一種利用洋流能的發(fā)電方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及洋流能發(fā)電，尤其是將洋流能轉(zhuǎn)換垂直軸機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)而進(jìn)行發(fā)電的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]海流能能量密度高、清潔、可預(yù)測(cè)性強(qiáng)，海流能發(fā)電不占用寶貴的土地資源。因此，海流能的開(kāi)發(fā)利用具有深遠(yuǎn)的意義。目前也存在許多利用洋流能來(lái)發(fā)電的裝置，如中國(guó)專(zhuān)利，公開(kāi)號(hào)為103206334A的一種低速直驅(qū)液壓型海流發(fā)電裝置及，包括葉輪、與葉輪主軸相連的定量液壓栗、與定量液壓栗并聯(lián)且與定量液壓栗出口相連的變量液壓栗和變量液壓馬達(dá)、發(fā)電機(jī)；定量液壓栗的入口、變量液壓栗的出口和變量液壓馬達(dá)的出口均連接油箱；變量液壓栗和變量液壓馬達(dá)的主軸剛性連接；變量液壓馬達(dá)主軸另一端與發(fā)電機(jī)主軸相連；控制方法，步驟包括:1、通過(guò)葉輪將海流能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能；2、通過(guò)定量液壓栗將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為液壓能，并且通過(guò)調(diào)整變量液壓栗排量大小調(diào)整液壓系統(tǒng)壓力，進(jìn)而調(diào)整葉輪捕獲功率大??；3、通過(guò)變量液壓馬達(dá)將液壓能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能；4、將得到的機(jī)械能通過(guò)發(fā)電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能。又如中國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)號(hào)為102493922A的一種風(fēng)水力綜合發(fā)電系統(tǒng)，包括發(fā)電機(jī)和安裝在海床上并伸出海面的塔架，其特征在于:所述塔架頂部安裝有風(fēng)力葉片和第一液壓栗，風(fēng)力葉片的心軸聯(lián)接第一液壓栗的動(dòng)力輸入端；所述塔架浸于海水中的立柱上安裝有水輪葉片和第二液壓栗，水輪葉片的心軸聯(lián)接第二液壓栗的動(dòng)力輸入端；所述第一液壓栗、第二液壓栗通過(guò)液壓管路和單向閥聯(lián)接到安裝在塔架上的同一個(gè)液壓馬達(dá)，所述液壓馬達(dá)的動(dòng)力輸出端聯(lián)接發(fā)電機(jī)的輸入軸。目前利用洋流能發(fā)電的裝置一般是通過(guò)水平軸的風(fēng)輪進(jìn)行能量的第一次轉(zhuǎn)換，然后通過(guò)風(fēng)輪驅(qū)動(dòng)液壓栗進(jìn)行第二次能量轉(zhuǎn)換，最后通過(guò)液壓栗帶動(dòng)發(fā)電機(jī)來(lái)進(jìn)行第三次能量轉(zhuǎn)換；該種形式的洋流能發(fā)電裝置由于其使用的是水平軸風(fēng)輪，每個(gè)風(fēng)輪只能驅(qū)動(dòng)一個(gè)液壓栗，而每個(gè)液壓栗只能驅(qū)動(dòng)一個(gè)發(fā)電機(jī)，導(dǎo)致這類(lèi)發(fā)電裝置的發(fā)電效率低，并沒(méi)有將洋流能的巨大能量最大限度的利用起來(lái)。從發(fā)電領(lǐng)域來(lái)說(shuō)，該類(lèi)洋流能發(fā)電裝置僅僅是人們理想的裝置，并不具備商業(yè)價(jià)值，因?yàn)槠浒l(fā)出來(lái)的電能價(jià)格已經(jīng)高于目前風(fēng)力發(fā)電的價(jià)格。所以尋找一種更具有商業(yè)價(jià)值的洋流能發(fā)電裝置是今后發(fā)展的一個(gè)方向。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種利用洋流能的發(fā)電方法，洋流能轉(zhuǎn)換為電能的效率高，發(fā)電成本更低，適合商業(yè)使用。
[0004]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案是:
一種利用洋流能的發(fā)電方法，
在海上建造塔柱作為葉輪的樞接軸，使葉輪浸入水里，其中葉輪所包括的葉片為升力型葉片；
利用洋流推動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)； 葉輪旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)環(huán)抱塔柱的驅(qū)動(dòng)盤(pán)旋轉(zhuǎn)；
驅(qū)動(dòng)盤(pán)通過(guò)其頂部邊緣設(shè)有的向上凸起的頂塊將液壓缸的活塞桿頂起，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)液壓缸的活塞桿做伸縮運(yùn)動(dòng)；
液壓缸將液壓油推送至恒壓儲(chǔ)液桶進(jìn)行儲(chǔ)存；
當(dāng)需要進(jìn)行發(fā)電時(shí)，釋放恒壓儲(chǔ)液桶內(nèi)的液壓油來(lái)驅(qū)動(dòng)液壓馬達(dá)旋轉(zhuǎn)；
液壓馬達(dá)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)同步旋轉(zhuǎn)，從而發(fā)電。
[0005]作為改進(jìn)，塔柱的建造方法:
首先在海床內(nèi)建造粧基礎(chǔ)；
然后在粧基礎(chǔ)上建造塔柱，所述塔柱包括水下平臺(tái)、支撐柱和水上平臺(tái)，水下平臺(tái)與粧基礎(chǔ)頂部固定連接，支撐柱向水面延伸并與水上平臺(tái)連接固定，水上平臺(tái)高出水面；塔柱由鋼筋混凝土一體灌注成型。
[0006]作為改進(jìn)，葉輪的上端和下端均通過(guò)軸承連接使葉輪樞接在塔柱外；所述軸承包括圓環(huán)形的軌道、圓環(huán)形的安裝座和設(shè)于所述安裝座上的若干滾輪，所述滾輪在軌道上行走，所述葉輪與安裝座連接。
[0007]作為改進(jìn)，驅(qū)動(dòng)盤(pán)同時(shí)驅(qū)動(dòng)多個(gè)液壓缸。
[0008]作為改進(jìn)，恒壓儲(chǔ)液桶通過(guò)閥門(mén)調(diào)節(jié)控制液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速，從而使發(fā)電機(jī)能夠達(dá)到恒定轉(zhuǎn)速。
[0009]作為改進(jìn)，葉片表面開(kāi)設(shè)若干通風(fēng)口 ；
設(shè)置能夠改變窗口大小的活動(dòng)板；
當(dāng)需要調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)發(fā)電功率時(shí)，驅(qū)動(dòng)活動(dòng)板并改變窗口的大小，葉片表面水流通過(guò)所述窗口進(jìn)入葉片內(nèi)而無(wú)法推動(dòng)葉片，從而降低葉片的旋轉(zhuǎn)速度，調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)發(fā)電功率；
根據(jù)預(yù)設(shè)的發(fā)電機(jī)輸出功率實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)窗口的大小。
[0010]作為改進(jìn)，將液壓缸、恒壓儲(chǔ)液桶、液壓馬達(dá)和發(fā)電機(jī)安裝在水上平臺(tái)上，便于維修。
[0011 ] 作為改進(jìn)，液壓缸復(fù)位后，通過(guò)液壓缸內(nèi)部形成負(fù)壓吸收來(lái)自恒壓儲(chǔ)液桶的回油。
[0012]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比所帶來(lái)的有益效果是:
1、塔柱為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，在水里的建造簡(jiǎn)單，而且能夠耐腐蝕，是目前最好的水上垂直發(fā)電機(jī)的支撐結(jié)構(gòu)；
2、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的塔柱具有強(qiáng)大的支撐力，能夠支撐巨大的葉輪，這也是洋流能發(fā)電設(shè)備大型化的重要手段，大型化的洋流能發(fā)電設(shè)備發(fā)電量更大，發(fā)電成本更低；
3、由于塔柱和葉輪設(shè)于水里，水里的環(huán)境相對(duì)較為穩(wěn)定，不會(huì)受到臺(tái)風(fēng)的影響，所以發(fā)電機(jī)的發(fā)電環(huán)境也相對(duì)穩(wěn)定；由于水流和洋流的穩(wěn)定性好，能夠連續(xù)安全的發(fā)電；
4、由于水流和洋流的資源豐富而且不占用陸地空間，有巨大的發(fā)展前景；
5、采用液壓控制系統(tǒng)的方式進(jìn)行能量的轉(zhuǎn)換，可以設(shè)置多個(gè)液壓缸來(lái)提高能量的轉(zhuǎn)換效率；
6、液壓系統(tǒng)輸出的液壓油恒定，保證液壓栗的轉(zhuǎn)速恒定，從而實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)恒定轉(zhuǎn)速發(fā)電，該液壓控制系統(tǒng)也作為發(fā)電機(jī)的變頻系統(tǒng)，取代了現(xiàn)有發(fā)電機(jī)組需要變頻柜來(lái)控制發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速的問(wèn)題，大大降低了整個(gè)發(fā)電設(shè)備的成本；
7、以液壓控制系統(tǒng)作為發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速的調(diào)整裝置，其操作方式簡(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖2為驅(qū)動(dòng)盤(pán)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖3為軸承結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖4為滾輪與軌道配合的剖面圖。
[0017]圖5為液壓控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。
[0018]圖6為葉片截面示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0020]如圖1所示，一種垂直軸水力發(fā)電機(jī)，其主要是利用水流或洋流進(jìn)行發(fā)電的設(shè)備，可應(yīng)用于江河或者海洋。垂直軸水力發(fā)電機(jī)包括:粧基礎(chǔ)1、塔柱、葉輪8、軸承6和發(fā)電機(jī)組。
[0021]所述粧基礎(chǔ)I通過(guò)打粧設(shè)備深入海床內(nèi)15，粧基礎(chǔ)I使巨大的塔柱能夠穩(wěn)定的矗立在海里，抗擊洋流的沖刷。
[0022]如圖1所示，所述塔柱設(shè)置在粧基礎(chǔ)I上，所述塔柱包括水下平臺(tái)5、支撐柱2和水上平臺(tái)4。所述水下平臺(tái)5、支撐柱2和水上平臺(tái)4由鋼筋混凝土一體灌注成型，一體灌注的塔柱強(qiáng)大更大，使其能夠支撐巨大的葉輪8在水里旋轉(zhuǎn)。水下平臺(tái)5與粧基礎(chǔ)I頂部固定連接，支撐柱2向水面延伸并與水上平臺(tái)4連接固定，水上平臺(tái)4高出水面。水上平臺(tái)4空間面積較大，可以用于安裝發(fā)電機(jī)組、房屋等，該平臺(tái)便于操作人員對(duì)發(fā)電機(jī)組的維護(hù)。所述支撐柱2為中空結(jié)構(gòu)，支撐柱2內(nèi)設(shè)有升降電梯，所述支撐柱2上設(shè)有若干觀察口 3，觀察口 3處設(shè)有耐壓玻璃，水上的人可以通過(guò)升降電梯進(jìn)入到支撐柱2的內(nèi)部，通過(guò)支撐柱2上的觀察口 3可以看到葉片的狀態(tài)，方便以后的檢修；另外，該發(fā)電機(jī)項(xiàng)目也可以發(fā)展成為旅游業(yè)，游客可以通過(guò)支撐柱2上的觀察口觀看水里的海洋世界。
[0023]如圖1所示，所述葉輪8的上端和下端均通過(guò)軸承6連接使葉輪8樞接在塔柱外，所述葉輪8大部分設(shè)于水里，設(shè)于水里的部分能夠接收洋流的推力使其轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換。高出水面的葉輪8上端與軸承6連接，處于上端的軸承6不需要進(jìn)行海水腐蝕處理。如圖6所示，所述葉輪8呈H型或Φ型，所述葉輪8包括若干升力型葉片81，所述葉片81包括內(nèi)骨架811和包裹在所述內(nèi)骨架外的外蒙皮，所述外蒙皮由若干固定板812和活動(dòng)板813拼接而成，內(nèi)骨架811上對(duì)應(yīng)所述活動(dòng)板813處設(shè)有通風(fēng)口 814，內(nèi)骨架內(nèi)設(shè)有使活動(dòng)板遮蔽或敞開(kāi)所述通風(fēng)口的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。所述葉片的兩側(cè)均設(shè)有活動(dòng)板813，兩側(cè)活動(dòng)板對(duì)應(yīng)的通風(fēng)