筒的内壁上下滑动，发电机固定设置在载物板上，载物板和浮板之间设置有缓冲机构。通过将多个发电单元连接为整体悬浮在海中，潮流驱动水轮机的叶片转动，利用啮合的第一锥齿轮和第二锥齿轮进而带动发电机发电，将潮流能转为电能，通过设置多个发电单元大大提高能量转化效率。通过设计缓冲机构，确保整个水轮机系统在随波浪颠簸过程中，水轮机的位置基本保持在最佳深度区域，提高稳定性，确保能量转化效率。

技术领域

本发明属于潮流能发电设备技术领域，具体涉及一种适用于波流作用下的浮式潮流能水轮机系统。

背景技术

近年来潮流能由于其自身独特的优势而受到世界各国学者的重视，西方发达国家已进入商业化运行前期阶段。当前，我国的海洋能开发正处于蓬勃发展阶段，其开发利用面临着前所未有的战略发展机遇，把握好当前的有利时机，对推动我国海洋能利用技术的发展,加快海洋能产业化进程至关重要。

目前单桩支撑式潮流能水轮机的开发已经较为成熟，而对于海上漂浮式的潮流能水轮机还有待开发。为了使潮流能水轮机实现海上多机组共同运行，它们的阵列方式以及波浪条件下的稳定性问题是当今流体机械技术领域中亟待解决的难题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用于波流作用下的浮式潮流能水轮机系统，解决现有技术中海上漂浮式的多桩潮流稳定性较差的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案实现：

一种适用于波流作用下的浮式潮流能水轮机系统，包括多个发电单元，多个发电单元通过连接支架固连为一体，连接支架下端连接有锚；

所述发电单元包括浮筒、设置在浮筒中的发电机，以及位于浮筒下方的水轮机；所述浮筒的下端与浮板固定密封连接；浮筒中设置有载物板，载物板能够沿浮筒的内壁上下滑动，发电机固定设置在载物板上，载物板的底面固定连接有支撑管，支撑管的下端活动式穿过浮板后与水轮机的壳体固定连接，支撑管与浮板密封连接；浮筒的腔体为密闭空间，防止海水进入浮筒内导致发电机短路。

所述支撑管套设在发电机的转轴上，且发电机转轴的下端伸出支撑管并与第一锥齿轮固连，水轮机的转轴与减速器的输入轴连接，减速器的输出轴上设置有第二锥齿轮，减速箱设置于水轮机的壳体中，第一锥齿轮和第二锥齿轮相啮合。

所述载物板和浮板之间设置有缓冲机构。

本发明中，通过将多个发电单元连接为整体悬浮在海中，潮流驱动水轮机的叶片转动，利用啮合的第一锥齿轮和第二锥齿轮进而带动发电机发电，将潮流能转为电能，通过设置多个发电单元大大提高能量转化效率。

海洋中不同深度处的海水流速不同，则处于不同深度处的水轮机的转速不同，为了保证水轮机的运行高度保持在海洋中最佳深度区域内，本发明设计了缓冲机构，确保整个水轮机系统在随波浪颠簸过程中，水轮机的位置基本保持在最佳深度区域，提高稳定性，确保能量转化效率。

本发明中，通过设置锚，正常工作时锚固定于海底，防止水轮机系统被海水冲走。

进一步优化，所述缓冲机构设置于浮筒中，包括第一连杆、第二连杆、第一滑块和缓冲器；所述第一连杆的上端与载物板或支撑管铰接，第一连杆的下端与第二连杆的上端铰接，第二连杆的下端与第一滑块铰接，第一滑块设置于浮板上表面，且能够沿浮板的上表面滑动；缓冲器的上端与载物板或支撑管铰接，缓冲器的下端与第二连杆铰接。

海上波浪袭来浮筒和浮板随波上移的瞬间，由于缓冲器的缓冲支撑作用，第一滑块沿浮板的上表面沿靠近浮筒壁的一侧滑动，浮板沿支撑管向上滑动，尽可能使电动机和水轮机保持在原位，或者在竖向发生的位移不大。