一種用于海洋燈塔用電的洋流發(fā)電裝置的制作方法

本發(fā)明涉及一種洋流發(fā)電裝置，尤其涉及一種用于海洋燈塔用電的洋流發(fā)電裝置。

背景技術(shù)：

海洋是地球上蘊(yùn)含資源和能量最大的區(qū)域，因此海洋里的資源如何能夠有效地利用是一個(gè)值得人們關(guān)注的問(wèn)題，而利用洋流進(jìn)行發(fā)電是其中一個(gè)重要的課題。洋流是海洋表層海水常年大規(guī)模按照一定的方向進(jìn)行的較為穩(wěn)定的流動(dòng)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，任何一支洋流所蘊(yùn)含的動(dòng)能超過(guò)陸地上所有河流流水的動(dòng)能之和，而目前人們對(duì)洋流能的利用微乎其微。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了更好地利用洋流，本發(fā)明設(shè)計(jì)一種用于海洋燈塔用電的洋流發(fā)電裝置，其扇葉和海水的有效接觸面積大、聚能效率高，可以聚集洋流帶來(lái)的大量動(dòng)能進(jìn)行發(fā)電，實(shí)現(xiàn)對(duì)海洋燈塔的供電，從而減少對(duì)化石燃料的使用，實(shí)現(xiàn)綠色發(fā)展。

本發(fā)明的解決方案是：一種用于海洋燈塔用電的洋流發(fā)電裝置，其包括：

支架；

兩個(gè)旋轉(zhuǎn)框架，每個(gè)旋轉(zhuǎn)框架包括呈米字型的六個(gè)葉輪和一個(gè)中心轉(zhuǎn)軸，六個(gè)葉輪的米字型中心通過(guò)中心轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在支架上，使六個(gè)葉輪相對(duì)支架旋轉(zhuǎn)；每個(gè)葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)安裝多個(gè)扇板，每個(gè)扇板包括葉板框、葉板、葉板軸；葉板通過(guò)葉板軸安裝在葉板框上；葉板包括位于同一平面上的葉片部一和葉片部二，葉片部一和葉片部二均固定在葉板軸的側(cè)壁上，且分別位于葉板軸的相對(duì)兩側(cè)；葉板框的內(nèi)側(cè)上設(shè)置一圈內(nèi)沿，內(nèi)沿的尺寸滿足：葉片部一無(wú)法通過(guò)葉板框而抵持在內(nèi)沿上，但允許葉片部二通過(guò)葉板框，且在葉片部一抵持在內(nèi)沿上時(shí)，整個(gè)葉板遮蓋內(nèi)沿圈成的窗口；葉板框的一側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在相應(yīng)的葉輪上，且在轉(zhuǎn)動(dòng)連接處固定止擋塊在葉輪上，止擋塊通過(guò)自身的厚度限制葉板框在相對(duì)葉輪呈90度開(kāi)合時(shí)繼續(xù)旋轉(zhuǎn)；

多個(gè)浮筒，其安裝在支架上用于懸浮支架。

作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，葉板軸固定在葉板的三分之二處。

進(jìn)一步地，葉片部一占葉板的三分之二，葉片部二占葉板的三分之一。

作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，葉板軸和葉板一體成型。

作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，葉片部一上開(kāi)設(shè)至少一個(gè)導(dǎo)流孔。

作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，葉片部二上開(kāi)設(shè)至少一個(gè)導(dǎo)流孔。

作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述洋流發(fā)電裝置還包括安裝在支架上用于加強(qiáng)支架的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的多根加強(qiáng)桿。

作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，每個(gè)旋轉(zhuǎn)框架還包括將六個(gè)葉輪依次連接在一起的連接桿。

作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，葉板框的厚度大于內(nèi)沿的厚度。

作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，內(nèi)沿一體成型在葉板框上。

本發(fā)明滿足海洋供電設(shè)備的用電需求，可以將整個(gè)裝置置于水下，針對(duì)海洋洋流和暗流水流的流動(dòng)形式獲得水的流動(dòng)能，從而可運(yùn)用在遠(yuǎn)離陸地且較為惡劣的深海海域中；能夠高效利用海洋的洋流或者暗流進(jìn)行發(fā)電，不影響生態(tài)環(huán)境，滿足海洋燈塔設(shè)備的日常用電；相比于先有的發(fā)電裝置較為廉價(jià)，加工方便，發(fā)電較為穩(wěn)定，并且可以根據(jù)洋流層的厚度調(diào)節(jié)該裝置的位置，使其達(dá)到一個(gè)較高的發(fā)電效率，環(huán)境適應(yīng)性較強(qiáng)。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例1的用于海洋燈塔用電的洋流發(fā)電裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為圖1中洋流發(fā)電裝置去除浮筒后的另一個(gè)視角的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為實(shí)施例2的用于海洋燈塔用電的洋流發(fā)電裝置的葉板組件的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

實(shí)施例1

請(qǐng)參閱圖1及圖2，本發(fā)明的用于海洋燈塔用電的洋流發(fā)電裝置包括支架2、兩個(gè)旋轉(zhuǎn)框架、多個(gè)浮筒5、多根加強(qiáng)桿3。加強(qiáng)桿3安裝在支架2上用于加強(qiáng)支架2的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。

浮筒5用于將整個(gè)裝置懸浮于深海中，浮筒5可安裝在支架2，也可以安裝在兩個(gè)旋轉(zhuǎn)框架上，還可以在支架2和兩個(gè)旋轉(zhuǎn)框架上都安裝。

在本實(shí)施例中，支架2和加強(qiáng)桿3都上設(shè)置多個(gè)浮筒5，其中位于支架2和加強(qiáng)桿3端部的浮筒為調(diào)節(jié)浮筒，通過(guò)調(diào)節(jié)浮筒的控制調(diào)整整個(gè)裝置(可采用一個(gè)支架2、兩個(gè)旋轉(zhuǎn)框架構(gòu)成)的位置及控制平衡。浮筒5安裝在支架2內(nèi)，分為預(yù)先設(shè)置好浮力的浮筒和具有調(diào)節(jié)能力的調(diào)節(jié)浮筒，浮筒5為整個(gè)裝置提供浮力，調(diào)節(jié)浮筒設(shè)置在支架2和加強(qiáng)桿3的端部位置，有利于控制和調(diào)節(jié)整個(gè)裝置的位置平衡。

每個(gè)旋轉(zhuǎn)框架包括呈米字型的六個(gè)葉輪4和一個(gè)中心轉(zhuǎn)軸11。呈米字型的六個(gè)葉輪4盡量圓周均分，360度均分，能平穩(wěn)地接收洋流能量和減少單個(gè)葉輪4存在的問(wèn)題，使其發(fā)電均衡。六個(gè)葉輪4的米字型中心通過(guò)中心轉(zhuǎn)軸11轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在支架2上，使葉輪4相對(duì)支架2旋轉(zhuǎn)。

由于充分考慮到洋流的力度，可將整個(gè)裝置延長(zhǎng)，支架2順洋流方向，而加強(qiáng)桿3與洋流方向垂直，設(shè)置多個(gè)加強(qiáng)桿3、浮筒5以及旋轉(zhuǎn)框架有效的控制了整個(gè)裝置的位置不會(huì)因?yàn)檠罅魍苿?dòng)旋轉(zhuǎn)框架而產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)。

由圖1可以看出，每個(gè)葉輪4上的扇板7并排組合，可以更高效率的捕捉到水流的動(dòng)能，葉輪4上安裝有可以做90°旋轉(zhuǎn)具有單向開(kāi)合特性的小葉片即扇板7，水流通過(guò)時(shí)，前后兩個(gè)葉輪4轉(zhuǎn)向相反。對(duì)圖1的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行分析，當(dāng)水流方向自左向右時(shí)，左側(cè)的葉輪4在水流作用下逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，一側(cè)小葉片呈打開(kāi)狀態(tài)，另一側(cè)呈閉合狀態(tài)，在與水流方向垂直的地方受到水流的作用力最大，此時(shí)小葉片呈完全打開(kāi)(閉合)狀態(tài)，以此種單邊受力使得葉輪4能夠轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)。再分析右側(cè)的葉輪，當(dāng)左側(cè)的葉輪小葉片呈打開(kāi)狀態(tài)時(shí)，有水流通過(guò)，右側(cè)的葉輪小葉片受到水流的作用從而呈閉合狀態(tài)，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)與左側(cè)葉輪相反，按順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。在設(shè)計(jì)時(shí)要保證小葉片之間互不影響旋轉(zhuǎn)，還要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)的開(kāi)啟和關(guān)閉，從而帶動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)。

由圖2可以看出，大葉片即葉輪上是由多個(gè)小葉片組成的，小葉片可以90度旋轉(zhuǎn)。在設(shè)計(jì)時(shí)靠近主軸的地方?jīng)]有安裝小葉片，主要有以下幾個(gè)原因：一是靠近主軸位置的水流作用距離短；二是靠近主軸位置如果安裝小葉片，相鄰兩個(gè)大葉片上靠近主軸處的小葉片由于距離過(guò)近，在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)可能會(huì)互相影響，反而效果不好。

為了發(fā)電機(jī)發(fā)電效率更高，需要對(duì)葉輪的轉(zhuǎn)速進(jìn)行增速處理，在傳動(dòng)機(jī)構(gòu)上安裝不同大小機(jī)械齒輪組合，這個(gè)齒輪組合的傳動(dòng)比需要進(jìn)行計(jì)算，根據(jù)發(fā)電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速和葉輪的實(shí)際轉(zhuǎn)速來(lái)確定需要的傳動(dòng)比。主軸上端與能量傳導(dǎo)繩索相連，導(dǎo)致該能量傳導(dǎo)繩索也發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)并產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)力，從而該扭轉(zhuǎn)能量傳遞到了能量傳導(dǎo)繩索的末端，又由于該能量傳導(dǎo)繩索的末端與發(fā)電機(jī)主軸相連，因此該扭轉(zhuǎn)力傳遞給了海流能發(fā)電機(jī)主軸帶動(dòng)主軸轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)電能的產(chǎn)生。

由圖1可以看出，為了使整個(gè)發(fā)電裝置能夠懸浮在海水中，該裝置增加了懸浮機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)：該裝置的懸浮主要依靠安裝在外圍框架上的圓臺(tái)形狀的懸浮桶來(lái)完成。根據(jù)裝置自身重力來(lái)安裝相對(duì)應(yīng)的懸浮桶數(shù)量，使得裝置可以穩(wěn)定懸浮于水中。而且可以根據(jù)洋流的深度來(lái)改變懸浮桶的數(shù)量以調(diào)整裝置的位置使裝置發(fā)電效率最高，具有一定程度的靈活性。

實(shí)施例2

實(shí)施例2的洋流發(fā)電裝置與實(shí)施例1的洋流發(fā)電裝置的區(qū)別在于，實(shí)施例2的洋流發(fā)電裝置對(duì)每個(gè)扇板7進(jìn)行了改造。

請(qǐng)結(jié)合圖3，每個(gè)葉輪4包括多個(gè)扇板7，每個(gè)扇板7包括葉板框10、葉板8、葉板軸9。葉板8通過(guò)葉板軸9安裝在葉板框10上。葉板8包括位于同一平面上的葉片部一81和葉片部二82。葉片部一81和葉片部二82均固定在葉板軸9的側(cè)壁上，且分別位于葉板軸9的相對(duì)兩側(cè)。

葉輪4之間以連接桿12連接。連接桿12將所有葉輪4的6個(gè)邊一一連接，使其形成一個(gè)受力整體，保護(hù)了旋轉(zhuǎn)框架每組扇板7的受力安全，同時(shí)又消減了力臂過(guò)長(zhǎng)而帶來(lái)的彎折力，消除在運(yùn)動(dòng)中出現(xiàn)憋死現(xiàn)象的可能。

葉板框10的內(nèi)側(cè)上設(shè)置一圈內(nèi)沿83，內(nèi)沿83的尺寸滿足：葉片部一81無(wú)法通過(guò)葉板框10而抵持在內(nèi)沿83上，但允許葉片部二82通過(guò)葉板框10，且在葉片部一81抵持在內(nèi)沿83上時(shí)，整個(gè)葉板8遮蓋內(nèi)沿83圈成的窗口84。

也就是說(shuō)，葉板軸9的頂端和底端分別轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在葉板框10的相對(duì)兩側(cè)上，并與葉板8固定而將葉板8轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在葉板框10上。葉板框10的一側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在相應(yīng)的葉輪4上，且在轉(zhuǎn)動(dòng)連接處固定止擋塊13在葉輪4上，止擋塊13通過(guò)自身的厚度限制葉板框10在相對(duì)葉輪4呈90度開(kāi)合時(shí)繼續(xù)旋轉(zhuǎn)。

葉板框10一般采用矩形結(jié)構(gòu)，如圖3中的長(zhǎng)方形。多個(gè)葉板框10可拼接成網(wǎng)格格局的框架，每個(gè)葉板框10為該框架的其中一個(gè)網(wǎng)格，每個(gè)網(wǎng)格內(nèi)安裝一個(gè)葉板8。葉板8區(qū)別于傳統(tǒng)技術(shù)的結(jié)構(gòu)，葉板8不再是一個(gè)單獨(dú)的平板，而是采用兩個(gè)尺寸不同的葉片部：葉片部一81和葉片部二82。葉片部一81的一端為自由端，葉片部一81的相對(duì)另一端固定在葉板軸9上，葉片部二82的一端也為自由端，葉片部二82的相對(duì)另一端也固定在葉板軸9上，且葉片部一81和葉片部二82分別位于葉板軸9的相對(duì)兩側(cè)上。

在本實(shí)施例中，葉板8包括位于同一平面上的葉片部一81和葉片部二82，葉片部一81和葉片部二82均固定在葉板軸9的側(cè)壁上，且分別位于葉板軸9的相對(duì)兩側(cè)。葉板框10的內(nèi)側(cè)上設(shè)置一圈內(nèi)沿6，內(nèi)沿6的尺寸滿足：葉片部一81無(wú)法通過(guò)葉板框10而抵持在內(nèi)沿6上，但允許葉片部二5通過(guò)葉板框10，且在葉片部一81抵持在內(nèi)沿83上時(shí)，整個(gè)葉板8遮蓋內(nèi)沿83圈成的窗口84。葉板組件能夠在深海中在洋流的作用下更好的開(kāi)合，使得洋流發(fā)電裝置的工作更穩(wěn)定，效率更高。

為了提高內(nèi)沿83的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，內(nèi)沿83可一體成型在葉板框10上。葉片部一81上可開(kāi)設(shè)至少一個(gè)導(dǎo)流孔85，或葉片部二82上可開(kāi)設(shè)至少一個(gè)導(dǎo)流孔85，或葉片部一81和葉片部二82上可分別開(kāi)設(shè)至少一個(gè)導(dǎo)流孔85。葉板框10的厚度大于內(nèi)沿83的厚度。葉板軸9固定在葉板8的三分之二處，如葉片部一81占葉板8的三分之二，葉片部二82占葉板8的三分之一。葉板8與葉板軸9可為一體成型結(jié)構(gòu)。

通過(guò)安裝在葉板框10上，在需要葉板8受力的時(shí)候，通過(guò)水流的作用，使得葉板8的葉片部一81被壓到葉板框10的內(nèi)沿83上，使得力傳遞到葉板框10上，以此來(lái)帶動(dòng)整個(gè)裝置的轉(zhuǎn)動(dòng)。在需要葉板8開(kāi)啟得時(shí)候，在水流的作用下，部分水流通過(guò)導(dǎo)流孔85使得葉板8后面的水由類似于禁止?fàn)顟B(tài)變?yōu)榱鲃?dòng)狀態(tài)，以此使得葉板8能夠更好的打開(kāi)，以此使得整個(gè)裝置運(yùn)行的更為平穩(wěn)。

值得說(shuō)明的是本發(fā)明中所提到的葉板軸9的位置不一定非要是三分之一處，應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果相應(yīng)的進(jìn)行調(diào)整。同理葉板8上的導(dǎo)流孔8的數(shù)量、大小等也應(yīng)該根據(jù)相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行調(diào)整，以達(dá)到最好的效果。

扇板7與中心轉(zhuǎn)軸11連接處的扇板框內(nèi)設(shè)置浮筒5，不設(shè)置葉板。舍棄中心位置葉板8而改為浮筒5，其原因主要是，中心葉板8的力矩不大，由于旋轉(zhuǎn)框架的重量過(guò)重，必須考慮框架底部支撐軸承的受力和使用壽命，因此采用此種設(shè)計(jì)，減輕了底部支撐軸承的負(fù)重，使其轉(zhuǎn)動(dòng)更靈活，同時(shí)延長(zhǎng)使用壽命。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。