阅读说明：本技术 采用组合叶板水平轴动力机且具有能量增效功能的动力源自锁定海洋能发电站 (Power source self-locking ocean power station adopting combined blade plate horizontal shaft power machine and having energy synergistic function ) 是由 施焱森 于 2019-09-04 设计创作，主要内容包括：本发明属于海洋能和风能发电技术领域,具体公开了一种采用组合叶板水平轴动力机且具有能量增效功能的动力源自锁定海洋能发电站。其包括能量源自锁定船体和若干台组合叶板水平轴动力机；组合叶板水平轴动力机包括框架、动力轴和若干片组合叶板；组合叶板包括格栅板体和活门叶板,活门叶板可以在组合叶板分别处于拾能状态和受阻状态时自动封闭和自动导通格栅板体,以提高拾能效率和降低阻力；能量源自锁定船体上设置有增效装置和发电设备。组合叶板水平轴动力机安装在能量源自锁定船体上且部分置于增效槽的槽体内,当海水从增效槽的槽体内流过时,组合叶板可以源源不断的拾取来自海洋能的能量。本发明具有能量效率高和适应性强等显著的技术效果。(The invention belongs to the technical field of ocean energy and wind energy power generation, and particularly discloses a power source self-locking ocean energy power station which adopts a combined blade plate horizontal shaft power machine and has an energy synergistic function. The energy source locking device comprises a locking ship body and a plurality of combined blade plate horizontal shaft power machines; the combined blade plate horizontal shaft power machine comprises a frame, a power shaft and a plurality of combined blade plates; the combined blade plate comprises a grid plate body and a valve blade plate, and the valve blade plate can be automatically closed and automatically conducted on the grid plate body when the combined blade plate is in an energy picking state and a blocked state respectively so as to improve the energy picking efficiency and reduce the resistance; the energy source is provided with a synergistic device and power generation equipment on the locking ship body. The combined blade plate horizontal shaft power machine is arranged on the energy source locking ship body and is partially arranged in the groove body of the synergy groove, and when seawater flows through the groove body of the synergy groove, the combined blade plate can continuously pick up energy from ocean energy. The invention has the obvious technical effects of high energy efficiency, strong adaptability and the like.)

采用组合叶板水平轴动力机且具有能量增效功能的动力源自 锁定海洋能发电站

技术领域

本发明属于海洋能和风能发电技术领域，具体公开了一种采用组合叶板且具有能量增效功能的动力源自锁定海洋能发电站。

背景技术

现有海洋能风能发电设备具有如下缺陷：1、风能发电设备只能适用于风力发电，不适用于海洋能发电，海洋能发电设备只适用于海洋能发电，不适用于风能发电，适应性不足；2、现有海洋能和风能发电设备大多是采用如图5所示的桨叶或风刀结构，有效能量俘获面积小，能量收集效率低；3、现有海洋能和风能发电设备在运转时候，无法避免动力机的运转阻力，成为改进叶片结构、增大有效能量俘获面积的瓶颈；4、现有海洋能发电站大多是采用风电设备的动力机，由于海水的密度约是空气的1000倍，造成海洋能发电站的能量效率低下，发电效率最低时仅有3.25％；5、现有用于海洋能的发电设备，由于无法解决动力机运转阻力的问题，不能适用于在大风大浪的恶劣环境中使用，极大限制了项目的回报率，而大风大浪的应用环境，恰恰是海洋能比较集中的区域或时刻。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种采用组合叶板且具有能量增效功能的动力源自锁定海洋能发电站，以解决现有技术中存在的技术问题。

本发明为解决其技术问题而采用的解决方案为：

一种采用组合叶板水平轴动力机且具有能量增效功能的动力源自锁定海洋能发电站，其包括能量源自锁定船体和若干个组合叶板水平轴动力机；

组合叶板水平轴动力机包括框架、动力轴和若干片组合叶板；动力轴安装在框架的中心部位，框架旋转时，可以带动动力轴一起旋转；组合叶板安装在框架上，用于接收风能和/或海洋能，以推动框架旋转；组合叶板包括格栅板体和活门叶板，格栅板体可以允许风和/或海水通过，活门叶板可以在组合叶板分别处于拾能状态和受阻状态时自动封闭和自动导通格栅板体，以提高拾能效率和降低阻力；

能量源自锁定船体上设置有增效装置，增效装置包括增效槽，增效槽包括进水口、槽体和排水口；组合叶板水平轴动力机安装在能量源自锁定船体上，且部分设置于增效槽的槽体内，当海水从增效槽的槽体内流过时，组合叶板可以源源不断的拾取来自海洋能的能量。

作为本发明采用组合叶板且具有能量增效功能的动力源自锁定海洋能发电站的优选，框架包括平行设置的第一框架组和第二框架组，第一框架组包括第一外框架和第一内框架，第一外框架和第一内框架之间固定连接；第二框架组包括第二外框架和第二内框架，第二外框架和所述第二内框架之间固定连接；第一外框架和第二外框架之间设置有若干个外支架，第一内框架和第二内框架的对应位置处设置有若干个内支架；组合叶板安装在外支架和内支架上。进一步优选地，框架还包括第一框架连接组件和第二框架连接组件；第一框架连接组件包括第一三轴连接器和若干根第一框架连接杆，第一框架连接杆同时固定在第一外框架和第一内框架上，并通过第一三轴连接器和所述动力轴建立固定连接；第二框架连接组件包括第二三轴连接器和若干根第二框架连接杆，第二框架连接杆同时固定在第二外框架和第二内框架上，并通过第二三轴连接器和动力轴建立固定连接。

作为本发明采用组合叶板且具有能量增效功能的动力源自锁定海洋能发电站的优选，格栅板体为格栅板或多孔板，活门叶板为柔性板体；活门叶板固定在框架和/或格栅板体上，可以在格栅板体处于拾能状态时封闭格栅板体，还可以在格栅板体处于受阻状态时导通格栅板体。

作为本发明采用组合叶板且具有能量增效功能的动力源自锁定海洋能发电站的优选，组合叶板水平轴动力机还包括防滑落部件，防滑落部件设置在内支架之间，用于防止活门叶板滑落。

作为本发明采用组合叶板且具有能量增效功能的动力源自锁定海洋能发电站的优选，第一框架组上还设置有第一端盖板，第二框架组上还设置有第二端盖板；第一端盖板和第二端盖板均为不透风和不透水结构；第一端盖板和第二端盖板之间围合成用于汇聚风能和/或海洋能的增效通道。

作为本发明采用组合叶板且具有能量增效功能的动力源自锁定海洋能发电站的优选，增效装置还包括单向门和过滤装置；单向门设置在增效槽的排水口处，用于限定海水的流向；过滤装置设置在增效槽的进水口处，用于滤除海水中的杂物。

作为本发明采用组合叶板且具有能量增效功能的动力源自锁定海洋能发电站的优选，还包括锁定装置，锁定装置为平板结构，设置于能量源自锁定船体的船尾，用于通过适应风力和/或波浪以跟踪和锁定海洋能的能量来源。

作为本发明采用组合叶板且具有能量增效功能的动力源自锁定海洋能发电站的优选，还包括船体稳固装置，船体稳固装置设置于能量源自锁定船体上，可以为缆绳和/或链条，用于固定或稳定能量源自锁定船体。

作为本发明采用组合叶板且具有能量增效功能的动力源自锁定海洋能发电站的优选，能量源自锁定船体为多体复合船体，包括至少两个互相并联的单体船，增效槽的槽体设置于并联的单体船之间，增效槽的进水口设置于船头位置，增效槽的排水口设置于船尾位置。

作为本发明采用组合叶板且具有能量增效功能的动力源自锁定海洋能发电站的优选，采用组合叶板水平轴动力机且具有能量增效功能的动力源自锁定海洋能发电站还包括能量传送装置和发电设备，能量传送装置用于将组合叶板水平轴动力机收集到的能量传送给发电设备，发电设备用于将机械能转化为电能；进一步优选地，还包括能量储存装置和/或并网装置；能量储存装置用于存储来自发电设备的电能，并网装置用于实现电力并网。

有益的技术效果：

1、现有海洋能动力机均是采用类似于风力发电机风叶或风刀或桨叶的动力结构，本发明突破技术常规，提供了一种全新的采用组合叶板且具有能量增效功能的动力源自锁定海洋能发电站。

2、本发明提供的采用组合叶板且具有能量增效功能的动力源自锁定海洋能发电站，不但可以收集风能，还可以收集海洋能，同时适用于在海洋上和陆地上工作。在海洋能的应用环境中，更是可以同时收集海上的风能和海洋能，具有良好的适应性。

3、本发明采用平板式的多个组合叶片代替传统的风桨，明显增加了有效能量俘获面积，提高了能量收集效率。

4、本发明公开的组合叶片具有自导通和自封闭功能，当动力机置于符合工作条件的水流中时，水流冲击处于下端的组合叶板，组合叶板处于拾能状态，透水孔或透风孔被活门叶板关闭，格栅板体处于封闭的位置上，推动框架转动，产生机械能。当组合叶板做功完毕，则处于上升阶段或受阻状态，此时活门叶板将透水孔或透风孔打开，格栅板体处于导通状态，从而卸掉了大部分的上升阻力，动力机因此获得了更强的推动力，如此周而复始可以源源不断的俘获来自风力或海洋的能量。因此，在有效能量俘获面积方面，本发明采用了平板式的动力叶片结构，具有较高的拾能效率，在克服运转阻力方面，本发明采用了自导通自封闭组合叶板，减少了动力叶片的运转阻力，相比现有技术具有显著的技术进步性。

5、本发明提供的采用组合叶板且具有能量增效功能的动力源自锁定海洋能发电站，由于在运转时候可以最大可能的降低动力机的运转阻力，因此无论是在平缓的环境中发电，还是在大风大浪的环境中发电，均可以取得令人满意的能量收集效果。

6、本发明提供的采用组合叶板且具有能量增效功能的动力源自锁定海洋能发电站中，在本领域内首次采用了双重增效技术，通过在能量源自锁定船体上设置增效装置，以及在第一框架组和第二框架组之间形成增效通道，可以将能量俘获效率提高到现有海洋能发电站的三倍以上。

7、本发明提供的采用组合叶板且具有能量增效功能的动力源自锁定海洋能发电站还具有动力源自动锁定功能，通过在船体上设置锁定装置以及采用船体稳固装置，可以有效实现风能和/或海洋能动力源的自动锁定效果。当风能和/或海洋能动力源转向时，锁定装置可以带动能量源自锁定船体跟随动力源转动，以使动力机始终处于最佳的能量收集状态。

以下结合说明书附图和

具体实施方式

，对本发明的技术方案和技术效果进行详细介绍。

附图说明

图1：优选实施例一后侧视图。

图2：优选实施例一前侧视图。

图3：优选实施例一中动力机结构放大图。

图4：优选实施例二中动力机结构放大图。

图5：现有海洋能发电站海底运转示意图。

标识说明：

10-框架，20-动力轴，30-组合叶片，40-增效装置，50-锁定装置，60-能量传送装置，70-发电设备，80-船体稳固装置；

110-第一框架组，120-第二框架组，130-外支架，140-内支架，150-第一框架连接组件，160-第二框架连接组件，170-防滑落部件，180-增效通道；

310-格栅板体，320-活门叶板；

410-增效槽，420-单向门，430-过滤装置；

1110-第一外框架，1120-第一内框架，1130-第一端盖板，1140-第一集流板；

1210-第二外框架，1220-第二内框架，1230-第二端盖板，1240-第二集流板；

1510-第一三轴连接器，1520-第一框架连接杆；

1610-第二三轴连接器，1620-第二框架连接杆；

4110-进水口，4120-槽体，4130-排水口。

具体实施方式

优选实施例一

请参阅图1-图3，本发明优选实施例一中公开的采用组合叶板且具有能量增效功能的动力源自锁定海洋能发电站，包括能量源自锁定船体，能量源自锁定船体上安装有四台组合叶板水平轴动力机10，以及与每台组合叶板水平轴动力机10配套使用的能量传送装置60、发电设备70，以及能量储存装置和/或并网装置。

能量传送装置60用于将组合叶板水平轴动力机10收集到的能量传送给发电设备，发电设备70用于将机械能转化为电能，能量储存装置用于存储来自发电设备的电能，并网装置用于实现电力并网。能量传送装置60可以是皮带轮传动系统或齿轮传动系统(比如齿轮箱)或现有技术中的其他传动结构或装置，发电设备70可以是现有技术中的各种发电机，能量储存装置可以是现有技术中的各种电池组或电池箱或其他能量储存装置。

组合叶板水平轴动力机10包括框架10、动力轴20和24片组合叶片30。

框架10包括平行设置的第一框架组110和第二框架组120(或者叫左框架组和右框架组)，第一框架组110和第二框架组120结构类似，各包括一个外框架、一个内框架和若干个框架连接组件。框架连接组件用于将外框架和内框架紧固成一体。外框架和内框架的对应部位分别设置有用于安装组合叶片30的外支架130和内支架140。具体而言，第一框架组110包括第一外框架1110和第一内框架1120，第一外框架1110和第一内框架1120之间固定连接；第二框架组120包括第二外框架1210和第二内框架1220，第二外框架1210和第二内框架1220之间固定连接；第一外框架1110和第二外框架1210之间设置有若干个外支架130，第一内框架1120和第二内框架1220的对应位置处设置有若干个内支架140；组合叶板30安装在外支架130和内支架140上。

框架10还包括第一框架连接组件150和第二框架连接组件160；第一框架连接组件150包括第一三轴连接器1510和若干根第一框架连接杆1520，第一框架连接杆1520同时固定在第一外框架1110和第一内框架1120上，并通过第一三轴连接器1510和动力轴20建立固定连接；第二框架连接组件160包括第二三轴连接器1610和若干根第二框架连接杆1620，第二框架连接杆1620同时固定在第二外框架1210和第二内框架1220上，并通过第二三轴连接器1610和动力轴20建立固定连接。

动力轴20，通过两个三轴连接器固定安装在框架10的中心部位，框架10旋转时，可以带动动力轴20一起旋转。

24片组合叶板30，均匀安装在框架10上或者说安装在框架10的外支架1110和内支架1210上，用于接收风能和/或海洋能，以推动框架10旋转。每一片组合叶板30均包括格栅板体310和活门叶板320，格栅板体310可以允许风和/或海水通过，活门叶板320可以在组合叶板30分别处于拾能状态和受阻状态时自动封闭和自动导通格栅板体310，以提高拾能效率和降低阻力。具体而言，格栅板体310为不锈钢材质的格栅板或多孔板，活门叶板320为塑胶材质的可弯曲折叠变形的柔性板体；活门叶板320固定安装在格栅板体310上，固定点设置于接近内支架140的部位。

当水流冲击处于框架10下端的组合叶板30时，组合叶板30处于拾能状态，活门叶板320在重力的作用下贴附在格栅板体310的表面，格栅板体310上的透水孔或透风孔被关闭，格栅板体310处于封闭的状态，组合叶板30推动框架10旋转，进而带动动力轴20旋转，实现了海洋能的收集。随着框架10的继续旋转，当前收集能量的组合叶板30做功完毕，逐渐处于上升阶段，此时组合叶片30的工作状态转变为受阻状态；活门叶板320在重力的作用下，逐渐离开格栅板体310，将透水孔或透风孔打开，使格栅板体310处于导通状态，从而卸掉了大部分的上升阻力，赋予动力机更强的推动力。如此循环，可以源源不断的将来自风力或海洋的能量收集起来，进而再通过动力轴20将能量输送至能量传送装置60和发电设备70。

本发明中的能量源自锁定船体可以是单体船或多体船，本优选实施例中采用的能量源自锁定船体为多体复合船体，共包括四个互相并联的单体船。多体复合船体上设置有增效装置40、锁定装置50和船体稳固装置80。

增效装置40包括增效槽410、单向门420和过滤装置430。增效槽410设置于两个邻接的单体船之间，结构上包括进水口4110、槽体4120和排水口4130。增效槽410的进水口4110设置于船头位置，增效槽410的排水口4130设置于船尾位置。单向门420设置在增效槽410的排水口4130处，用于限定海水的流向；过滤装置430设置在增效槽410的进水口4110处，用于滤除海水中的杂物。单向门420包括门板和转轴，门板通过转轴铰接在增效槽410的排水口4130处，数量上可以是一个或多个。当海水从增效槽410内向外流动时，单向门420被海水冲开，从而打开增效槽410的排水口4130；当海水从增效槽410的排水口4130向增效槽410内流动时，单向门420在海水的压力作用下向内转动，从而闭合增效槽410的排水口4130，阻止海水反向流动，如此可以限制海水的流动方向，取得能量增效的技术效果。

锁定装置50为平板结构，设置于能量源自锁定船体的船尾，用于通过适应风力和/或波浪，以跟踪和锁定海洋能的能量来源。当风能和/或海洋能动力源转向时，锁定装置可以带动能量源自锁定船体跟随动力源转动，以使动力机始终处于最佳的能量收集状态。

船体稳固装置80设置于能量源自锁定船体上，用于固定或稳定能量源自锁定船体，可以是缆绳和/或链条或现有技术中的其他类似机构或装置。

组合叶板水平轴动力机安装在能量源自锁定船体上，且部分设置于增效槽410的槽体4120内，当海水从增效槽410的槽体4120内流过时，组合叶板30可以源源不断的拾取来自海洋能的能量。

综上所述，本发明通过采用能量源自锁定船体和组合叶板水平轴动力机10的技术路线，以及通过在能量源自锁定船体上配置增效装置40、锁定装置50和船体稳固装置80，突破了现有海洋能发电站采用风电桨叶作为动力机的技术常规，提供了一种全新的采用组合叶板且具有能量增效功能的动力源自锁定海洋能发电站。

本发明提供的采用组合叶板且具有能量增效功能的动力源自锁定海洋能发电站，不但可以收集风能，还可以收集海洋能，同时适用于在海洋上和陆地上工作。在海洋能的应用环境中，更是可以同时收集海上的风能和海洋能，具有良好的适应性。

在有效能量俘获面积方面，本发明采用多片平板式的动力叶片结构，明显增加了有效能量俘获面积，提高了能量收集效率。在克服运转阻力方面，本发明采用自导通自封闭的组合叶板，减少了动力叶片的运转阻力，有效降低了动力机的运转阻力。无论是在平缓的环境中发电，还是在大风大浪的环境中发电，均可以取得令人满意的能量收集效果。

本发明提供的采用组合叶板且具有能量增效功能的动力源自锁定海洋能发电站还具有动力源自动锁定功能，通过在船体上设置锁定装置以及采用船体稳固装置，可以有效实现风能和/或海洋能动力源的自动锁定效果。

优选实施例二

请参阅图4，本发明优选实施例二中公开了另一种采用组合叶板且具有能量增效功能的动力源自锁定海洋能发电站，该采用组合叶板水平轴动力机且具有能量增效功能的动力源自锁定海洋能发电站与优选实施例一中的结构大体相同，差异之处在于，本优选实施例中采用了一种自带增效结构的组合叶板水平轴动力机。如图中所示，第一框架组110上还设置有第一端盖板1130，第二框架组120上还设置有第二端盖板1230；第一端盖板1130和第二端盖板1230均为不透风和不透水结构；第一端盖板1130和第二端盖板1230之间围合成用于汇聚风能和/或海洋能的增效通道180。

设置在组合叶板水平轴动力机上的增效通道180和设置在能量源自锁定船体上的增效装置40构成双重增效结构，该双重增效结构或双重增效技术可以显著增加海洋能和风能的能量收集效率。据现场实测，本优选实施例中公开的采用组合叶板且具有能量增效功能的动力源自锁定海洋能发电站可以将海洋能发电站的能量效率提高到现有设备的三倍以上。

在本优选实施例一个变化的实施例中，第一端盖板1130上还设置有第一集流板1140或第一集流部，第二端盖板1230上还设置有第二集流板1240或第二集流部。或者，第一集流板1140也可以为独立的部件，固定安装在第一端盖板1130和/或第一外框架1110上；第二集流板1240也可以为独立的部件，固定安装在第二端盖板1230和/或第二外框架1210上。增加集流板的实施例可以进一步提高风能和/或海洋能的收集效率。

在本优选实施例另一个变化的实施例中，组合叶板水平轴动力机还包括防滑落部件170，防滑落部件170设置在内支架140之间，用于防止活门叶板320滑落。

需要特别说明的是，本发明中采用第一、第二的命名方式，比如第一框架组和第二框架组等等，仅是为了区分结构或功能相同的组件或部件，并非暗示相关组件或部件具有特殊的结构或功能或先后次序，现有技术中的相关组件或部件，只要可以完成相应的功能，均可以实现本发明的技术方案，取得预期的技术效果。

以上结合说明书附图和具体实施例对本发明的技术方案和技术效果进行了详细阐述，应该说明的是，说明书中公开的具体实施方式仅是本发明较佳的实施例而已，所述领域的技术人员还可以在此基础上开发出其他的实施例；任何不脱离本发明创新理念的简单变形和等同替换均涵盖于本发明，属于本专利的保护范围。