專利名稱：一種半潛式洋流風(fēng)力組合發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種發(fā)電系統(tǒng)。具體說(shuō)，是能夠同時(shí)利用洋流和洋流進(jìn)行發(fā)電的半潛式洋流風(fēng)力組合發(fā)電系統(tǒng)，其具有對(duì)洋流進(jìn)行聚集、收儲(chǔ)、增速、轉(zhuǎn)換等功能。
背景技術(shù)：
眾所周知，為減少對(duì)自然資源的過(guò)度開(kāi)發(fā)、利用，目前世界各國(guó)都比較重視利用自然流體來(lái)進(jìn)行發(fā)電，這其中包括風(fēng)力發(fā)電和洋流發(fā)電。傳統(tǒng)的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)和洋流發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電機(jī)均是利用洋流和洋流(可統(tǒng)稱流體)在大尺度范圍內(nèi)不同地點(diǎn)之間壓強(qiáng)差形成的勢(shì)能引起的宏觀流動(dòng)進(jìn)行發(fā)電，這種方式對(duì)于流體的應(yīng)用幾乎已經(jīng)達(dá)到極限，而對(duì)于流體本身所攜帶的靜壓力勢(shì)能則無(wú)法被利用。為了提升這類發(fā)電機(jī)的功率，就只能一味增加其動(dòng)力機(jī)與流體間的接觸面積，結(jié)果通常的做法是必須配備巨大的葉片，從而導(dǎo)致這類發(fā)電機(jī)的體形巨大，制造成本較高。以洋流發(fā)電系統(tǒng)為例，如果需要建設(shè)一個(gè)兆瓦級(jí)的洋流發(fā)電系統(tǒng)，其動(dòng)力機(jī)葉片需要截獲的洋流面積必須達(dá)到幾十萬(wàn)平方米，這不但需要投入大量的制造成本，而且還會(huì)對(duì)海洋生態(tài)系統(tǒng)造成較大的影響。近些年來(lái)，有人提出了將洋流發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電進(jìn)行組合的發(fā)電方式，即在一個(gè)浮臺(tái)的上方和下方分別設(shè)置風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)和洋流發(fā)電系統(tǒng)。這種方式雖然能夠同時(shí)對(duì)洋流和洋流兩種流體進(jìn)行組合利用，但其獲取能量的方式仍然是常規(guī)的風(fēng)力發(fā)電和洋流發(fā)電方式，即只是將這兩種發(fā)電方式進(jìn)行簡(jiǎn)單的組合，并沒(méi)有產(chǎn)生特別的效果。而且在海上設(shè)置浮臺(tái)畢竟不同于陸地，由于受到浮臺(tái)尺寸的限制，其風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)和洋流發(fā)電系統(tǒng)的尺寸通常都較小，即便是在高速洋流和風(fēng)力的海域，其產(chǎn)生的電能也非常有限，而其制造成本往往要高于兩臺(tái)同級(jí)別的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的總和，因此不具有很大的利用價(jià)值。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決 的問(wèn)題是提供一種半潛式洋流風(fēng)力組合發(fā)電系統(tǒng)，這種發(fā)電系統(tǒng)，體積較小，可降低制造成本，而且它對(duì)流體的利用率很高，能夠產(chǎn)生較高的電能。為解決上述問(wèn)題，采取以下方案:本實(shí)用新型的半潛式洋流風(fēng)力組合發(fā)電系統(tǒng)包括浮臺(tái)，浮臺(tái)的上表面設(shè)置有風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，浮臺(tái)內(nèi)設(shè)置有發(fā)電機(jī)，浮臺(tái)的四周均布有懸浮艙，浮臺(tái)的下方有橫向布置的洋流管道。其特點(diǎn)是所述洋流管道包括聚流管道、渦輪艙和排流管道，聚流管道、渦輪艙和排流管道依次呈橫向同軸連接。所述浮臺(tái)下端連接有呈豎向布置的浮筒，浮筒的徑向相對(duì)筒壁上有一對(duì)開(kāi)口，所述渦輪艙從該對(duì)開(kāi)口穿過(guò)，且渦輪艙與開(kāi)口間均呈固定密封連接。在靠近聚流管道一端的渦輪艙內(nèi)有橫向布置的輪筒，該輪筒可在渦輪艙內(nèi)沿渦輪艙軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。所述輪筒的外壁上沿周向均布有渦輪葉片，輪筒與所述發(fā)電機(jī)的輸入軸間呈聯(lián)動(dòng)式配合。所述聚流管道內(nèi)有導(dǎo)流罩，該導(dǎo)流罩為圓錐形，其圓形的一端直徑與輪筒直徑相等且位置對(duì)應(yīng)。本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)方案是所述風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)為聚風(fēng)發(fā)電系統(tǒng)，它包括集風(fēng)筒、聚風(fēng)機(jī)構(gòu)和風(fēng)力發(fā)電機(jī)；所述集風(fēng)筒為呈豎向布置的直筒，集風(fēng)筒上端有集風(fēng)頭；所述集風(fēng)頭為彎頭，其兩端的軸向中心線相垂直，其一端與集風(fēng)筒上端間呈可旋轉(zhuǎn)狀活動(dòng)配合；集風(fēng)筒內(nèi)有導(dǎo)風(fēng)罩，該導(dǎo)風(fēng)罩為錐形，其上端呈封閉狀；導(dǎo)風(fēng)罩底部四周均布有聚風(fēng)管道，該聚風(fēng)管道的口徑自上而下逐漸變??；聚風(fēng)管道上端有調(diào)風(fēng)機(jī)構(gòu)，聚風(fēng)管道下端與所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)的進(jìn)風(fēng)口相連。這樣，從集風(fēng)筒上端的集風(fēng)頭進(jìn)入的自然風(fēng)集聚到了導(dǎo)風(fēng)罩的四周并分流后直接送給風(fēng)力發(fā)電機(jī)，與傳統(tǒng)風(fēng)力發(fā)動(dòng)機(jī)相比，避免了葉輪中心處的風(fēng)無(wú)法產(chǎn)生力矩的情況，產(chǎn)生的力矩較大，使風(fēng)能得到了充分利用。另外，由于從集風(fēng)筒上端的集風(fēng)頭進(jìn)入的自然風(fēng)在導(dǎo)風(fēng)罩的四周由于截面積不斷減少的緣故，經(jīng)歷了第一次壓縮增速，然后進(jìn)入下端的聚風(fēng)管道，由于在聚風(fēng)管道中從上向下截面積進(jìn)一步減少，利用狹管效應(yīng)，風(fēng)速得到進(jìn)一步提升，更多靜壓力勢(shì)能轉(zhuǎn)換動(dòng)能，使得風(fēng)能功率密度成倍增強(qiáng)，風(fēng)速由幾米每秒增加到幾十米每秒，增速后的風(fēng)直接進(jìn)入風(fēng)力發(fā)電機(jī)，可大大提高風(fēng)力發(fā)電機(jī)的發(fā)電量。本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)方案是所述聚流管道和排流管道均為喇叭狀，它們內(nèi)徑較小的一端分別與渦輪艙的兩端相連接，聚流管道內(nèi)徑較大的一端為洋流進(jìn)口，排流管道內(nèi)徑較大的一端為洋流出口。聚流管道設(shè)計(jì)成喇叭形，可進(jìn)一步增加該系統(tǒng)對(duì)洋流的聚流、增速效果，從而進(jìn)一步減小整個(gè)系統(tǒng)的體積，降低制造成本。根據(jù)伯努利定律，將排流管道設(shè)計(jì)成喇叭形，可使得洋流在排出過(guò)程中，管道橫截面不斷擴(kuò)大，降低尾流速度，減少其所受到的阻力，使得尾流盡快地釋放到海水中，避免其對(duì)洋流管道內(nèi)洋流整體流動(dòng)性的影響。本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)方案是所述輪筒的四周外表面軸向有不少于兩組渦輪葉片，每組渦輪葉片均沿輪筒外表面周向均勻布置，且渦輪葉片的傾斜方向均相同。相鄰的兩組渦輪葉片之間對(duì)應(yīng)的渦輪艙內(nèi)壁上固定有沿周向均布的第一導(dǎo)流板，第一導(dǎo)流板的傾斜方向與渦輪葉片的傾斜方向相反。即在輪筒的外表面軸向采用多級(jí)渦輪葉片串聯(lián)，并在相鄰的兩級(jí)渦輪葉片之間設(shè)置第一導(dǎo)流板來(lái)調(diào)整洋流的流動(dòng)方向，使得洋流與多級(jí)渦輪葉片撞擊后才能排出，從而對(duì)洋流所攜帶的動(dòng)能進(jìn)行充分的利用。本實(shí)用新型的 進(jìn)一步改進(jìn)方案是所述導(dǎo)流罩與輪筒間連接有短直筒，短直筒的外壁上沿周向均布有第二導(dǎo)流板。這樣，可以在洋流沖擊渦輪葉片前，利用第二導(dǎo)流板對(duì)其進(jìn)行規(guī)整，避免亂流和渦流的出現(xiàn)，使洋流沿著第二導(dǎo)流板的表面沖擊渦輪葉片，從而減少洋流動(dòng)能的損耗。本實(shí)用新型的更進(jìn)一步改進(jìn)方案是所述渦輪艙內(nèi)輪筒對(duì)應(yīng)排流管道的一端連接有齒輪箱，輪筒與該齒輪箱的輸入軸間呈同心固定連接，齒輪箱的輸出軸與發(fā)電機(jī)的輸入軸間呈同心固定連接，從而實(shí)現(xiàn)輪筒與發(fā)電機(jī)的輸入軸間的聯(lián)動(dòng)式配合。其中，所述輪筒與齒輪箱的輸入軸間、齒輪箱的輸出軸與發(fā)電機(jī)的輸入軸間均呈同心固定可拆卸狀連接。所述渦輪艙對(duì)應(yīng)排流管道一端的上側(cè)壁、以及與該位置對(duì)應(yīng)的浮臺(tái)上均開(kāi)有艙口，艙口上均有艙門，兩個(gè)艙口的長(zhǎng)度均不小于齒輪箱的長(zhǎng)度，兩個(gè)艙口的寬度均不小于齒輪箱的寬度。所述渦輪艙內(nèi)在齒輪箱下方沿軸向設(shè)置有滑道，當(dāng)齒輪箱的輸入軸和輸出軸均處于拆卸狀態(tài)時(shí)，齒輪箱能夠沿該滑道滑動(dòng)至渦輪艙與排流管道連接的一端，且此時(shí)，齒輪箱與渦輪艙艙口、浮臺(tái)艙口的位置均對(duì)應(yīng)。所述浮臺(tái)的艙口外設(shè)置有桁車，該桁車能夠?qū)X輪箱吊起至浮臺(tái)上方。這樣，當(dāng)齒輪箱出現(xiàn)問(wèn)題需要維修或正常保修時(shí)，只需將齒輪箱的輸入軸和輸出軸分別從輪筒和發(fā)電機(jī)輸入軸上拆除，再通過(guò)滑道將齒輪箱滑動(dòng)至渦輪艙與排流管道連接的一端，然后打開(kāi)渦輪艙和浮臺(tái)上的艙門，利用桁車將齒輪箱吊起，即可進(jìn)行維修保養(yǎng)作業(yè)，從而避免水下作業(yè)的安全隱患。采取上述方案，具有以下優(yōu)點(diǎn):由于本實(shí)用新型的半潛式洋流風(fēng)力組合發(fā)電系統(tǒng)的聚流管道內(nèi)設(shè)置有導(dǎo)流罩，而且該導(dǎo)流罩為圓錐形，這就使得進(jìn)入聚流管道的洋流在經(jīng)過(guò)導(dǎo)流罩時(shí)，其流動(dòng)截面不斷縮小，即利用狹管效應(yīng)將進(jìn)入該管道的洋流自身巨大的靜壓強(qiáng)所具有的勢(shì)能轉(zhuǎn)換成洋流的動(dòng)能，從而增加洋流的流速，極大的提升了洋流動(dòng)能的功率密度。如果洋流入口處的橫截面面積是導(dǎo)流罩圓形端與聚流管道間環(huán)形管道橫截面面積的10倍的話，那么洋流在流動(dòng)過(guò)程中，其流動(dòng)速度將增加至原來(lái)的10倍，由于功率密度與速度的三次方成正比，即功率密度增加至原來(lái)的1000倍，在面積縮小到1/10之一的情況下，總功率增加至洋流入口處的100倍，在發(fā)電量相同的情況下，該聚流管道可大大降低發(fā)電系統(tǒng)整體的體積，從而降低其制造成本。與此同時(shí)，洋流能夠通過(guò)該導(dǎo)風(fēng)罩被分流到渦輪艙內(nèi)壁附近，使其直接作用在渦輪葉片上，避免了傳統(tǒng)的洋流發(fā)電機(jī)葉輪中心的洋流無(wú)法產(chǎn)生力矩的情況，使其最大限度的轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，從而使得洋流攜帶的動(dòng)能被充分的利用，并最終產(chǎn)生較高的電能。

圖1是本實(shí)用新型的半潛式洋流風(fēng)力組合發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1中風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的放大示意圖；圖3是圖中圓圈部分的局部放大示意圖；圖4是本實(shí)用新型的半潛式洋流風(fēng)力組合發(fā)電系統(tǒng)的立體半剖示意圖。
具體實(shí)施方式
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以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明:如圖1至圖4所示，本實(shí)用新型的半潛式洋流風(fēng)力組合發(fā)電系統(tǒng)包括浮臺(tái)2，浮臺(tái)2的上表面設(shè)置有風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，浮臺(tái)2的內(nèi)部中央設(shè)置有機(jī)房19，機(jī)房19內(nèi)設(shè)置有發(fā)電機(jī)1，浮臺(tái)2的四周在機(jī)房19外圍均布有懸浮艙3，浮臺(tái)2的下方有橫向布置的洋流管道，本實(shí)施例分別在洋流管道的兩端至浮臺(tái)2間連接有穩(wěn)定纜4，這樣可增加系統(tǒng)的穩(wěn)定性，避免洋流沖擊對(duì)系統(tǒng)造成的損壞。所述洋流管道包括聚流管道5、渦輪艙10和排流管道15，聚流管道5、渦輪艙10和排流管道15依次呈橫向同軸連接，聚流管道5和排流管道15均為喇叭狀，它們內(nèi)徑較小的一端分別與渦輪艙10的兩端相連接，聚流管道5內(nèi)徑較大的一端為洋流進(jìn)口 6，排流管道15內(nèi)徑較大的一端為洋流出口 14。所述浮臺(tái)2的機(jī)房19下端連接有呈豎向布置的浮筒11，浮筒11的徑向相對(duì)筒壁上有一對(duì)開(kāi)口，所述渦輪艙10從該對(duì)開(kāi)口穿過(guò)，且渦輪艙10與開(kāi)口間均呈固定密封連接。在靠近聚流管道5 —端的渦輪艙10內(nèi)有橫向布置的輪筒9，輪筒9兩端通過(guò)支撐架18支撐在渦輪艙10內(nèi)，且輪筒9與支撐架18間呈可旋轉(zhuǎn)狀配合，使得輪筒9可沿渦輪艙10軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。所述輪筒9的外壁上沿周向均布有渦輪葉片8，渦輪葉片8的傾斜方向均相同。所述渦輪艙10內(nèi)輪筒9對(duì)應(yīng)排流管道15的一端連接有齒輪箱12，輪筒9與齒輪箱12的輸入軸間、齒輪箱12的輸出軸與發(fā)電機(jī)I的輸入軸間均呈同心固定連接，使得輪筒9與發(fā)電機(jī)I的輸入軸間成聯(lián)動(dòng)式配合。所述聚流管道5內(nèi)有導(dǎo)流罩7，該導(dǎo)流罩7為圓錐形，其圓形的一端直徑與輪筒9直徑相等且位置對(duì)應(yīng)。[0020]本實(shí)用新型中，浮臺(tái)2上表面的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)可采用任何形式的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，但由于受到浮臺(tái)2大小的限制，傳統(tǒng)的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉輪尺寸不能過(guò)大，其產(chǎn)生的發(fā)電量可能較小。為了在有限的浮臺(tái)2表面充分利用風(fēng)能，提高風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電量，本實(shí)施例所采用的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)為聚風(fēng)發(fā)電系統(tǒng)，它包括集風(fēng)筒21和風(fēng)力發(fā)電機(jī)24 ;所述集風(fēng)筒21為呈豎向布置的直筒，集風(fēng)筒21上端有集風(fēng)頭20 ;所述集風(fēng)頭20為彎頭，其兩端的軸向中心線相垂直，其一端與集風(fēng)筒21上端間呈可旋轉(zhuǎn)狀活動(dòng)配合；集風(fēng)筒21內(nèi)有導(dǎo)風(fēng)罩25,該導(dǎo)風(fēng)罩25為錐形,其上端呈封閉狀；導(dǎo)風(fēng)罩25底部四周均布有聚風(fēng)管道23，該聚風(fēng)管道23的口徑自上而下逐漸變??；聚風(fēng)管道23上端有調(diào)風(fēng)機(jī)構(gòu)22，聚風(fēng)管道23下端與所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)24的進(jìn)風(fēng)口相連。該聚風(fēng)發(fā)電系統(tǒng)利用狹管效應(yīng)，在提高自然風(fēng)流速的同時(shí)，還避免了傳統(tǒng)的葉輪中心處的風(fēng)無(wú)法產(chǎn)生力矩的情況，可充分利用風(fēng)能，并大大提高風(fēng)力發(fā)電機(jī)的發(fā)電量。為了更好的對(duì)洋流動(dòng)能進(jìn)行充分利用，在所述輪筒9的外表面上可沿軸向設(shè)置多組渦輪葉片8，每組渦輪葉片8均沿輪筒9外表面周向均勻布置，且渦輪葉片8的傾斜方向均相同。相鄰的兩組渦輪葉片8之間對(duì)應(yīng)的渦輪艙10內(nèi)壁上固定有沿周向均布的第一導(dǎo)流板26，第一導(dǎo)流板26的傾斜方向與渦輪葉片8的傾斜方向相反。本實(shí)施例中，在輪筒9的四周外表面軸向設(shè)置有兩級(jí)渦輪葉片8串聯(lián)，并在兩級(jí)渦輪葉片8之間的渦輪艙10內(nèi)壁上設(shè)置第一導(dǎo)流板26來(lái)調(diào)整洋流方向，這樣可大大提高對(duì)洋流動(dòng)能的利用率。在洋流進(jìn)入聚流管道5并經(jīng)過(guò)導(dǎo)流罩7分流后，可能會(huì)出現(xiàn)亂流、渦流，如直接沖擊渦輪葉片8，不僅會(huì)損耗洋流所攜帶的動(dòng)能，而且會(huì)造成渦輪葉片8受力不均而易損壞。因此，本實(shí)施例在所述導(dǎo)流罩7與輪筒9間連接有短直筒27，短直筒27的外壁上沿周向均布有第二導(dǎo)流板28，第二導(dǎo)流板28的傾斜方向與渦輪葉片8的傾斜方向相反。這樣，可以在洋流沖擊渦輪葉片8前，利用第二導(dǎo)流板28對(duì)其進(jìn)行規(guī)整，避免亂流和渦流的出現(xiàn)。也可以在輪筒9對(duì)應(yīng)導(dǎo)流罩7 —端的支撐架18外周上 直接設(shè)置第二導(dǎo)流板28，從而實(shí)現(xiàn)相同的效果。另外，為了便于對(duì)齒輪箱12進(jìn)行維修保養(yǎng)，減少水下作業(yè)的危險(xiǎn)性，本實(shí)施例將輪筒9與齒輪箱12的輸入軸間、齒輪箱12的輸出軸與發(fā)電機(jī)I的輸入軸間均設(shè)計(jì)成同心固定可拆卸狀的連接方式。所述渦輪艙10對(duì)應(yīng)排流管道15 —端的上側(cè)壁、以及與該位置對(duì)應(yīng)的浮臺(tái)2上均開(kāi)有艙口，艙口上均有艙門16，兩個(gè)艙口的長(zhǎng)度均不小于齒輪箱12的長(zhǎng)度，兩個(gè)艙口的寬度均不小于齒輪箱12的寬度。所述渦輪艙10內(nèi)在齒輪箱12下方沿軸向設(shè)置有滑道13，當(dāng)齒輪箱12的輸入軸和輸出軸均處于拆卸狀態(tài)時(shí)，齒輪箱12能夠沿該滑道13滑動(dòng)至渦輪艙10與排流管道15連接的一端，且此時(shí)，齒輪箱12與渦輪艙10艙口、浮臺(tái)2艙口的位置均對(duì)應(yīng)。所述浮臺(tái)2的艙口外還設(shè)置有桁車17，該桁車17能夠?qū)X輪箱12吊起至浮臺(tái)2上方，從而在浮臺(tái)2上即可進(jìn)行齒輪箱12的維修保養(yǎng)作業(yè)。使用時(shí)，將本實(shí)用新型的半潛式洋流風(fēng)力組合發(fā)電系統(tǒng)設(shè)置在海面上，當(dāng)洋流通過(guò)洋流進(jìn)口 6后，經(jīng)口徑逐漸縮小的聚流管道5進(jìn)行增速，之后再經(jīng)過(guò)導(dǎo)流罩7，使得流體截面積進(jìn)一步減小，流速進(jìn)一步增加，增速之后的洋流在遠(yuǎn)離軸心圓環(huán)外圍流動(dòng)，先經(jīng)過(guò)第二導(dǎo)流板28調(diào)整方向之后，以最優(yōu)的角度沖擊第一級(jí)的渦輪葉片8上，推動(dòng)輪筒9旋轉(zhuǎn)。然后，經(jīng)過(guò)第一導(dǎo)流板26改變方向之后的尾流再次沖擊在第二級(jí)的渦輪葉片8上，進(jìn)一步推動(dòng)輪筒9同向旋轉(zhuǎn)，從而增加輪筒9的旋轉(zhuǎn)速度。輪筒9的旋轉(zhuǎn)動(dòng)能可以通過(guò)齒輪箱12傳替至浮臺(tái)2內(nèi)的發(fā)電機(jī)1，并通過(guò)該發(fā)電機(jī)I最終轉(zhuǎn)化為電能，最終的尾流經(jīng)過(guò)排流管道15的洋流出口 14排出。于此同時(shí)，浮臺(tái)2甲板上設(shè)置有聚風(fēng)發(fā)電系統(tǒng)，其集風(fēng)頭20根據(jù)洋面上360°任意方向的來(lái)風(fēng)，進(jìn)行有效釆集，風(fēng)從集風(fēng)頭20進(jìn)入，經(jīng)設(shè)置在集風(fēng)筒21內(nèi)的導(dǎo)風(fēng)罩25和聚風(fēng)管道23，其流動(dòng)口徑逐漸縮小，利用狹管效應(yīng)使得風(fēng)速增加，加速后的管道風(fēng)成噴射狀推動(dòng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)24葉輪旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而帶動(dòng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)24發(fā)電。洋流轉(zhuǎn)化的電能和風(fēng)力轉(zhuǎn)化的電能分別經(jīng)各自設(shè)備后，集中進(jìn)入艙內(nèi)設(shè)置的高壓輸變電設(shè)備中，由電纜輸送到陸基或附近島嶼國(guó)家電網(wǎng)。考慮到系統(tǒng)的維修保養(yǎng)方便，設(shè)計(jì)了可以在管道內(nèi)滑動(dòng)的機(jī)構(gòu)，可將齒輪箱12滑至渦輪艙10尾端，然后用桁車17拉到浮臺(tái)2上部檢修。本實(shí)用新型釆用了浮筒11加組合懸浮艙3的結(jié)構(gòu)，中心浮筒11下部是成倒扣的水杯狀扣在水中，下部是海水，上部是空氣，而浮筒11的大小可以根據(jù)整個(gè)系統(tǒng)的重量設(shè)計(jì)，使其足以支撐整個(gè)浮臺(tái)2，即在保證提供一定浮力的同時(shí)，可通過(guò)該浮筒11增加了整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。浮臺(tái)2四周的多個(gè)懸浮艙3組合，使得運(yùn)輸和安裝較為方便，并且在部分懸浮艙3出現(xiàn)損壞進(jìn)水的情況下，整個(gè)浮臺(tái)2不會(huì)全部進(jìn)水而使得系統(tǒng)沉沒(méi)。整個(gè)系統(tǒng)中，絕大多數(shù)設(shè)備在海面以下(約70%重量在海面下)，當(dāng)海上風(fēng)浪沖擊的時(shí)候，其沖擊力幾乎僅作用在風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)上，而水中的重量將遠(yuǎn)大于海風(fēng)對(duì)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的沖擊，系統(tǒng)將非常平穩(wěn)。本實(shí)用新型結(jié)合了洋流和風(fēng)力發(fā)電，且洋流發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電均利用了狹管效應(yīng)，結(jié)果是在占用較少海域的情況下，可以盡可能的提高發(fā)電量，方便提供給附近島嶼、過(guò)往艦船和管理遠(yuǎn)離大陸離島，暗礁的 人員使用，無(wú)論是民用還是軍用都是不二選擇。
權(quán)利要求1.一種半潛式洋流風(fēng)力組合發(fā)電系統(tǒng)，包括浮臺(tái)(2)，浮臺(tái)(2)的上表面設(shè)置有風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，浮臺(tái)(2)內(nèi)設(shè)置有發(fā)電機(jī)(1)，浮臺(tái)(2)的四周均布有懸浮艙(3)，浮臺(tái)(2)的下方有橫向布置的洋流管道；其特征在于所述洋流管道包括聚流管道(5)、渦輪艙(10)和排流管道(15)，聚流管道(5)、渦輪艙(10)和排流管道(15)依次呈橫向同軸連接；所述浮臺(tái)(2)下端連接有呈豎向布置的浮筒(11 )，浮筒(11)的徑向相對(duì)筒壁上有一對(duì)開(kāi)口，所述渦輪艙(10)從該對(duì)開(kāi)口穿過(guò)，且渦輪艙(10)與開(kāi)口間均呈固定密封連接；在靠近聚流管道(5) —端的渦輪艙(10)內(nèi)有橫向布置的輪筒(9)，該輪筒(9)可沿渦輪艙(10)軸線轉(zhuǎn)動(dòng)；所述輪筒(9)的外壁上沿周向均布有渦輪葉片(8)，輪筒(9)與所述發(fā)電機(jī)(I)的輸入軸間呈聯(lián)動(dòng)式配合；所述聚流管道(5)內(nèi)有導(dǎo)流罩(7)，該導(dǎo)流罩(7)為圓錐形，其圓形的一端直徑與輪筒(9)直徑相等且位置對(duì)應(yīng)。
2.如權(quán)利要求1所述的半潛式洋流風(fēng)力組合發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于所述風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)為聚風(fēng)發(fā)電系統(tǒng)，它包括集風(fēng)筒(21)和風(fēng)力發(fā)電機(jī)(24);所述集風(fēng)筒(21)為呈豎向布置的直筒，集風(fēng)筒(21)上端有集風(fēng)頭(20);所述集風(fēng)頭(20)為彎頭，其兩端的軸向中心線相垂直，其一端與集風(fēng)筒(21)上端間呈可旋轉(zhuǎn)狀活動(dòng)配合；集風(fēng)筒(21)內(nèi)有導(dǎo)風(fēng)罩(25)，該導(dǎo)風(fēng)罩(25)為錐形，其上端呈封閉狀；導(dǎo)風(fēng)罩(25)底部四周均布有聚風(fēng)管道(23)，該聚風(fēng)管道(23)的口徑自上而下逐漸變小；聚風(fēng)管道(23)上端有調(diào)風(fēng)機(jī)構(gòu)(22)，聚風(fēng)管道(23)下端與所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)(24)的進(jìn)風(fēng)口相連。
3.如權(quán)利要求1所述的半潛式洋流風(fēng)力組合發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于所述聚流管道(5)和排流管道(15)均為喇叭狀，它們內(nèi)徑較小的一端分別與渦輪艙(10)的兩端相連接，聚流管道(5)內(nèi)徑較大的一端為洋流進(jìn)口(6)，排流管道(15)內(nèi)徑較大的一端為洋流出口(14)。
4.如權(quán)利要求1所述的半潛式洋流風(fēng)力組合發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于所述輪筒(9)的四周外表面軸向有不少于 兩組渦輪葉片(8)，每組渦輪葉片(8)均沿輪筒(9)外表面周向均勻布置，且渦輪葉片(8)的傾斜方向均相同；相鄰的兩組渦輪葉片(8)之間對(duì)應(yīng)的渦輪艙(10)內(nèi)壁上固定有沿周向均布的第一導(dǎo)流板(26)，第一導(dǎo)流板(26)的傾斜方向與渦輪葉片(8)的傾斜方向相反。
5.如權(quán)利要求1所述的半潛式洋流風(fēng)力組合發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于所述導(dǎo)流罩(7)與輪筒(9)間連接有短直筒(27)，短直筒(27)的外壁上沿周向均布有第二導(dǎo)流板(28)。
6.如權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的半潛式洋流風(fēng)力組合發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于所述渦輪艙(10 )內(nèi)輪筒(9 )對(duì)應(yīng)排流管道(15 )的一端連接有齒輪箱(12 )，輪筒(9 )與該齒輪箱(12)的輸入軸間呈同心固定連接，齒輪箱(12)的輸出軸與發(fā)電機(jī)(I)的輸入軸間呈同心固定連接，從而實(shí)現(xiàn)輪筒(9)與發(fā)電機(jī)(I)的輸入軸間的聯(lián)動(dòng)式配合。
7.如權(quán)利要求6所述的半潛式洋流風(fēng)力組合發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于所述輪筒(9)與齒輪箱(12)的輸入軸間呈同心固定可拆卸狀連接,齒輪箱(12)的輸出軸與發(fā)電機(jī)(I)的輸入軸間呈同心固定可拆卸狀連接；所述渦輪艙(10)對(duì)應(yīng)排流管道(15)—端的上側(cè)壁、以及與該位置對(duì)應(yīng)的浮臺(tái)(2)上均開(kāi)有艙口，艙口上均有艙門(16)，兩個(gè)艙口的長(zhǎng)度均不小于齒輪箱(12)的長(zhǎng)度，兩個(gè)艙口的寬度均不小于齒輪箱(12)的寬度；所述渦輪艙(10)內(nèi)在齒輪箱(12)下方沿軸向設(shè)置有滑道(13)，當(dāng)齒輪箱(12)的輸入軸和輸出軸均處于拆卸狀態(tài)時(shí)，齒輪箱(12)能夠沿該滑道(13)滑動(dòng)至渦輪艙(10)與排流管道(15)連接的一端，且此時(shí)，齒輪箱(12)與渦輪艙(10)艙口、浮臺(tái)(2)艙口的位置均對(duì)應(yīng)；所述浮臺(tái)(2)的艙口外設(shè)置有桁車(17)，該 桁車(17)能夠?qū)X輪箱(12)吊起至浮臺(tái)(2)上方。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種半潛式洋流風(fēng)力組合發(fā)電系統(tǒng)，它包括浮臺(tái)，浮臺(tái)的上表面設(shè)置有風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，浮臺(tái)內(nèi)設(shè)置有發(fā)電機(jī)，浮臺(tái)的四周均布有懸浮艙，浮臺(tái)的下方有橫向布置的洋流管道。其特點(diǎn)是所述洋流管道包括聚流管道、渦輪艙和排流管道，聚流管道、渦輪艙和排流管道依次呈橫向同軸連接。浮臺(tái)下端連接有浮筒，浮筒的徑向相對(duì)筒壁上有開(kāi)口，渦輪艙從開(kāi)口穿過(guò)且呈固定密封連接。在聚流管道一端的渦輪艙內(nèi)有輪筒，輪筒可沿渦輪艙軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。輪筒的外壁沿周向均布有渦輪葉片，輪筒與發(fā)電機(jī)的輸入軸間呈聯(lián)動(dòng)式配合。聚流管道內(nèi)有圓錐形的導(dǎo)流罩，其圓形的一端與輪筒等徑且位置對(duì)應(yīng)。這種發(fā)電系統(tǒng)，體積較小，可降低制造成本，而且它對(duì)流體的利用率很高，能夠產(chǎn)生較高的電能。
文檔編號(hào)F03B3/12GK203146205SQ20132011865
公開(kāi)日2013年8月21日 申請(qǐng)日期2013年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月15日
發(fā)明者李勇強(qiáng), 謝玉琪, 楊偉濤, 張紅旭, 陳志剛 申請(qǐng)人:江蘇中蘊(yùn)風(fēng)電科技有限公司