一种海上潮汐风力联合发电装置

文档序号:1858022 发布日期:2021-11-19 浏览:25次 >En<

阅读说明:本技术 一种海上潮汐风力联合发电装置 (Offshore tidal wind power combined power generation device ) 是由 王铁柱 于 2021-08-02 设计创作,主要内容包括:本发明涉及一种海上潮汐风力联合发电装置,包括固定组件、第一发电组件和第二发电组件;第一发电组件包括转动杆、连接环、连接臂和受力组件;固定组件内设置有风力发电机,转动杆与风力发电机的输入端传动连接;连接环固定安装在转动杆的下方且与转动杆固定连接;转动杆的上端对称设置有两组连接臂,两组受力组件分别固定安装连接臂的上端,且两组受力组件关于转动杆的中心对称;两组受力组件以转动杆的中轴线为中心做圆周运动;第二发电组件的侧壁与固定组件的一端固定连接,第二发电组件的一端固定安装有控制组件;该海上潮汐风力联合发电装置能充分利用风能和洋流,持续性的进行发电,能量利用率高,适应范围广。(The invention relates to a combined power generation device by sea tide and wind power, which comprises a fixed component, a first power generation component and a second power generation component; the first power generation assembly comprises a rotating rod, a connecting ring, a connecting arm and a stress assembly; a wind driven generator is arranged in the fixed component, and the rotating rod is in transmission connection with the input end of the wind driven generator; the connecting ring is fixedly arranged below the rotating rod and is fixedly connected with the rotating rod; two groups of connecting arms are symmetrically arranged at the upper end of the rotating rod, two groups of stress assemblies are respectively and fixedly arranged at the upper ends of the connecting arms, and the two groups of stress assemblies are symmetrical about the center of the rotating rod; the two groups of stress components do circular motion by taking the central axis of the rotating rod as a center; the side wall of the second power generation assembly is fixedly connected with one end of the fixing assembly, and one end of the second power generation assembly is fixedly provided with the control assembly; the offshore tidal wind combined power generation device can fully utilize wind energy and ocean current to generate power continuously, and is high in energy utilization rate and wide in application range.)

一种海上潮汐风力联合发电装置

技术领域

本发明属于再生能源发电设备技术领域,特别涉及一种海上潮汐风力联合发电装置。

背景技术

潮汐能是一种不消耗燃料、没有污染、不受洪水或枯水影响、用之不竭的再生能源。潮汐发电的工作原理与常规水力发电的原理类似,它是利用潮水的涨、落产生的水位差所具有的势能来发电。

现有的潮汐能发电装置,利用的能源类型单一,不能有效的利用海上的风力和洋流资源;并且现有的风力发电装置主要通过风推动桨叶带动主轴进行发电,不具有在水下发电的功能,因此无法在水下与潮汐能发电装置相结合进行发电。

发明内容

针对上述问题,本发明为了解决现有的潮汐能发电装置利用的能源类型单一,不能合理有效的利用海上的风力和洋流资源,造成资源浪费的问题,提供了一种海上潮汐风力联合发电装置。

一种海上潮汐风力联合发电装置,包括固定组件、第一发电组件和第二发电组件;

第一发电组件包括转动杆、连接环、连接臂和受力组件;固定组件内设置有风力发电机,转动杆与风力发电机的输入端传动连接;

连接环固定安装在转动杆的下方且与转动杆固定连接;

连接环转动卡接在固定组件内;

转动杆的上端对称设置有两组连接臂,两组受力组件分别固定安装连接臂的上端,且两组受力组件关于转动杆的中心对称;

受力组件的中轴线与转动杆的切线方向平行;两组受力组件以转动杆的中轴线为中心做圆周运动;

第二发电组件的侧壁与固定组件的一端固定连接,第二发电组件的一端固定安装有控制组件。

进一步的,固定组件包括第一壳体、挡圈和第一连接柱;

第一壳体的顶板上开设有第一通孔,第一连接柱固定安装在第一壳体内部的底板上;转动杆活动贯穿第一通孔位于第一壳体内部;第一连接柱的中轴线与第一通孔的中轴线重合;

挡圈固定安装在第一壳体的内部底板上且位于第一连接柱的外侧;挡圈的中轴线与第一连接柱的中轴线重合;

第一连接柱的上端还设置有第一挡板;

挡圈的内壁与第一连接柱的外壁之间还设置有第一卡槽,连接环与第一卡槽转动卡接。

进一步的,转动杆的下端传动连接有第二齿轮;风力发电机的输入端上传动连接有第一齿轮;第二齿轮与第一齿轮啮合。

进一步的,连接环包括外圈和内圈;

内圈固定安装在外圈的内部,且位于外圈的下端;外圈的下端转动卡接在第一卡槽内;外圈的上端与转动杆固定连接;内圈位于第一挡板的下方。

进一步的,受力组件包括连接座和第一连接杆;

连接座的一端固定安装在连接臂上,连接座的另一端与第一连接杆的一端固定连接。

进一步的,受力组件还包括伞面和伞骨;

若干组伞骨的一端与第一连接杆的另一端铰接,伞面的内侧与若干组伞骨固定连接。

进一步的,受力组件还包括移动环和弹簧;

移动环活动套接在第一连接杆上;弹簧的一端与第一连接杆的另一端固定连接,移动环通过弹簧与第一连接杆的另一端弹性连接。

进一步的,受力组件还包括第二连接杆;

若干组第二连接杆的一端与移动环铰接,每组第二连接杆的另一端与每组伞骨的另一端铰接,若干组第二连接杆与若干组伞骨一一对应。

进一步的,控制组件包括支撑柱、托盘、浮漂和第二挡板;

支撑柱为空心柱状结构,支撑柱的上端固定安装有托盘;浮漂设置在托盘上;

第二挡板滑动卡接在支撑柱下端的卡槽内;浮漂通过连接缆绳与第二挡板传动连接;连接缆绳活动贯穿托盘和支撑柱。

进一步的,第二发电组件包括第二壳体和水轮发电机组;

第二壳体固定安装在第一壳体的一侧,第二壳体内部包括第一空腔和第二空腔;第二空腔的海拔位置高于第一空腔的海拔位置;

水轮发电机组设置在第一空腔内;第一空腔的一端与外部连通,第二挡板插接在第一空腔的一端,且与第一空腔的底板留有间隔;第一空腔的另一端与第二空腔的一端连通,第二空腔的另一端与大气连通。

本发明的有益效果是:

1、本发明所公开的一种海上潮汐风力联合发电装置,当风或洋流推动其中一组受力组件的伞面内侧时,伞面和伞骨被撑开,增大了阻力,带动移动环向远离连接座的方向移动,弹簧被压缩;另一组受力组件的伞面的外侧受到风或洋流的推动,伞面和伞骨合拢,减小了阻力,带动移动环向靠近连接座的方向移动,弹簧被拉伸;此时,由于两组伞面受到的阻力大小不一样,受力较大的一组伞面主动沿转动杆的中轴线做圆周运动,从而带动转动杆转动,使得风力发电机开始发电,使得发电装置能充分利用风能和洋流,持续性的进行发电,能量利用率高,适应范围广。

2、本发明所公开的一种海上潮汐风力联合发电装置,当两组伞面运动到平衡位置时,其中一组弹簧从压缩状态开始复位,扩张的伞面开始合拢,使得伞面的内侧推动空气产生与运动方向相反的推力,在空气的反作用力下使得其中一组受力组件沿当前方向继续做圆周运动;另一组弹簧从拉伸状态开始复位,合拢的伞面开始扩张,使得伞面的外侧推动空气产生与运动方向相反的推力,在空气的反作用力下使得另一组受力组件沿当前方向继续做圆周运动;使得风力发电机处于持续发电状态,发电更稳定,适应范围更广。

3、本发明所公开的一种海上潮汐风力联合发电装置,内圈固定安装在外圈的内部,且位于外圈的下端;外圈的下端转动卡接在第一卡槽内;外圈的上端与转动杆固定连接;内圈位于第一挡板的下方;使得内圈的中轴线始终与第一连接柱的中轴线重合,外圈在第一卡槽内更加稳定的转动,确保转动杆转动时的稳定性,避免损坏第一齿轮和第二齿轮。

本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述,并且在某种程度上,基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的,或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明作优选的详细描述,其中:

图1为本发明一种海上潮汐风力联合发电装置的结构示意图;

图2为本发明一种海上潮汐风力联合发电装置中固定组件的结构示意图;

图3为本发明一种海上潮汐风力联合发电装置中第一发电组件的结构示意图;

图4为本发明一种海上潮汐风力联合发电装置中连接环的结构示意图;

图5为本发明一种海上潮汐风力联合发电装置中受力组件的结构示意图;

图6为本发明一种海上潮汐风力联合发电装置中控制组件与第二发电组件的结构示意图。

附图标记:1、固定组件;11、第一壳体;1101、第一通孔;12、风力发电机;13、第一齿轮;14、挡圈;15、第一连接柱;16、第一挡板;17、第一卡槽;2、第一发电组件;21、转动杆;22、第二齿轮;23、连接环;231、外圈;232、内圈;24、连接臂;25、受力组件;251、连接座;252、第一连接杆;253、移动环;254、弹簧;255、伞面;256、伞骨;257、第二连接杆;3、控制组件;31、支撑柱;32、托盘;33、浮漂;34、连接缆绳;35、第二挡板;4、第二发电组件;41、第二壳体;411、第一空腔;412、第二空腔;42、水轮发电机组。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式,本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用,本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用,在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是,以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想,在不冲突的情况下,以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

其中,附图仅用于示例性说明,表示的仅是示意图,而非实物图,不能理解为对本发明的限制;为了更好地说明本发明的实施例,附图某些部件会有省略、放大或缩小,并不代表实际产品的尺寸;对本领域技术人员来说,附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件;在本发明的描述中,需要理解的是,若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明,不能理解为对本发明的限制,对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

本发明实施例提出了一种海上潮汐风力联合发电装置,包括固定组件1、第一发电组件2、控制组件3和第二发电组件4,示例性的,如图1所示。

第一发电组件2的一端转动卡接在固定组件1内,且第一发电组件2的另一端位于固定组件1外部,第一发电组件2用于将风能转换为电能;

第二发电组件4的侧壁与固定组件1的一端固定连接,第二发电组件4的一端固定安装有控制组件3,控制组件3用于控制进入第二发电组件4的水流大小,第二发电组件4用于将潮汐能转换为电能。

固定组件1包括第一壳体11、挡圈14和第一连接柱15,示例性的,如图2所示。

第一壳体11的顶板上开设有第一通孔1101,第一连接柱15固定安装在第一壳体11内部的底板上;第一连接柱15的中轴线与第一通孔1101的中轴线重合;

挡圈14固定安装在第一壳体11的内部底板上且位于第一连接柱15的外侧;挡圈14的中轴线与第一连接柱15的中轴线重合。

第一连接柱15的上端还设置有第一挡板16;

挡圈14的内壁与第一连接柱15的外壁之间还设置有第一卡槽17,第一发电组件2的一端贯穿第一通孔1101与第一卡槽17转动卡接。

第一壳体11的内部底板上还固定安装有风力发电机12的本体;风力发电机12的输入端上传动连接有第一齿轮13;第一齿轮13与第一发电组件2传动连接。

第一发电组件2包括转动杆21、连接环23、连接臂24和受力组件25,示例性的,如图3所示。

转动杆21的下端传动连接有第二齿轮22,第二齿轮22与第一齿轮13啮合;连接环23固定安装在第二齿轮22的下方且与转动杆21固定连接;

连接环23可转动卡接在第一卡槽17内。

转动杆21的上端对称设置有两组连接臂24,两组受力组件25分别固定安装连接臂24的上端,且两组受力组件25关于转动杆21的中心对称。

受力组件25的中轴线与转动杆21的切线方向平行;两组受力组件25能以转动杆21的中轴线为中心做圆周运动;受力组件25通过接收风能带动转动杆21转动,将风能转换为机械能,再通过第二齿轮22与第一齿轮13啮合,并与风力发电机12的输入端传动连接,使得机械能转换为电能。

连接环23包括外圈231和内圈232,示例性的,如图4所示。

内圈232固定安装在外圈231的内部,且位于外圈231的下端;外圈231的下端转动卡接在第一卡槽17内;外圈231的上端与转动杆21固定连接;内圈232位于第一挡板16的下方;使得内圈232的中轴线始终与第一连接柱15的中轴线重合,外圈231在第一卡槽17内更加稳定的转动,确保转动杆21转动时的稳定性,避免损坏第一齿轮13和第二齿轮22。

受力组件25包括连接座251、第一连接杆252、移动环253、弹簧254、伞面255和第二连接杆257,示例性的,如图5所示。

连接座251的一端固定安装在连接臂24上,连接座251的另一端与第一连接杆252的一端固定连接;

第一连接杆252的另一端铰接有若干组伞骨256的一端,伞面255的内侧与若干组伞骨256固定连接。

移动环253活动套接在第一连接杆252上;弹簧254的一端与第一连接杆252的另一端固定连接,移动环253通过弹簧254与第一连接杆252的另一端弹性连接。

移动环253上还铰接有若干组第二连接杆257的一端,每组第二连接杆257的另一端与每组伞骨256的另一端铰接,若干组第二连接杆257与若干组伞骨256一一对应。

示例性的,当第一发电组件2位于水面之上时,风吹动其中一组受力组件25的伞面255的内侧时,伞面255和伞骨256被撑开,增大了风阻,带动移动环253向远离连接座251的方向移动;弹簧254被压缩;

另一组受力组件25的伞面255的外侧受到风的吹动,伞面255和伞骨256合拢,减小了风阻,带动移动环253向靠近连接座251的方向移动,弹簧被拉伸;

此时,由于两组伞面255受到的风阻不一样,受力较大的一组伞面255主动沿转动杆21的中轴线做圆周运动,从而带动转动杆21转动,使得风力发电机12开始发电。

当两组伞面255运动到平衡位置时,其中一组弹簧254从压缩状态开始复位,扩张的伞面255开始合拢,使得伞面255的内侧推动空气产生与运动方向相反的推力,在空气的反作用力下使得其中一组受力组件25沿当前方向继续做圆周运动;

另一组弹簧254从拉伸状态开始复位,合拢的伞面255开始扩张,使得伞面255的外侧推动空气产生与运动方向相反的推力,在空气的反作用力下使得另一组受力组件沿当前方向继续做圆周运动。

同理,当第一发电组件2位于水下时,无论潮汐运动还是洋流,海水均沿一定途径大规模流动,此时水流推动其中一组伞面255的内侧,伞面255和伞骨256被撑开,增大了阻力,带动移动环253向远离连接座251的方向移动;弹簧254被压缩;另一组伞面255的外侧受到水流的推动,伞面255和伞骨256合拢,减小了阻力,带动移动环253向靠近连接座251的方向移动,弹簧被拉伸;由于两组伞面255受到的水流阻力不一样,受力较大的一组伞面255主动沿转动杆21的中轴线做圆周运动,从而带动转动杆21转动;

当两组受力组件25运动到平衡位置时,其中一组受力组件25的弹簧254从压缩状态开始复位,扩张的伞面255开始合拢,将伞面255内侧的海水排出,对海水产生与运动方向相反的推力,在海水的反作用力下使得其中一组受力组件沿当前方向继续运动;

另一组受力组件25的弹簧254从拉伸状态开始复位,合拢的伞面255开始扩张,使得伞面255的外侧对海水产生与运动方向相反的推力,在海水的反作用力下使得另一组受力组件沿当前方向继续做圆周运动,使得风力发电机12处于持续发电状态,发电更稳定,适应范围更广。

通过设置两组受力组件25,使得发电装置能充分利用风能和洋流,持续性的进行发电,能量利用率高,适应范围广。

控制组件3包括支撑柱31、托盘32、浮漂33和第二挡板35;第二发电组件4包括第二壳体41和水轮发电机组,示例性的,如图6所示。

支撑柱31为空心柱状结构,支撑柱31的上端固定安装有托盘32;浮漂33设置在托盘32上;

第二挡板35滑动卡接在支撑柱31下端的卡槽内;浮漂33通过连接缆绳34与第二挡板35传动连接;连接缆绳34活动贯穿托盘32和支撑柱31。

示例性的,在涨潮的时候,浮漂33会随着水位的增加而上升,从而带动第二挡板35在支撑柱31的卡槽内沿竖直方向向上移动;在退潮之后,浮漂33失去水提供的浮力而落在托盘32上,使得第二挡板35在支撑柱31的卡槽内沿竖直方向向下移动。

第二壳体41固定安装在第一壳体11的一侧,第二壳体41内部包括第一空腔411和第二空腔412;第二空腔412的海拔位置高于第一空腔411的海拔位置。

水轮发电机组42设置在第一空腔411内;第一空腔411的一端与外部连通,第二挡板35插接在第一空腔411的一端,且与第一空腔411的底板留有间隔。第一空腔411的另一端与第二空腔412的一端连通,第二空腔412的另一端与大气连通。

示例性的,在涨潮的时候,浮漂33会随着水位的增加而上升,从而带动第二挡板35在支撑柱31的卡槽内沿竖直方向向上移动;使得水流从第一空腔411的一端流入,在通过水轮发电机组42后,水轮发电机组42进行发电,最后将水储存在第二空腔412内。

在退潮的时候,浮漂33会随着水位的下降而下降,从而带动第二挡板35在支撑柱31的卡槽内沿竖直方向向下移动;使得水流从第一空腔411的一端流出时,只能从第二挡板35与第一空腔411的间隔中流出,减小了第一空腔411内水的流出量,使得水轮发电机组42的发电更稳定。

最后说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本技术方案的宗旨和范围,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

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