對稱型半遮蔽式潮流能發電裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及潮流能發電技術領域，尤其涉及一種半遮蔽裝置及應用該半遮蔽裝置的潮流能發電機組。
【背景技術】
[0002]潮流主要是指伴隨潮汐現象而產生的有規律的海水流，潮流每天兩次改變其大小和方向。潮流能與潮汐不同，潮汐是漲潮和退潮引起的海水升降，潮流是海水的水平運動，潮汐所攜帶的能量是勢能，可以采用筑壩蓄水發電等方式加以利用，而而潮流能發電則是直接利用潮水水流沖擊葉輪等機械裝置帶動發電機工作進行發電。
[0003]與常規能源相比較，潮流能具有以下優點:清潔可再生;能量總儲量大;變化有規律可預測;不需要攔海建壩，且發電機組通常都浸沒在海水中，對海洋生物影響較小，不會對環境產生三廢污染，也不存在常規水電建設中常見的占用農田、移民安置等問題。
[0004]由于具備上述優點，潮流能的開發被日益重視。潮流能資源是未來能源的重要補充，特別是在解決海島的能源供應上意義重大。目前的潮流能發電機組的獲能效率較低，而垂直軸發電裝置的優點在于可以在潮流方向相反時均能進行發電，具有一定的優勢。本項目中的半遮蔽垂直軸潮流能發電機組能有效提尚潮流能發電機組的效率，提尚潮流能的利用率，促進潮流能這種新能源的開發利用。
[0005]目前常規的潮流能發電機組的缺陷在于:采用普通的垂直軸水輪機，潮流流動方向垂直于水輪機軸向的時候，水輪機的葉片轉動方向將有一半的時間與來流方向相反，來流反而阻礙水輪機的轉動。若水輪機設計工況為順時針轉動，當水輪機葉片轉到左側時，旋轉方向將于潮流流動方向相反，阻礙水輪機的轉動，降低其獲能效率。
【發明內容】
[0006]本發明所要解決的技術問題是提供一種半遮蔽裝置和使用這種半遮蔽裝置的潮流能發電機組，這種發電裝置可以在深水航道作業，提供穩定連續的電能，對潮流能利用率較高。
[0007]上述技術問題可以通過如下的技術手段加以解決:一種半遮蔽裝置，包括導流部和葉輪配合部，所述半遮蔽裝置為內部是空腔的空腔式浮體結構，包括上下兩個表面和垂直于水平面設置的側面，所述半遮蔽裝置的上、下表面均為平行于水平面的平面結構，上下平面結構上分別開有孔，可注入壓載水和空氣來控制殼體在水中浮力；半遮蔽裝置的側面至少其中一個壁為包含導流部和葉輪配合部的曲面壁，所述葉輪配合部在水平面上的投影為向內凹進的半圓弧，所述導流部在水平面上的投影為向內凹進的曲線，導流部對稱設置在葉輪配合部的兩側并與葉輪配合部相連接。采用空腔式浮體結構，可以實現深水航道作業，充分利用深水區的潮流能。使用中潮流流經導流部時在導流部的引導作用下轉向集中沖擊葉輪，使葉輪旋轉，可以提高潮流能的利用效率。
[0008]為實際需要，上述半遮蔽裝置可以設計成兩種形式，一種是單邊式半遮蔽裝置，一種是雙邊式半遮蔽裝置。其中，單邊式半遮蔽裝置的結構的側面與曲面壁相對的一個壁是在水平面投影為直線的平面壁，所述平面壁與曲面壁直接相連接。而雙邊式半遮蔽裝置的側面具有兩個對稱設置的曲面壁，兩個曲面壁直接相互連接。
[0009]應用上述半遮蔽裝置可以裝配成潮流能發電機組，這種發電機組包括底座和發電機組件，上述的單邊式半遮蔽裝置和雙邊式半遮蔽裝置，所述發電機組件包括襟翼型垂直軸水輪機、與襟翼型垂直軸水輪機的轉軸相連接的發電裝置和與發電裝置通過電纜相連接的儲能裝置，發電裝置和儲能裝置都連接有電線或電纜;所述襟翼型垂直軸水輪機的外徑小于半遮蔽裝置上葉輪配合部的內徑;襟翼型垂直軸水輪機的軸心在一條直線上排列成一行，每兩臺襟翼型垂直軸水輪機之間安裝有一部雙邊式半遮蔽裝置，行兩端的襟翼型垂直軸水輪機的外側各安裝有一個單邊式半遮蔽裝置，兩單邊式半遮蔽裝置相對排列，各半遮蔽裝置上葉輪配合部的軸心與距離其最近的襟翼型垂直軸水輪機的軸心重合，各半遮蔽裝置都固定在所述底座上。
[0010]為了使半遮蔽裝置在海水中穩定工作，可以在半遮蔽裝置上端前后位置通過多根防銹錨鏈從各角度拉住該裝置，以免其被不同方向的水流沖倒，錨鏈的其中一端固定在半遮蔽裝置上端，另外一端固定在海底，錨鏈與半遮蔽裝置通過鎖緊裝置鎖緊，在需要時可以解開，以便裝置上浮到水面進行維護。
[0011]半遮蔽裝置之間通過設于襟翼型垂直軸水輪機上方的連接板相連接，連接板上設有軸孔，軸孔內設有與襟翼型垂直軸水輪機的轉軸相配合的軸承，襟翼型垂直軸水輪機的轉軸穿過軸承并通過聯軸器與發電裝置相連接。連接板可以起到緊固和加強連接強度的作用。
[0012]襟翼型垂直軸水輪機的葉片上設有水平加強筋，用于加強葉片的強度。
[0013]襟翼型垂直軸水輪機由槳轂和在槳轂外周等距排列的槳葉構成，槳葉的尖端設有襟翼，槳轂的中心固定有襟翼型垂直軸水輪機的轉軸，槳葉的數量優選為3至6個，適當數量的水輪機葉片能保證獲能效率最尚。
[0014]槳葉的襟翼與槳葉主體夾角設有一個可調節的角度，所述襟翼的長邊的高度為其短邊的4-6倍。這樣能有效提高水流對水輪機的沖擊，提高潮流利用率。
[0015]發電裝置包括變速箱和發電機，變速箱的輸入軸通過聯軸器與襟翼型垂直軸水輪機的轉軸相連接，變速箱的輸出軸與發電機的轉軸相連接;儲能裝置為蓄電池。變速箱可以采用齒輪變速箱，也可以采用液壓變速箱。
[0016]本發明的有益之處在于:與現有技術相比，半遮蔽裝置采用了空腔式結構，具有浮力，可以在深水航道進行設置和作業;此外，本裝置使用中，潮流經過半遮蔽裝置的作用，其流動方向將發生改變，水流將更多的垂直沖擊水輪機葉片，并且不會有水流方向與水輪機葉片旋轉方向相反，襟翼型水輪機葉片，可以隨著來留的方向和流速改變與主葉片的夾角，從而提高獲能效率;本裝置型線簡單，一方面便于制造，另一方面相鄰兩個半遮蔽裝置會產生互相有利的作用，進一步增強水輪機的獲能效率;儲能裝置可以在發電能力強時儲存電能，發電能力弱的時候補充輸出電能，保證整體發電機的電能輸出穩定。
【附圖說明】
[0017]圖1是對稱式半遮蔽潮流能發電裝置的立體圖；
[0018]圖2是單邊式半遮蔽裝置的立體圖；
[0019]圖3是單邊式半遮蔽裝置的俯視圖；
[0020]圖4是雙邊式半遮蔽裝置的俯視圖；
[0021 ]圖5是發電機組的俯視圖(僅保留半遮蔽裝置和葉輪)；
[0022]圖6是襟翼型垂直軸水輪機的結構示意圖(俯視)。
【具體實施方式】
[0023]圖1為所述對稱式半遮蔽潮流能發電裝置的立體圖，該裝置包括半遮蔽裝置1、發電裝置以及可伸縮式粧腿組成。如圖2及圖3所示的半遮蔽裝置1，是單邊式的半遮蔽裝置，其包括導流部111和葉輪配合部112，半遮蔽裝置具有特色的型線設計，兼具遮蔽和導流作用。其內部為空腔式浮體結構，殼體上下表面分別開有孔15，可注入壓載水和空氣來控制殼體在水中的浮力，半遮蔽裝置1包括上下兩個表面和垂直于水平面設置的側面，其上、下表面均為平行于水平面的平面結構且用于注入壓載水的孔15分別位于上下表面上;半遮蔽裝置1的側面有四個壁，其中一個壁為包含導流部和葉輪配合部的曲面壁11，葉輪配合部112在水平面上的投影為向內凹進的半圓弧，導流部111在水平面上的投影為向內凹進的曲線，導流部對稱設置在葉輪配合部的兩側并與葉輪配合部相連接，與曲面壁11相對的一個壁是