一種集群聚能海流的發電系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種集群聚能海流的發電系統，包括多套海洋水流能轉換裝置和聚能裝置，所述海洋水流能轉換裝置包括水中能量轉換裝置和岸上能量轉換裝置所述水中能量轉換裝置通過繩索與岸上能量轉換裝置連接，所述水中能量轉換裝置通過來回拉動繩索，將水中能量轉換裝置的水流能量傳遞到岸上能量轉換裝置，岸上能量轉換裝置設置有動力輸出軸，動力輸出軸經所述聚能裝置連接至發電機組。本實用新型實現了將海中的流水能量經轉換輸送到陸地上，然后在陸地上利用該能量發電，而不需將發電裝置安裝在海洋中，系統結構合理，整套系統的各個單機部件全部是現有的成熟技術，通過本系統的合理組合形成了本實用新型的利用海洋水流的發電系統。
【專利說明】一種集群聚能海流的發電系統
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及海洋發電，特別涉及一種集群聚能海流的發電系統，通過在海中設置的多臺貫流式水輪機將海水的流動動能轉換成旋轉機械能，實現海洋水流能量的利用，形成一整套利用海洋水流的發電系統。
【背景技術】
[0002]目前，將海洋潮汐的能量轉換成電能的電站，是唯一實際應用的海洋能電站，它是在海彎或有潮汐的海口筑起水壩，形成水庫發電，實現了海洋能量的利用，是一種再生能源，它相對于火力發電，核能發電具有污染小的優點，但對于環境的影響還是有的，另外能源的穩定性也沒有火力發電，核能發電好，但隨著人們對污染的人士，人們非常希望能夠加大海洋能源的利用。目前海洋發電的難點在于，由于發電設備安裝在海上，因此發電設備需要進行防水、防腐蝕的處理，大大增加了發電設備的投入成本，并且安裝、維護成本也相當高，這些給發展海洋發電帶來了極大的困難，也是造成海洋發電發展步伐遲緩的重要原因。
【發明內容】
[0003]本實用新型的目的在于提供一種集群聚能海流的發電系統，通過在海中設置的多臺貫流式水輪機將海水的流動動能轉換成旋轉機械能，又通過繩索將旋轉的機械能傳遞到岸上，通過岸上設置的多個能量轉換裝置，將多臺貫流式水輪機旋轉機械能還原帶動發電裝置發電，避開了發電設備安裝在海上的不利因素，實現海洋水流能量的利用，形成一整套利用海洋水流的發電系統。
[0004]為了實現上述目的，本實用新型的技術方案是:一種集群聚能海流的發電系統，包括多套海洋水流能轉換裝置和聚能裝置，其中，所述海洋水流能轉換裝置包括將海水流動的水能量轉換為機械動能的水中能量轉換裝置(I)和岸上能量轉換裝置(2)，所述水中能量轉換裝置通過繩索(3)與岸上能量轉換裝置連接，所述水中能量轉換裝置通過來回拉動繩索，將水中能量轉換裝置的水流能量傳遞到岸上能量轉換裝置，岸上能量轉換裝置設置有動力輸出軸(201 )，動力輸出軸(201)經所述聚能裝置(4 )連接至發電機組(5 )。
[0005]進一步是:所述水中能量轉換裝置包括在海水中設置的阻流墻(101)，在阻流墻的中央設有通透的孔洞(101-1 )，所述孔洞中安裝貫流式水輪機(102)，隨著海水穿過阻流墻孔洞正向及反向流動，驅動水輪機正轉和反轉，所述水輪機的水輪軸(102-1)連接水上變速組合(103)，所述水上變速組合的輸出軸(103-0)連接蝸桿(104)，所述蝸桿驅動蝸輪盤(105)轉動，在所述蝸輪盤上設有偏心軸(105-1),所述偏心軸連接并帶動擺齒輪(106)來回擺動，所述擺齒輪通過齒輪(107)與水上繩索套筒(108)連接，齒輪(107)驅動水上繩索套筒正轉和反轉，所述水上繩索套筒的兩端分別設有正向纏繞的繩索(301)和反向纏繞的繩索(302)，兩組繩索與所述岸上能量裝換裝置連接。
[0006]進一步是:所述水上變速組合包括與所述水輪機的水輪軸連接的動力輸入軸(103-1),和與所述蝸桿(104)連接的輸出軸(103-0)，所述動力輸入軸上設置有正轉齒輪(103-2)和反轉齒輪(103-3)，所述正轉齒輪通過正向逆止器(103-4)安裝在動力輸入軸上，所述反轉齒輪與動力輸入軸固定連接，所述正轉齒輪通過第一驅動齒輪(103-5)連接并驅動所述輸出軸(103-0)轉動，所述輸出軸(103-0)通過反向逆止器(103-6)連接第二驅動齒輪(103-7)，所述第二驅動齒輪(103-7)通過介輪(103-8)與動力輸入軸上的反轉齒輪(103-3)嚙合連接；動力輸入軸正轉，正轉齒輪(103-2)通過第一驅動齒輪(103-5)驅動輸出軸(103-0)轉動；動力輸入軸反轉，反轉齒輪(103-3)通過介輪(103-8)、第二驅動齒輪(103-7)和反向逆止器(103-6)驅動輸出軸(103-0)保持原轉動方向轉動。
[0007]進一步是:所述變速組合(103)、蝸桿(104)、蝸輪盤(107)、擺齒輪(106)、齒輪(107)以及水上繩索套筒(108)集中在箱體(109)中，水上繩索套筒套有繩索兩端在所述箱體(109)的外側。
[0008]進一步是:所述岸上能量轉換裝置包括岸上繩索套筒(202)和差速器(215)，所述岸上繩索套筒套有所述動力輸出軸(201)，岸上繩索套筒的中間設置有隔板(203)，隔板兩側的繩索套筒上分別有正向纏繞的繩索(204)和反向纏繞的繩索(205)，其中，岸上繩索套筒的正向纏繞的繩索(204)與水上繩索套筒(108)上的反向纏繞的繩索(302)相連，岸上繩索套筒的反向纏繞的繩索(205)與水上繩索套筒(108)上的正向纏繞的繩索(301)相連；在所述岸上繩索套筒(202)和動力輸出軸(201)之間設置有第一逆止器(206)，在所述岸上繩索套筒上設置有第一傳動齒輪(207)，第一傳動齒輪(207)連接第二傳動齒輪(208)，第二傳動齒輪(208)通過與之連接的連接軸(209)驅動連接第三傳動齒輪(210)，所述第三傳動齒輪(210)與連接軸(209)之間設置有第二逆止器(211)，所述第二逆止器(211)與第一逆止器(206)的超越方向相反，所述第三傳動齒輪(210)通過介輪(212)與第四傳動齒輪(213)連接，所述第四傳動齒輪(213)固定在動力輸出軸(201)上，所述動力輸出軸(201)通過第三逆止器(214)連接驅動所述差速器(215)的輸入軸(215-1)。
[0009]進一步是:所述阻流墻上，圍繞所述中央通透孔洞設置有多個分流通透孔洞(101-2)，在所述分流通透孔洞上設有可調閘板(101-3)，貫流式水輪機轉軸通過傳動齒輪連接有測速裝置(110)，測速裝置(110)的輸出軸與可調閘板(101-3)連接，所述測速裝置(110)根據水輪機轉軸轉速的慢與塊相應調節可調閘板的開與關。
[0010]進一步是:所述測速裝置是飛擺測速裝置。
[0011]進一步是:所述聚能裝置是差速器，所述多套海洋水流能轉換裝置的動力輸出軸(201)分別通過差速器匯集成最終的動力輸出軸與發電機組連接。
[0012]進一步是:所述阻流墻(101)正反兩個阻流面是向內下凹的弧形面。
[0013]進一步是:所述水中能量轉換裝置(I)和岸上能量轉換裝置(2)之間的繩索上設置有浮筒(111)。
[0014]本實用新型與現有技術相比:系統實現了將海中的流水能量經轉換輸送到陸地上，然后在陸地上利用該能量發電，而不需將發電裝置安裝在海洋中，結構合理，整套系統的各個單機部件全部是現有的成熟技術，通過本系統的合理組合形成了本實用新型的系統。
[0015]下面結合附圖和實施例對本實用新型作一詳細描述。
【專利附圖】
【附圖說明】[0016]圖1為本系統的總體結構示意框圖；
[0017]圖2為本系統水中能量轉換裝置結構示意圖；
[0018]圖3為本系統水中能量轉換裝置中的水上變速組合結構示意圖；
[0019]圖4為本系統水中能量轉換裝置中的水上繩索套筒結構示意圖；
[0020]圖5為本系統岸上能量轉換裝置結構示意圖；
[0021]圖6為本系統阻流墻結構示意圖；
[0022]圖7為本系統水上變速組合連接飛擺測速控制器示意圖；
[0023]圖8為本系統多套海洋水流能轉換裝置組合結構示意圖。
【具體實施方式】
[0024]一種利用海洋水流的發電系統，如圖1所示，所述系統包括多套海洋水流能轉換裝置和聚能裝置，所述海洋水流能轉換裝置包括將海水流動的水能量轉換為機械動能的水中能量轉換裝置I和岸上能量轉換裝置2，其中，所述水中能量轉換裝置通過繩索3與岸上能量轉換裝置連接，所述水中能量轉換裝置通過來回拉動繩索，將水中能量轉換裝置的水流能量傳遞到岸上能量轉換裝置，岸上能量轉換裝置設置有動力輸出軸201，動力輸出軸201經所述聚能裝置連接至發電機組4。
[0025]實施例中:如圖2和圖4所示，所述水中能量轉換裝置包括有在海水中設置的阻流墻101、水上變速組合103、蝸桿104、蝸輪盤105、擺齒輪106和水上繩索套筒108，在阻流墻的中央設有通透的孔洞101-1，所述孔洞中安裝貫流式水輪機102，所述貫流式水輪機是可以正反轉的水輪機，隨著海水穿過阻流墻孔洞正向及反向流動，驅動水輪機正轉和反轉，所述水輪機的水輪軸102-1連接所述水上變速組合103，所述水上變速組合103設置有輸出軸103-0，所述水上變速組合的輸出軸103-0連接所述蝸桿104，所述蝸桿驅動所述蝸輪盤105轉動，在所述蝸輪盤上設置有偏心軸105-1，所述偏心軸連接并帶動所述擺齒輪106來回擺動，所述擺齒輪通過齒輪107與所述水上繩索套筒108連接，如圖4所示，齒輪107驅動水上繩索套筒正轉和反轉，所述水上繩索套筒的兩端分別有正向纏繞的繩索301和反向纏繞的繩索302，兩組繩索與所述岸上能量裝換裝置連接，水上繩索套筒正轉，正向纏繞的繩索往水上繩索套筒上纏繞，同時反向纏繞的繩索放繩，水上繩索套筒反轉，則反向纏繞的繩索往水上繩索套筒上纏繞，同時正向纏繞的繩索放繩。
[0026]實施例中:如圖3所示，所述水上變速組合有多種結構組合，其目的是不管水輪軸正轉還是反轉都要保證輸出軸103-0始終朝為一個方向轉動。本實施包所述水上變速組合括與所述水輪機的水輪軸連接的動力輸入軸103-1，和與所述蝸桿104連接的所述輸出軸103-0，所述動力輸入軸上設置有正轉齒輪103-2和反轉齒輪103-3，所述正轉齒輪通過正向逆止器103-4安裝在動力輸入軸上,所述反轉齒輪與動力輸入軸固定連接,所述正轉齒輪通過第一驅動齒輪103-5連接并驅動所述輸出軸103-0轉動，所述輸出軸103-0通過反向逆止器103-6連接第二驅動齒輪103-7，所述第二驅動齒輪103-7通過介輪103-8與動力輸入軸上的反轉齒輪103-3嚙合連接；動力輸入軸正轉，正轉齒輪103-2通過第一驅動齒輪103-5驅動輸出軸103-0轉動；動力輸入軸反轉，反轉齒輪103-3通過介輪103-8、第二驅動齒輪103-7和反向逆止器103-6驅動輸出軸103-0保持原轉動方向轉動。
[0027]實施例中:所述變速組合103、蝸桿104、蝸輪盤107、擺齒輪106、齒輪107以及水上繩索套筒108集中在一個箱體109中，水上繩索套筒套有繩索兩端在所述箱體109的外側。
[0028]實施例中:如圖5所示，所述岸上能量轉換裝置包括岸上繩索套筒202和差速器215，所述岸上繩索套筒套有所述動力輸出軸201，岸上繩索套筒的中間設置有隔板203，隔板兩側的繩索套筒上分別有正向纏繞的繩索204和反向纏繞的繩索205，其中，岸上繩索套筒的正向纏繞的繩索(204)與水上繩索套筒(108)上的反向纏繞的繩索302相連，岸上繩索套筒的反向纏繞的繩索(205)與水上繩索套筒108上的正向纏繞的繩索301相連；在所述岸上繩索套筒202和動力輸出軸201之間設置有第一逆止器206，在所述岸上繩索套筒上設置有第一傳動齒輪207，第一傳動齒輪207連接第二傳動齒輪208，第二傳動齒輪208通過與之連接的連接軸209驅動連接第三傳動齒輪210，所述第三傳動齒輪210與連接軸209之間設置有第二逆止器211，所述第二逆止器211與第一逆止器206的超越方向相反，所述第三傳動齒輪210通過介輪212與第四傳動齒輪213連接，所述第四傳動齒輪213固定在動力輸出軸201上，所述動力輸出軸201通過第三逆止器214連接驅動所述差速器215的輸入軸215-1。
[0029]實施例中:如圖6和圖7所示，所述阻流墻上，圍繞所述阻流墻的中央的通透孔洞設置有多個分流通透孔洞101-2，在所述分流通透孔洞上設置有可調閘板101-3，所述貫流式水輪機轉軸通過傳動齒輪連接有測速裝置110，所述測速裝置110的輸出軸與可調閘板101-3連接，所述測速裝置(110)根據水輪機轉軸轉速的慢與塊相應調節可調閘板的開與關。其中:所述測速裝置是飛擺測速控制裝置，所述飛擺測速控制裝置的控制輸出軸110-1連接控制所述調節可調閘板101-3。通過此種結構可以根據貫流式水輪機的轉速快慢來調節分流通透孔洞上的可調閘板101-3，進而起到了穩速的功能，而飛擺測速控制裝置是一種公知的已知技術，例如在柴油發動機中就有飛擺測速控制裝置，根據這一原理可以非常容易的設計出用于本實施例的飛擺測速控制裝置。
[0030]實施例中:如圖6所示，為了能夠集流水向阻流墻101中央的透孔集中，所述阻流墻101正反兩個阻流面是向內下凹的弧形面，所述內下凹的弧形面用于將流動的海水導流至阻流墻101中央的透孔，因此下凹的弧形面的弧度需要根據阻流墻的長度來進行設計，使其達到最佳效果。
[0031]實施例中:如圖8所示，所述聚能裝置4是是差速器215，所述多套海洋水流能轉換裝置(如圖8中A、B、C、D)的動力輸出軸201分別通過差速器匯集成最終的動力輸出軸與發電機組連接。
[0032]實施例中:如圖1所示，所述水中能量轉換裝置I和岸上能量轉換裝置2之間的繩索上設置有浮筒111，浮筒的設置使得繩索鋪設和使用更加合理方便。
[0033]在本系統的實施方式中，所述的阻流墻可以根據接近岸邊的水流方向靈活的設置在海水中，遠近配合組成最佳的配合形成集群聚能海流的發電系統，實施例中的繩索可以是鋼絲繩索也可以是其它合適的尼龍繩索。實施例中的發電機組包含了穩速裝置，穩速裝置是針對岸上能量轉換裝置動力輸出軸(201)經所述聚能裝置后的動力輸出。系統中的聚能裝置靈活的將數量不等的海洋水流能轉換裝置的能量聚集起來，形成了一個連續不斷轉動的動力輸出軸，由于發電系統設置在岸上，大大簡化了發電系統的防腐安全保護設施，使用傳統的發電系統即可，節約了成本，也使得海洋發電更便于推廣、具有更好的實用性。
【權利要求】
1.一種集群聚能海流的發電系統，包括多套海洋水流能轉換裝置和聚能裝置，所述海洋水流能轉換裝置包括將海水流動的水能量轉換為機械動能的水中能量轉換裝置(I)和岸上能量轉換裝置(2)，其特征在于，所述水中能量轉換裝置通過繩索(3)與岸上能量轉換裝置連接，所述水中能量轉換裝置通過來回拉動繩索，將水中能量轉換裝置的水流能量傳遞到岸上能量轉換裝置，岸上能量轉換裝置設置有動力輸出軸(201)，動力輸出軸(201)經所述聚能裝置(4 )連接至發電機組(5 )。
2.根據權利要求1所述的一種集群聚能海流的發電系統，其特征在于，所述水中能量轉換裝置包括在海水中設置的阻流墻(101 )，在阻流墻的中央設有通透的孔洞(101-1 )，所述孔洞中安裝貫流式水輪機(102)，隨著海水穿過阻流墻孔洞正向及反向流動，驅動水輪機正轉和反轉，所述水輪機的水輪軸(102-1)連接水上變速組合(103)，所述水上變速組合的輸出軸(103-0)連接蝸桿(104)，所述蝸桿驅動蝸輪盤(105)轉動，在所述蝸輪盤上設有偏心軸(105-1)，所述偏心軸連接并帶動擺齒輪(106)來回擺動，所述擺齒輪通過齒輪(107)與水上繩索套筒(108)連接，齒輪(107)驅動水上繩索套筒正轉和反轉，所述水上繩索套筒的兩端分別設有正向纏繞的繩索(301)和反向纏繞的繩索(302)，兩組繩索與所述岸上能量裝換裝置連接。
3.根據權利要求2所述的一種集群聚能海流的發電系統，其特征在于，所述水上變速組合包括與所述水輪機的水輪軸連接的動力輸入軸(103-1 )，和與所述蝸桿(104)連接的輸出軸(103 -0)，所述動力輸入軸上設置有正轉齒輪(103-2)和反轉齒輪(103-3)，所述正轉齒輪通過正向逆止器(103-4)安裝在動力輸入軸上，所述反轉齒輪與動力輸入軸固定連接，所述正轉齒輪通過第一驅動齒輪(103-5)連接并驅動所述輸出軸(103-0)轉動，所述輸出軸(103-0)通過反向逆止器(103-6)連接第二驅動齒輪(103-7)，所述第二驅動齒輪(103-7)通過介輪(103-8)與動力輸入軸上的反轉齒輪(103-3)嚙合連接；動力輸入軸正轉，正轉齒輪(103-2)通過第一驅動齒輪(103-5)驅動輸出軸(103-0)轉動；動力輸入軸反轉，反轉齒輪(103-3)通過介輪(103-8)、第二驅動齒輪(103-7)和反向逆止器(103-6)驅動輸出軸(103-0)保持原轉動方向轉動。
4.根據權利要求2所述的一種集群聚能海流的發電系統，其特征在于，所述變速組合(103)、蝸桿(104)、蝸輪盤(107)、擺齒輪(106)、齒輪(107)以及水上繩索套筒(108)集中在箱體(109)中，水上繩索套筒套有繩索兩端在所述箱體(109)的外側。
5.根據權利要求2所述的一種集群聚能海流的發電系統，其特征在于，所述岸上能量轉換裝置包括岸上繩索套筒(202)和差速器(215)，所述岸上繩索套筒套有所述動力輸出軸(201)，岸上繩索套筒的中間設置有隔板(203)，隔板兩側的繩索套筒上分別有正向纏繞的繩索(204)和反向纏繞的繩索(205)，其中，岸上繩索套筒的正向纏繞的繩索(204)與水上繩索套筒(108)上的反向纏繞的繩索(302)相連，岸上繩索套筒的反向纏繞的繩索(205)與水上繩索套筒(108)上的正向纏繞的繩索(301)相連；在所述岸上繩索套筒(202)和動力輸出軸(201)之間設置有第一逆止器(206)，在所述岸上繩索套筒上設置有第一傳動齒輪(207 )，第一傳動齒輪(207 )連接第二傳動齒輪(208 )，第二傳動齒輪(208 )通過與之連接的連接軸(209)驅動連接第三傳動齒輪(210)，所述第三傳動齒輪(210)與連接軸(209)之間設置有第二逆止器(211)，所述第二逆止器(211)與第一逆止器(206)的超越方向相反，所述第三傳動齒輪(210)通過介輪(212)與第四傳動齒輪(213)連接，所述第四傳動齒輪(213)固定在動力輸出軸(201)上，所述動力輸出軸(201)通過第三逆止器(214)連接驅動所述差速器(215)的輸入軸(215-1)。
6.根據權利要求2所述的一種集群聚能海流的發電系統，其特征在于，所述阻流墻上，圍繞所述中央通透孔洞設置有多個分流通透孔洞(101-2)，在所述分流通透孔洞上設有可調閘板(101-3)，貫流式水輪機轉軸通過傳動齒輪連接有測速裝置(110)，測速裝置(110)的輸出軸與可調閘板(101-3)連接，所述測速裝置(110)根據水輪機轉軸轉速的慢與塊相應調節可調閘板的開與關。
7.根據權利要求6所述的一種集群聚能海流的發電系統，其特征在于，所述測速裝置是飛擺測速裝置。
8.根據權利要求7所述的一種集群聚能海流的發電系統，其特征在于，所述聚能裝置是差速器，所述多套海洋水流能轉換裝置的動力輸出軸(201)分別通過差速器匯集成最終的動力輸出軸與發電機組連接。
9.根據權利要求2所述的一種集群聚能海流的發電系統，其特征在于，所述阻流墻(101)正反兩個阻流面是向內下凹的弧形面。
10.根據上述權利要求至一所述的一種集群聚能海流的發電系統，其特征在于，所述水中能量轉換裝置(I)和 岸上能量轉換裝置(2 )之間的繩索上設置有浮筒(111)。
【文檔編號】F03B13/22GK203770016SQ201420146063
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年3月28日 優先權日:2014年3月28日
【發明者】李家洲 申請人:李家洲