CN103850868A - 一种集群聚能海流的发电*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种集群聚能海流的发电***，包括多套海洋水流能转换装置和聚能装置，所述海洋水流能转换装置包括水中能量转换装置和岸上能量转换装置所述水中能量转换装置通过绳索与岸上能量转换装置连接，所述水中能量转换装置通过来回拉动绳索，将水中能量转换装置的水流能量传递到岸上能量转换装置，岸上能量转换装置设置有动力输出轴，动力输出轴经所述聚能装置连接至发电机组。本发明实现了将海中的流水能量经转换输送到陆地上，然后在陆地上利用该能量发电，而不需将发电装置安装在海洋中，***结构合理，整套***的各个单机部件全部是现有的成熟技术，通过本***的合理组合形成了本发明的利用海洋水流的发电***。

Description

一种集群聚能海流的发电***

技术领域

本发明涉及海洋发电，特别涉及一种集群聚能海流的发电***，通过在海中设置的多台贯流式水轮机将海水的流动动能转换成旋转机械能，实现海洋水流能量的利用，形成一整套利用海洋水流的发电***。

背景技术

目前，将海洋潮汐的能量转换成电能的电站，是唯一实际应用的海洋能电站，它是在海弯或有潮汐的海口筑起水坝，形成水库发电，实现了海洋能量的利用，是一种再生能源，它相对于火力发电，核能发电具有污染小的优点，但对于环境的影响还是有的，另外能源的稳定性也没有火力发电，核能发电好，但随着人们对污染的人士，人们非常希望能够加大海洋能源的利用。目前海洋发电的难点在于，由于发电设备安装在海上，因此发电设备需要进行防水、防腐蚀的处理，大大增加了发电设备的投入成本，并且安装、维护成本也相当高，这些给发展海洋发电带来了极大的困难，也是造成海洋发电发展步伐迟缓的重要原因。

发明内容

本发明的目的在于提供一种集群聚能海流的发电***，通过在海中设置的多台贯流式水轮机将海水的流动动能转换成旋转机械能，又通过绳索将旋转的机械能传递到岸上，通过岸上设置的多个能量转换装置，将多台贯流式水轮机旋转机械能还原带动发电装置发电，避开了发电设备安装在海上的不利因素，实现海洋水流能量的利用，形成一整套利用海洋水流的发电***。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种集群聚能海流的发电***，包括多套海洋水流能转换装置和聚能装置，其中，所述海洋水流能转换装置包括将海水流动的水能量转换为机械动能的水中能量转换装置（1）和岸上能量转换装置（2），所述水中能量转换装置通过绳索（3）与岸上能量转换装置连接，所述水中能量转换装置通过来回拉动绳索，将水中能量转换装置的水流能量传递到岸上能量转换装置，岸上能量转换装置设置有动力输出轴（201），动力输出轴（201）经所述聚能装置（4）连接至发电机组（5）。

进一步是：所述水中能量转换装置包括在海水中设置的阻流墙（101），在阻流墙的中央设有通透的孔洞（101-1），所述孔洞中安装贯流式水轮机（102），随着海水穿过阻流墙孔洞正向及反向流动，驱动水轮机正转和反转，所述水轮机的水轮轴（102-1）连接水上变速组合（103），所述水上变速组合的输出轴（103-0）连接蜗杆（104），所述蜗杆驱动蜗轮盘（105）转动，在所述蜗轮盘上设有偏心轴（105-1），所述偏心轴连接并带动摆齿轮（106）来回摆动，所述摆齿轮通过齿轮（107）与水上绳索套筒（108）连接，齿轮（107）驱动水上绳索套筒正转和反转，所述水上绳索套筒的两端分别设有正向缠绕的绳索（301）和反向缠绕的绳索（302），两组绳索与所述岸上能量装换装置连接。

进一步是：所述水上变速组合包括与所述水轮机的水轮轴连接的动力输入轴（103-1），和与所述蜗杆（104）连接的输出轴（103-0），所述动力输入轴上设置有正转齿轮（103-2）和反转齿轮（103-3），所述正转齿轮通过正向逆止器（103-4）安装在动力输入轴上，所述反转齿轮与动力输入轴固定连接，所述正转齿轮通过第一驱动齿轮（103-5）连接并驱动所述输出轴（103-0）转动，所述输出轴（103-0）通过反向逆止器（103-6）连接第二驱动齿轮(103-7)，所述第二驱动齿轮(103-7)通过介轮(103-8)与动力输入轴上的反转齿轮（103-3）啮合连接；动力输入轴正转，正转齿轮（103-2）通过第一驱动齿轮（103-5）驱动输出轴（103-0）转动；动力输入轴反转，反转齿轮（103-3）通过介轮(103-8)、第二驱动齿轮(103-7)和反向逆止器（103-6）驱动输出轴（103-0）保持原转动方向转动。

进一步是： 所述变速组合（103）、蜗杆（104）、蜗轮盘（107）、摆齿轮（106）、齿轮（107）以及水上绳索套筒（108）集中在箱体（109）中，水上绳索套筒套有绳索两端在所述箱体(109)的外侧。

进一步是：所述岸上能量转换装置包括岸上绳索套筒（202）和差速器（215），所述岸上绳索套筒套有所述动力输出轴（201），岸上绳索套筒的中间设置有隔板（203），隔板两侧的绳索套筒上分别有正向缠绕的绳索（204）和反向缠绕的绳索（205），其中，岸上绳索套筒的正向缠绕的绳索（204）与水上绳索套筒（108）上的反向缠绕的绳索（302）相连，岸上绳索套筒的反向缠绕的绳索（205）与水上绳索套筒（108）上的正向缠绕的绳索（301）相连；在所述岸上绳索套筒（202）和动力输出轴（201）之间设置有第一逆止器（206），在所述岸上绳索套筒上设置有第一传动齿轮（207），第一传动齿轮（207）连接第二传动齿轮（208），第二传动齿轮（208）通过与之连接的连接轴（209）驱动连接第三传动齿轮（210），所述第三传动齿轮（210）与连接轴（209）之间设置有第二逆止器（211），所述第二逆止器（211）与第一逆止器（206）的超越方向相反，所述第三传动齿轮（210）通过介轮（212）与第四传动齿轮（213）连接，所述第四传动齿轮（213）固定在动力输出轴（201）上，所述动力输出轴（201）通过第三逆止器（214）连接驱动所述差速器（215）的输入轴（215-1）。

进一步是：所述阻流墙上，围绕所述中央通透孔洞设置有多个分流通透孔洞（101-2），在所述分流通透孔洞上设有可调闸板（101-3），贯流式水轮机转轴通过传动齿轮连接有测速装置（110），测速装置（110）的输出轴与可调闸板（101-3）连接，所述测速装置（110）根据水轮机转轴转速的慢与块相应调节可调闸板的开与关。

进一步是：所述测速装置是飞摆测速装置。

进一步是：所述聚能装置是差速器，所述多套海洋水流能转换装置的动力输出轴（201）分别通过差速器汇集成最终的动力输出轴与发电机组连接。

进一步是：所述阻流墙（101）正反两个阻流面是向内下凹的弧形面。

进一步是：所述水中能量转换装置（1）和岸上能量转换装置（2）之间的绳索上设置有浮筒（111）。

本发明与现有技术相比：***实现了将海中的流水能量经转换输送到陆地上，然后在陆地上利用该能量发电，而不需将发电装置安装在海洋中，结构合理，整套***的各个单机部件全部是现有的成熟技术，通过本***的合理组合形成了本发明的***。 

下面结合附图和实施例对本发明作一详细描述。

附图说明

图1 为本***的总体结构示意框图；

图2为本***水中能量转换装置结构示意图；

图3为本***水中能量转换装置中的水上变速组合结构示意图；

图4为本***水中能量转换装置中的水上绳索套筒结构示意图；

图5为本***岸上能量转换装置结构示意图；

图6为本***阻流墙结构示意图；

图7为本***水上变速组合连接飞摆测速控制器示意图；

图8为本***多套海洋水流能转换装置组合结构示意图。

具体实施方式

一种利用海洋水流的发电***，如图1所示，所述***包括多套海洋水流能转换装置和聚能装置，所述海洋水流能转换装置包括将海水流动的水能量转换为机械动能的水中能量转换装置1和岸上能量转换装置2，其中，所述水中能量转换装置通过绳索3与岸上能量转换装置连接，所述水中能量转换装置通过来回拉动绳索，将水中能量转换装置的水流能量传递到岸上能量转换装置，岸上能量转换装置设置有动力输出轴201，动力输出轴201经所述聚能装置连接至发电机组4。

实施例中：如图2和图4所示，所述水中能量转换装置包括有在海水中设置的阻流墙101、水上变速组合103、蜗杆104、蜗轮盘105、摆齿轮106和水上绳索套筒108，在阻流墙的中央设有通透的孔洞101-1，所述孔洞中安装贯流式水轮机102，所述贯流式水轮机是可以正反转的水轮机，随着海水穿过阻流墙孔洞正向及反向流动，驱动水轮机正转和反转，所述水轮机的水轮轴102-1连接所述水上变速组合103，所述水上变速组合103设置有输出轴103-0，所述水上变速组合的输出轴103-0连接所述蜗杆104，所述蜗杆驱动所述蜗轮盘105转动，在所述蜗轮盘上设置有偏心轴105-1，所述偏心轴连接并带动所述摆齿轮106来回摆动，所述摆齿轮通过齿轮107与所述水上绳索套筒108连接，如图4所示，齿轮107驱动水上绳索套筒正转和反转，所述水上绳索套筒的两端分别有正向缠绕的绳索301和反向缠绕的绳索302，两组绳索与所述岸上能量装换装置连接，水上绳索套筒正转，正向缠绕的绳索往水上绳索套筒上缠绕，同时反向缠绕的绳索放绳，水上绳索套筒反转，则反向缠绕的绳索往水上绳索套筒上缠绕，同时正向缠绕的绳索放绳。

实施例中：如图3所示，所述水上变速组合有多种结构组合，其目的是不管水轮轴正转还是反转都要保证输出轴103-0始终朝为一个方向转动。本实施包所述水上变速组合括与所述水轮机的水轮轴连接的动力输入轴103-1，和与所述蜗杆104连接的所述输出轴103-0，所述动力输入轴上设置有正转齿轮103-2和反转齿轮103-3，所述正转齿轮通过正向逆止器103-4安装在动力输入轴上，所述反转齿轮与动力输入轴固定连接，所述正转齿轮通过第一驱动齿轮103-5连接并驱动所述输出轴103-0转动，所述输出轴103-0通过反向逆止器103-6连接第二驱动齿轮103-7，所述第二驱动齿轮103-7通过介轮103-8与动力输入轴上的反转齿轮103-3啮合连接；动力输入轴正转，正转齿轮103-2通过第一驱动齿轮103-5驱动输出轴103-0转动；动力输入轴反转，反转齿轮103-3通过介轮103-8、第二驱动齿轮103-7和反向逆止器103-6驱动输出轴103-0保持原转动方向转动。

实施例中：所述变速组合103、蜗杆104、蜗轮盘107、摆齿轮106、齿轮107以及水上绳索套筒108集中在一个箱体109中，水上绳索套筒套有绳索两端在所述箱体109的外侧。

实施例中：如图5所示，所述岸上能量转换装置包括岸上绳索套筒202和差速器215，所述岸上绳索套筒套有所述动力输出轴201，岸上绳索套筒的中间设置有隔板203，隔板两侧的绳索套筒上分别有正向缠绕的绳索204和反向缠绕的绳索205，其中，岸上绳索套筒的正向缠绕的绳索（204）与水上绳索套筒（108）上的反向缠绕的绳索302相连，岸上绳索套筒的反向缠绕的绳索（205）与水上绳索套筒108上的正向缠绕的绳索301相连；在所述岸上绳索套筒202和动力输出轴201之间设置有第一逆止器206，在所述岸上绳索套筒上设置有第一传动齿轮207，第一传动齿轮207连接第二传动齿轮208，第二传动齿轮208通过与之连接的连接轴209驱动连接第三传动齿轮210，所述第三传动齿轮210与连接轴209之间设置有第二逆止器211，所述第二逆止器211与第一逆止器206的超越方向相反，所述第三传动齿轮210通过介轮212与第四传动齿轮213连接，所述第四传动齿轮213固定在动力输出轴201上，所述动力输出轴201通过第三逆止器214连接驱动所述差速器215的输入轴215-1。

实施例中：如图6和图7所示，所述阻流墙上，围绕所述阻流墙的中央的通透孔洞设置有多个分流通透孔洞101-2，在所述分流通透孔洞上设置有可调闸板101-3，所述贯流式水轮机转轴通过传动齿轮连接有测速装置110，所述测速装置110的输出轴与可调闸板101-3连接，所述测速装置（110）根据水轮机转轴转速的慢与块相应调节可调闸板的开与关。其中：所述测速装置是飞摆测速控制装置，所述飞摆测速控制装置的控制输出轴110-1连接控制所述调节可调闸板101-3。通过此种结构可以根据贯流式水轮机的转速快慢来调节分流通透孔洞上的可调闸板101-3，进而起到了稳速的功能，而飞摆测速控制装置是一种公知的已知技术，例如在柴油发动机中就有飞摆测速控制装置，根据这一原理可以非常容易的设计出用于本实施例的飞摆测速控制装置。

实施例中：如图6所示，为了能够集流水向阻流墙101中央的透孔集中，所述阻流墙101正反两个阻流面是向内下凹的弧形面，所述内下凹的弧形面用于将流动的海水导流至阻流墙101中央的透孔，因此下凹的弧形面的弧度需要根据阻流墙的长度来进行设计，使其达到最佳效果。

实施例中：如图8所示，所述聚能装置4是是差速器215，所述多套海洋水流能转换装置（如图8中A、B、C、D）的动力输出轴201分别通过差速器汇集成最终的动力输出轴与发电机组连接。

实施例中：如图1所示，所述水中能量转换装置1和岸上能量转换装置2之间的绳索上设置有浮筒111，浮筒的设置使得绳索铺设和使用更加合理方便。

在本***的实施方式中，所述的阻流墙可以根据接近岸边的水流方向灵活的设置在海水中，远近配合组成最佳的配合形成集群聚能海流的发电***，实施例中的绳索可以是钢丝绳索也可以是其它合适的尼龙绳索。实施例中的发电机组包含了稳速装置，稳速装置是针对岸上能量转换装置动力输出轴（201）经所述聚能装置后的动力输出。***中的聚能装置灵活的将数量不等的海洋水流能转换装置的能量聚集起来，形成了一个连续不断转动的动力输出轴，由于发电***设置在岸上，大大简化了发电***的防腐安全保护设施，使用传统的发电***即可，节约了成本，也使得海洋发电更便于推广、具有更好的实用性。 

Claims (10)

1.一种集群聚能海流的发电***，包括多套海洋水流能转换装置和聚能装置，所述海洋水流能转换装置包括将海水流动的水能量转换为机械动能的水中能量转换装置（1）和岸上能量转换装置（2），其特征在于，所述水中能量转换装置通过绳索（3）与岸上能量转换装置连接，所述水中能量转换装置通过来回拉动绳索，将水中能量转换装置的水流能量传递到岸上能量转换装置，岸上能量转换装置设置有动力输出轴（201），动力输出轴（201）经所述聚能装置（4）连接至发电机组（5）。

2.根据权利要求1所述的一种集群聚能海流的发电***，其特征在于，所述水中能量转换装置包括在海水中设置的阻流墙（101），在阻流墙的中央设有通透的孔洞（101-1），所述孔洞中安装贯流式水轮机（102），随着海水穿过阻流墙孔洞正向及反向流动，驱动水轮机正转和反转，所述水轮机的水轮轴（102-1）连接水上变速组合（103），所述水上变速组合的输出轴（103-0）连接蜗杆（104），所述蜗杆驱动蜗轮盘（105）转动，在所述蜗轮盘上设有偏心轴（105-1），所述偏心轴连接并带动摆齿轮（106）来回摆动，所述摆齿轮通过齿轮（107）与水上绳索套筒（108）连接，齿轮（107）驱动水上绳索套筒正转和反转，所述水上绳索套筒的两端分别设有正向缠绕的绳索（301）和反向缠绕的绳索（302），两组绳索与所述岸上能量装换装置连接。

3.根据权利要求2所述的一种集群聚能海流的发电***，其特征在于，所述水上变速组合包括与所述水轮机的水轮轴连接的动力输入轴（103-1），和与所述蜗杆（104）连接的输出轴（103-0），所述动力输入轴上设置有正转齿轮（103-2）和反转齿轮（103-3），所述正转齿轮通过正向逆止器（103-4）安装在动力输入轴上，所述反转齿轮与动力输入轴固定连接，所述正转齿轮通过第一驱动齿轮（103-5）连接并驱动所述输出轴（103-0）转动，所述输出轴（103-0）通过反向逆止器（103-6）连接第二驱动齿轮(103-7)，所述第二驱动齿轮(103-7)通过介轮(103-8)与动力输入轴上的反转齿轮（103-3）啮合连接；动力输入轴正转，正转齿轮（103-2）通过第一驱动齿轮（103-5）驱动输出轴（103-0）转动；动力输入轴反转，反转齿轮（103-3）通过介轮(103-8)、第二驱动齿轮(103-7)和反向逆止器（103-6）驱动输出轴（103-0）保持原转动方向转动。

4.根据权利要求2所述的一种集群聚能海流的发电***，其特征在于， 所述变速组合（103）、蜗杆（104）、蜗轮盘（107）、摆齿轮（106）、齿轮（107）以及水上绳索套筒（108）集中在箱体（109）中，水上绳索套筒套有绳索两端在所述箱体(109)的外侧。

5.根据权利要求2所述的一种集群聚能海流的发电***，其特征在于，所述岸上能量转换装置包括岸上绳索套筒（202）和差速器（215），所述岸上绳索套筒套有所述动力输出轴（201），岸上绳索套筒的中间设置有隔板（203），隔板两侧的绳索套筒上分别有正向缠绕的绳索（204）和反向缠绕的绳索（205），其中，岸上绳索套筒的正向缠绕的绳索（204）与水上绳索套筒（108）上的反向缠绕的绳索（302）相连，岸上绳索套筒的反向缠绕的绳索（205）与水上绳索套筒（108）上的正向缠绕的绳索（301）相连；在所述岸上绳索套筒（202）和动力输出轴（201）之间设置有第一逆止器（206），在所述岸上绳索套筒上设置有第一传动齿轮（207），第一传动齿轮（207）连接第二传动齿轮（208），第二传动齿轮（208）通过与之连接的连接轴（209）驱动连接第三传动齿轮（210），所述第三传动齿轮（210）与连接轴（209）之间设置有第二逆止器（211），所述第二逆止器（211）与第一逆止器（206）的超越方向相反，所述第三传动齿轮（210）通过介轮（212）与第四传动齿轮（213）连接，所述第四传动齿轮（213）固定在动力输出轴（201）上，所述动力输出轴（201）通过第三逆止器（214）连接驱动所述差速器（215）的输入轴（215-1）。

6.根据权利要求2所述的一种集群聚能海流的发电***，其特征在于，所述阻流墙上，围绕所述中央通透孔洞设置有多个分流通透孔洞（101-2），在所述分流通透孔洞上设有可调闸板（101-3），贯流式水轮机转轴通过传动齿轮连接有测速装置（110），测速装置（110）的输出轴与可调闸板（101-3）连接，所述测速装置（110）根据水轮机转轴转速的慢与块相应调节可调闸板的开与关。

7.根据权利要求6所述的一种集群聚能海流的发电***，其特征在于，所述测速装置是飞摆测速装置。

8.根据权利要求7所述的一种集群聚能海流的发电***，其特征在于，所述聚能装置是差速器，所述多套海洋水流能转换装置的动力输出轴（201）分别通过差速器汇集成最终的动力输出轴与发电机组连接。

9.根据权利要求2所述的一种集群聚能海流的发电***，其特征在于，所述阻流墙（101）正反两个阻流面是向内下凹的弧形面。

10.根据上述权利要求至一所述的一种集群聚能海流的发电***，其特征在于，所述水中能量转换装置（1）和岸上能量转换装置（2）之间的绳索上设置有浮筒（111）。

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