海底潮汐能發電裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種發電裝置，特別涉及一種利用海底潮汐能發電的裝置。
【背景技術】
[0002]近年來，礦物燃料所排放的溫室氣體對氣候造成的負面影響日益凸顯，人們為此開始積極開發各種可再生能源，如風能、太陽能和各種海洋能。在風能和太陽能的利用方面，人類已經取得了不少成果，但在對海浪、洋流和潮汐等海洋能的利用方面，受制于成本和技術因素，一直未能取得突破性進展。我國毗鄰西北太平洋，海域面積廣闊，其中蘊藏著巨大的可再生綠色能源，開發海洋區域的新能源，可以有效的解決我國面臨的嚴峻的能源危機和環境問題，對我國的經濟社會可持續發展具有重大的意義。
[0003]目前利用海洋潮汐能發電主要存在兩種形式，其一，利用勢能發電，在漲潮時將海水儲存在水庫內，以勢能的形式保存；在落潮時放出海水，利用高、低潮位之間的落差，推動水輪機旋轉，帶動發電機發電。其二，利用海底洋流的動能發電，海洋在月亮萬有引力作用下，產生潮漲潮退，加上風力等作用下產生的波浪會在海底引發巨大的洋流，利用這種現象，我們可以在海底安裝渦輪發電機，利用洋流牽動渦輪旋轉，帶動發電機發電。這其中，利用海底的潮汐能發電時，發電裝置深藏海底，運作安靜，不會干擾海洋生物；而且海洋潮汐能變化規律，在日照缺乏的地區，海洋能量比太陽能和風能都穩定。
[0004]目前，在挪威北極圈附近的哈默弗斯特地區，以及蘇格蘭地區都建有海底潮汐電場，使用水下渦輪機利用潮汐能量發電，供給家庭和企業使用。由于海底潮汐能發電尚處于萌芽階段，利用海底洋流發電的裝置發展尚不成熟，海底潮汐發電大都選在水流湍急的地區，以適應發電的需要。當洋流較大時發電機支撐軸的轉速也隨之增大帶來較好的發電效果，當洋流較小時，發電效果也隨之受到影響。
【發明內容】
[0005]本實用新型的目的是克服上述技術的不足，提供一種海底潮汐能發電裝置，該裝置不僅可以使渦輪的朝向隨洋流的流動方向發生改變，而且通過添加鰭狀翼，提高了渦輪前后壓差，進而提高了發電效率，使本裝置可以適應不同海域，以及同一海域不同時間的洋流情況。
[0006]為了達到上述技術目的本實用新型采用如下方案:
[0007]—種海底潮汐能發電裝置，包括:旋轉體、底座和渦輪發電系統，旋轉體經軸承和支撐軸與底座相連接，所述的旋轉體內設有安裝渦輪發電系統的腔室，旋轉體的迎流面上設有與腔室內相連通的進流通道，旋轉體的上端面設有與腔室內相連通的出流通道，渦輪發電系統中的渦輪經支架設在進流通道內，旋轉體上端面出流通道的出流口設有中空的鰭狀翼，鰭狀翼的橫截面呈拋物線狀，鰭狀翼的縱截面呈鯊魚鰭狀，鰭狀翼的正面為封閉的迎流面，鰭狀翼的背面為開口的低壓面，鰭狀翼內設有導流板，導流板將鰭狀翼內至少分隔成兩個獨立的與腔室相連通的出流通道，所述旋轉體的迎流面與所述鰭狀翼的迎流面方向一致。
[0008]本實用新型將渦輪發電系統安裝在旋轉體迎流面的進流通道內，并在旋轉體頂部加裝了直立的鰭狀翼，由于鰭狀翼和旋轉體迎流面方向一致，因此，當海底洋流方向發生改變時，鰭狀翼可以自動調節旋轉體的角度，使旋轉體的進流口始終迎向洋流流來的方向從而獲得最大的海底潮汐能。同時，由于鰭狀翼的橫截面呈拋物線狀，縱截面呈鯊魚鰭狀，且內部中空，這樣就會在迎流面和背流面形成壓差，使背流面處于低壓環境中，提高渦輪前后的壓差，再加上導流板對出流口處洋流的引導的作用，在同樣的環境中，渦輪葉片受到海底洋流的推動作用會更強，轉速更高。同時，還可以通過調整鰭狀翼的大小來進一步控制渦輪前后壓差，進而調整渦輪功率。
[0009]本實用新型進一步，將旋轉體設計成柱狀結構，且旋轉體的迎流面為弧面，這種設計可以減輕迎流面的水流阻力，分散洋流帶來的水流壓力。
[0010]為了增強導流板的作用，上述技術方案，進一步將導流板縱向彎曲，且彎曲方向與鰭狀翼鯊魚鰭狀的縱截面彎曲方向一致。
[0011]上述技術方案將中導流板在縱向彎曲的基礎上，進一步對導流板進行橫向彎曲，且彎曲方向與鰭狀翼拋物線狀的橫截面彎曲方向一致。
[0012]本實用新型中鰭狀翼數量最優為3個，各鰭狀翼的迎流面方向一致并與旋轉體的迎流面方向相同。
[0013]本實用新型為了增強裝置安裝在海底的穩定性，使用的底座由立柱、支撐臂和支腳組成，所述旋轉體經軸承和支撐軸與立柱的頂端相連接，立柱的底端均布著3個水平的支撐臂，支撐臂之間的夾角為120度，支撐臂的末端分別設有支腳。三個水平的支撐臂向外延伸，使整個裝置安裝時跨度更大，更加穩定。
[0014]本實用新型進一步，在立柱與3個水平的支撐臂之間分別設有定位桿，立柱、支撐臂和定位桿所在的邊形成直角三角形的結構，定位桿的添加可以穩定立柱的位置，防止裝置偏斜。
[0015]在上述技術方案中進一步，還設有控制系統，所述控制系統由流向傳感器、流速傳感器、微處理器和控制器組成，流向傳感器和流速傳感器分別經纜線與微處理器相連接，微處理器與控制器經纜線相連接，控制器與支撐軸相連接。目前海洋潮汐能發電技術主要存在的問題是:渦輪輸入軸與發動機的驅動軸直接相連，在海底洋流的作用下，葉片轉動帶動發電機發電，當洋流較大時，一是容易對渦輪的葉片造成較大的沖擊；二是葉片轉動過快帶動發動機轉子轉速過快，使發電機產生線圈過熱、機械損傷、過流過壓等現象。因此，在本裝置上增加了控制系統，控制系統內的流向傳感器和流速傳感器，可以隨時檢測洋流的流向與流速，一旦洋流速度超過預警值，微處理器接收到流速信號，會迅速根據流向傳感器傳來的流向信號，對控制器發出命令，此時，控制器可以通過對支撐軸角度的控制，強制性的改變旋轉體迎流面的方位，避免直接正對洋流而造成的機械損傷。
[0016]本實用新型的有益效果在于:1.渦輪大小可以調節，通過使用較小的渦輪，提高轉速，直驅發電機，提高發電效率，降低發電機成本。2.鰭狀翼不僅幫助調節旋轉體的角度使渦輪葉片總是正對洋流流來的方向，而且可以在背流面形成低壓環境，提高渦輪前后壓差，在同樣的環境中，渦輪葉片受到海底洋流的推動作用會更強，轉速更高。3.通過調整鰭狀翼的大小可以控制渦輪前后壓差，進而對渦輪的功率進行調整。4.本裝置增加控制器，可以根據海底洋流的流速與方向，即時調整旋轉體的角度，避免洋流過大時渦輪正對洋流而造成的機械損傷。
【附圖說明】
[0017]圖1是本實用新型迎流面結構示意圖。
[0018]圖2是本實用新型背流面的結構示意圖。
[0019]圖3是本實用新型旋轉體腔室的內部結構示意圖。
[0020]圖4是本實用新型鰭狀翼縱截面的示意圖。
[0021]圖5是本實用新型控制系統的