潜标供电的潮流能发电装置的制作方法

1.本实用新型属于潮流能发电领域，尤其是涉及一种潜标供电的潮流能发电装置。


背景技术：

2.潮流能指潮水流动的动能，主要是指月球、太阳等的引力作用引起地球表面海水周期性涨落所带来的能量。与波浪相比，潮流的变化更加平稳且规律。潮流能随潮汐的涨落平均每天2次改变大小和方向，潮流能主要的利用方式是发电，其基本原理类似于风力发电，即将海水的动能转换为机械能进而再将机械能转换为电能。潮流能发电装置不同于传统的潮汐能发电机组，它是一种开放式的海洋能捕获装置，该装置叶轮转速相对要慢很多，一般来说，最大流速在2m/s以上的流动能都具有利用价值，潮流能发电装置根据其透平机械的轴线与水流方向的空间关系可分为水平轴式和垂直轴式两种结构。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本实用新型旨在提出一种潜标供电的潮流能发电装置，以提供一种利用潮流能发电，且能够使用海洋复杂使用环境的装置。
4.为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：
5.一种潜标供电的潮流能发电装置，包括线性列阵俘获系统，线性列阵俘获系统通过潜标系泊系统悬浮在实施位，且线性阵列俘获系统包括若干依次线性排布的单俘获系统，两两单俘获系统之间通过连接系统相连接，单俘获系统包括密封舱、发电机和叶轮，发电机固定安装至密封舱内，叶轮的一端固定安装至转轴的一端，转轴的另一端穿过密封舱固定套接至发电机的传动轴上，且转轴的外围密封连接至密封舱的侧壁，两两相邻的密封舱通过连接系统相连接。
6.进一步的，所述发电机是双输入盘式永磁发电机，发电机的两端分别固定套接一个转轴，每个转轴的一端均设置叶轮，且密封舱内设置轴座，轴座用于支撑转轴的外围。
7.进一步的，所述每个转轴的一端沿径向均布若干叶轮，每个叶轮包括笼式支架和叶片，笼式支架的一端固定连接至转轴的外围，笼式支架的另一端安装叶片。
8.进一步的，所述密封舱包括中舱体两端分别设置的前舱体和后舱体，前舱体和后舱体均为弧形壳体结构，中舱体为中空圆柱结构，发电机固定安装至中舱体内。
9.进一步的，所述连接系统包括关节架，且关节架的两端分别设置一个u形槽，且两个u形槽相互垂直设置，前连接架的一端和后连接架的一端分别通过一个关节轴铰接至一个u形槽内，前连接架的另一端和后连接架的另一端分别固定连接至一个密封舱的外围。
10.进一步的，所述潜标系泊系统包括潜标浮球、铠装光电缆、垂直锚链、重力锚和抓力锚，潜标浮球的外围通过铠装光电缆固定连接至线性列阵俘获系统，且潜标浮球的外围固定连接至垂直锚链的一端，垂直锚链的另一端固定连接至重力锚的一端，重力锚的另一端通过链条固定连接至抓力锚，抓力锚固定抓接至固定位置。
11.进一步的，所述潜标系泊系统的外围设置潜标支架，潜标支架内安装检测单元，检
测单元信号通过铠装光电缆连接至线性列阵俘获系统。
12.线性列阵俘获系统通过铠装光电缆连接至海底线缆。
13.相对于现有技术，本实用新型所述的潜标供电的潮流能发电装置具有以下有益效果：两两相邻的密封舱有三个自由度，使得密封舱能够通过洋流自适应的调整方向，适用海洋多变且复杂的使用环境，线性阵列俘获系统获取潮流能能量，将潮流能转换为叶轮转动的动能，再将动能传送至发电机，驱动发电机发电。
附图说明
14.构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
15.图1为本实用新型实施例所述的潜标供电的潮流能发电装置的结构示意图；
16.图2为本实用新型实施例所述的潜标系泊系统和密封舱配合的结构示意图；
17.图3为本实用新型实施例所述的连接系统的结构示意图；
18.图4为本实用新型实施例所述的密封舱和叶轮配合的结构示意图；
19.图5为本实用新型实施例所述的密封舱和叶轮配合的剖面结构示意图；
20.图6为本实用新型实施例所述的叶轮的结构示意图。
21.附图标记说明：
22.1-潜标系泊系统；11-潜标浮球；12-铠装光电缆；13-垂直锚链；14-重力锚；15-抓力锚；16-潜标支架；2-单俘获系统；21-密封舱；211-前舱体；212-中舱体；213-后舱体；22-发电机；23-叶轮；231-笼式支架；232-叶片；24-转轴；3-连接系统；31-关节架；32-前连接架；33-后连接架。
具体实施方式
23.需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
24.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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实用新型和简化描述，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，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
25.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
26.下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
27.如图1-6所示，潜标供电的潮流能发电装置，包括线性列阵俘获系统，线性列阵俘获系统通过潜标系泊系统1悬浮在水体内，且线性阵列俘获系统包括若干依次线性排布的单俘获系统2，两两单俘获系统2之间通过连接系统3相连接，单俘获系统2包括密封舱21、发电机22和叶轮23，发电机22固定安装至密封舱21内，叶轮23的一端固定安装至转轴24的一端，转轴24的另一端穿过密封舱21固定套接至发电机22的传动轴上，且转轴24的外围密封连接至密封舱21的侧壁，两两相邻的密封舱21通过连接系统3相连接，连接系统3如图3所示，使得两两相邻的密封舱21有三个自由度，使得密封舱21能够通过洋流自适应的调整方向，适用海洋多变且复杂的使用环境，线性阵列俘获系统获取潮流能能量，将潮流能转换为叶轮23转动的动能，再将动能传送至发电机22，驱动发电机22发电。
28.发电机22是双输入盘式永磁发电机22，发电机22的两端分别固定套接一个转轴24，每个转轴24的一端均设置叶轮23，且密封舱21内设置轴座，轴座用于支撑转轴24的外围，盘式永磁发电机22是现有技术，发电机22包括：左定子铁芯、左定子绕组、左端盖、右定子、右定子绕组、右端盖、转子、转子磁轭、发电机22轴左轴、发电机22轴右轴、左端盖轴承、右端盖轴承，发电机22由盘式定子和盘式转子轴向排列而成。其中，转子在中间，左定子和右定子分列转子两侧，左定子包括左定子铁芯、左定子绕组、左端盖。铁芯为圆盘结构，在其表面的嵌线槽内按一定规律排列嵌入左定子绕组线圈，并将嵌有绕组的铁芯固定安装在左端盖上。右定子同左定子，转子磁轭为圆盘形状，表面固定布放多个永磁磁极，按圆周排列，南北磁极相间排列，磁轭作用永磁磁极的磁力线通路。磁轭双面均布放磁极，并为对称状态，转子磁轭中心轴向对称安装发电机22左轴和发电机22右轴。发电机22轴与转子固定连接，同轴转动，左端盖和右端盖中心各装有一个轴承，保证发电机22轴相对左右端盖稳定旋转，每个密封舱21安装两台发电机22，一共连接四个叶轮23，两台发电机22沿密封舱21体内中轴线安装，通过发电机22支架与舱体底板固定连接，两侧的轴朝向密封孔，并与密封孔同轴心，两根转轴24带动发电机22左轴、右轴同轴转动，驱动转子转动，转子旋转时绕组导线切割磁力线产生电动势，从而发出电能。
29.每个转轴24的一端沿径向均布若干叶轮23，每个叶轮23包括笼式支架231和叶片232，笼式支架231的一端固定连接至转轴24的外围，笼式支架231的另一端安装叶片232。
30.密封舱21包括中舱体212两端分别设置的前舱体211和后舱体213，前舱体211和后舱体213均为弧形壳体结构，中舱体212为中空圆柱结构，发电机22固定安装至中舱体212内，前舱体211和后舱体213分别与中舱体212两端焊接连接，形成密封体，中舱体212两侧分别有两个密封孔，密封孔中安装有旋转动密封装置(骨架密封)，四个密封孔分别相对于中舱体212中轴线、密封舱21法线对称。
31.连接系统3包括关节架31，且关节架31的两端分别设置一个u形槽，且两个u形槽相互垂直设置，前连接架32的一端和后连接架33的一端分别通过一个关节轴铰接至一个u形槽内，前连接架32的另一端和后连接架33的另一端分别固定连接至一个密封舱21的外围，前后连接架33与俘获系统前端或后端固定相连，前连接架32与关节架31通过关节轴连接，绕x轴转动，关节架31与后连接架33通过关节轴连接，绕y轴转动，后连接架33相对于前连接架32可进行3个方向的转动。
32.潜标系泊系统1包括潜标浮球11、铠装光电缆12、垂直锚链13、重力锚14和抓力锚
15，潜标浮球11的外围通过铠装光电缆12固定连接至线性列阵俘获系统，且潜标浮球11的外围固定连接至垂直锚链13的一端，垂直锚链13的另一端固定连接至重力锚14的一端，重力锚14的另一端通过链条固定连接至抓力锚15，抓力锚15固定抓接至固定位置，潜标浮球11为球型浮体，为装置提供浮力，垂直锚链13上端与潜标浮球11固定连接，下端与重力锚14固定连接，重力锚14因重力固定于海底地面，抓力锚15一端与重力锚14连接，抓力锚15放置于海底地面上。
33.如图1-2所示，单个潜标系泊系统1中，垂直锚链13、重力锚14、抓力锚15链和抓力锚15的组合共3组，在装置外侧沿浮球中心线150
°
范围内均匀分布，潜标浮球11为俘获系统提供浮力，重力锚14和抓力锚15为装置提供系泊点，线性阵列俘获系统尾端有一定自由度，系泊系统之间有一定自由度，因此阵列在海流中能适应海流方向，最大程度获取能量，且潜标系泊系统1共有两套，分别位于线性阵列俘获系统的头部和尾部。
34.潜标系泊系统1的外围设置潜标支架16，潜标支架16内安装检测单元，检测单元是现有技术的海洋观测点，检测单元信号通过铠装光电缆12连接至线性列阵俘获系统，潜标系泊系统1提供了海洋观测仪器安装点、浮力和系泊点，而发电机22通过洋流为检测单元提供电力。
35.在实施时线性列阵俘获系统通过铠装光电缆12连接至海底线缆，铠装光电缆12为钢缆与海缆的组合体，承受张紧力的同时又能进行电力和信息传输。铠装光电缆12一端与潜标浮球11固定连接，一端与俘获系统的密封舱21前舱体211或后舱体213密封连接，如图2所示，单个潜标系泊系统1有两根铠装光电缆12，呈对称状态。
36.潜标供电的潮流能发电装置的工作原理：
37.1.初始状态，多个密封舱21通过关节系统首尾连接，形成长蛇形阵列，第一个密封舱21的前端和最后一个密封舱21尾端分别连接至连接系泊系统，潜标浮球11为密封舱21阵列提供辅助浮力，锚系提供系泊力。
38.2.在海流作用下，推动密封舱21两侧笼式叶轮23转动，叶轮23带动叶轮23转轴24转动，驱动盘式发电机22转子转动，从而发出电能。电能通过整流桥和电压变换装置变为直流电，再通过电缆输送上岸。
39.3.由于每个舱体相对于前方物体具有一定的自由度，因此装置能在海流作用下形成适应海流流动的状态，并且能够适应正向和反向的潮流方向发电，从而使俘获效率更高。
40.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。