专利摘要

本发明公开了一种折叠式四子涡激振动潮流能发电装置，包括海上浮台，锚链，链环和发电系统；所述发电系统包括第一发电机构、第二发电机构、第三发电机构和第四发电机构；所述浮台上设有第一导轨、第二导轨和第三导轨；所述第一导轨螺栓连接有第一发电机构和第二发电机构；所述第三导轨螺栓连接有第三发电机构和第四发电机构，该装置通过调节发电机构之间距离，合理控制发电效率。

说明书

技术领域

本发明涉及利用潮流能发电海上设备，尤其涉及一种折叠式四子涡激振动潮流能发电装置。

背景技术

潮流能(tidal current energy)又称海流能，是海水受月球和太阳的引力作用而产生的动能，是一种可再生能源。在广阔的海洋中由于没有参照物，潮流不太明显，但在岸边、海峡、岛屿之间的水道或湾口则潮流速度很大，而且海岸的集流作用能使潮流更为丰富，这是潮流利用的有利条件。潮流具有一定的周期性，为潮流利用提供了可靠依据。全球潮流能储藏量约50亿千瓦，可开发利用的潮流能总量达3亿千瓦。主要集中于北半球的大西洋和太平洋西侧，如北大西洋的墨西哥湾暖流、北大西洋海流、太平洋的黑潮暖流和赤道潜流。我国拥有绵长的海岸线和广阔的海域面积,海洋能储量丰富,可开发的海洋能资源包括潮流能、潮汐能和波浪能等,其中,潮流能理论平均功率为13940MW。潮流能由于可预测性强,在稳定提供电力方面比波浪能有更大的优势,同时与潮汐能的利用相比,潮流能并不需要很大范围的改变自然环境,因此成为当前的海洋能焦点。

现有的潮流能发电装置高昂的运输与安装成本占总成本的30％，成为阻碍潮流能发电的最大障碍。以往的专利发明中，大部分装置是通过竖轴、横轴、振荡发电，而涡激振动产生压差，利用压电原理发电是一个很新的内容。即任何非流线型物体，在一定的恒定流速下，都会在物体两侧交替地产生脱离结构物表面的旋涡，因而产生压差，利用压电效应即某个材料受到机械应力时，产生的电荷与材料体产生的应变成比例。某些电介质在沿一定方向上受到外力的作用而变形时，其内部会产生极化现象，同时在它的两个相对表面上出现正负相反的电荷。当外力去掉后，它又会恢复到不带电的状态。压电材料的压电式采集装置具有结构简单、稳定性好、使用寿命长、功率密度高。

发明内容

针对现有技术存在的技术问题，本发明提供的是一种折叠式四子涡激振动潮流能发电装置，它针对背景技术中的运输与安装要消耗大量的人力和物力的不足,通过有效的折叠缩小整个装置的体积,方便运输,减少海底安装成本，通过控制双子结构之间距离，合理控制发电效率。

为了解决现有技术中存在技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种折叠式四子涡激振动潮流能发电装置，包括海上浮台，锚链，链环和发电系统；所述发电系统包括第一发电机构、第二发电机构、第三发电机构和第四发电机构；所述浮台上设有第一导轨、第二导轨和第三导轨；所述第一导轨螺栓连接有第一发电机构和第二发电机构；所述第三导轨螺栓连接有第三发电机构和第四发电机构。

一种折叠式四子涡激振动潮流能发电装置，包括海上浮台，锚链，链环，发电系统；所述发电系统包括第一发电机构、第二发电机构、第三发电机构和第四发电机构；所述浮台上设有第一导轨、第二导轨和第三导轨；所述第二导轨螺栓连接有第一发电机构和第二发电机构；所述第三导轨螺栓连接有第三发电机构和第四发电机构。

一种折叠式四子涡激振动潮流能发电装置，包括海上浮台，锚链，链环，发电系统；所述发电系统包括第一发电机构、第二发电机构、第三发电机构和第四发电机构；所述浮台上设有第一导轨、第二导轨和第三导轨；所述第一导轨螺栓连接有第一发电机构和第二发电机构；所述第二导轨螺栓连接有第三发电机构和第四发电机构。

每个所述发电机构外部设置有保护壳，所述保护壳内顶部通过滑动件连接有摆杆，所述摆杆端部向下伸出保护壳外部并连接折叠桅杆；其周身上设置有作用力臂；所述摆杆两侧对称设置有带整流电路的整流柱；所述整流柱通过充电池与所述保护壳连接；所述整流柱上连接有压电片。

每个所述压电片等距垂直连接在所述整流柱上且自身形成垂直弯角、成L型排布。

每个所述压电片采用双晶压片梁构成悬臂式。

所述桅杆为圆台型中空结构。

有益效果

1.本发明采用桅杆潮流能收集结构，收集摆动产生的潮流能进行发电，节约能源。

2.本发明中采用四节桅杆与摆动机构与发电机构连接，通过涡激振动和压电原理实现桅杆的机械能转化为电能的过程。

3.本发明主要部件均采用伸缩折叠式结构,通过有效的伸缩折叠,缩小了整个装置的体积,方便运输,减少了海底安装成本，延长了装置的使用寿命。

4.此装置可通过调整各子之间的间距距离，达到在不同流速下控制产能效率的目的。

5.采用发电机构位于浮台上方，便于日常的维修和保养。

附图说明

图1是本发明一种折叠式四子涡激振动潮流能发电装置结构示意图。

图2是本发明一种折叠式四子涡激振动潮流能发电装置中俯视图。

图3是本发明一种折叠式四子涡激振动潮流能发电装置中单个发电机构示意图。

图4是本发明一种折叠式四子涡激振动潮流能发电装置中折叠后的状态图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作出详细说明。

如图1，图2所示，本发明提供一种折叠式四子涡激振动潮流能发电装置，包括浮台1，锚链2，链环3和发电系统4；所述发电系统4包括第一发电机构41、第二发电机构42、第三发电机构43和第四发电机构44；所述浮台4上设有第一导轨11、第二导轨12和第三导轨13；所述第一导轨11螺栓连接有第一发电机构41和第二发电机构42；所述第三导轨13螺栓连接有第三发电机构43和第四发电机构44。

本发明的另一种实施方案，一种折叠式四子涡激振动潮流能发电装置，包括海上浮台1，锚链2，链环3，发电系统4；所述发电系统4包括第一发电机构41、第二发电机构42、第三发电机构43和第四发电机构44；所述浮台1上设有第一导轨11、第二导轨12和第三导轨13；所述第二导轨12螺栓连接有第一发电机构41和第二发电机构42；所述第三导轨13螺栓连接有第三发电机构43和第四发电机构44。

本发明的另一实施方案，一种折叠式四子涡激振动潮流能发电装置，包括海上浮台1，锚链2，链环3，发电系统4；所述发电系统4包括第一发电机构41、第二发电机构42、第三发电机构43和第四发电机构44；所述浮台1上设有第一导轨11、第二导轨12和第三导轨13；所述第一导轨11螺栓连接有第一发电机构41和第二发电机构42；所述第二导轨12螺栓连接有第三发电机构43和第四发电机构44。

如图3所示，每个所述发电机构(41,42,43,44)外部设置有保护壳5，所述保护壳5内顶部通过滑动件6连接有摆杆7，所述摆杆7端部伸出保护壳5外部并连接折叠桅杆8；其周身上设置有一组作用力臂(71，72)；所述摆杆7两侧对称设置有带整流电路91的整流柱9；所述整流柱9通过充电池10与所述保护壳5连接；所述整流柱9上连接有压电片11。每个所述压电片11等距垂直连接在所述整流柱上且自身形成垂直弯角、成L型排布。每个所述压电片11采用双晶压片梁构成悬臂式。所述桅杆8为圆台型中空形状。

本发明是采用涡激振动原理，作用在桅杆上的潮流能使得流体在流经桅杆时尾部产生漩涡，由于压差作用使得桅杆发生振动。桅杆8经摆杆7利用压电发电原理发电。由于垂向发电机构(41,43)或发电机构(42,44)振动时产生共振效应，损耗一部分流速，通过横向的发电机构(41,42)或发电机构(43,44)间隙按照能量守恒定律，补充相应的流速。本发明中发电机构(41,42,43,44)外部分别设置有保护壳5，每个保护壳5通过螺栓经过导轨(11，12,13)和浮台1连接，浮台1通过锚链2和链环3与海底连接。摆杆7底部经滑动件6中滑块61与保护壳5内顶壁中滑轨52连接，所述摆杆7周身上连接有一组作用力臂(71,72)。为防止摆杆7压紧一侧压电片10后无法回弹，所以严格控制压电片10与作用力臂(71,72)之间的距离，使之在小范围内振动。所述摆杆7左右对称设置有整流柱9，滑块61在滑轨上左右移动，前后方向固定，所述摆杆7的顶部连接有向下伸出保护5壳的可折叠桅杆8，桅杆8采用锁紧机构锁紧的折叠式结构，为防止摆杆7与桅杆8连接处有海水进入保护盖内部，且不影响摆杆的正常振动，在连接处设置弹性防水材料的轴封。

根据图2，所述保护壳5有两个外伸的可固定金属片，可根据需要调整发电机构(41,42,43,44)之间的间距以达到最好的发电效果，用固定螺栓将其固定在浮台9上。第一发电机构41、第二发电机构42可在第一导轨11上自由移动，调整好间距后，通过固定螺栓固定在浮台1上，同理，第三发电机构43、第四发电机构44可在第三导轨上移动并通过固定螺栓固定。浮台1上有三条导轨(11,12,13)，可以调整垂向发电机构(41,42,43,44)。拆卸第一发电机构41和第二发电结构42将其固定在第二导轨12上，即可缩短发电机构(41,42,43,44)的垂向距离，达到在不同流速下控制产能速率的目的。

如图3，所述发电机构(41,42,43,44)包括带整流电路91的整流柱9、多个压电片11和充电电池10，所述充电电池10底部连接到所述保护外壳5，其上连接整流柱9；每个压电片11相隔一定距离垂直固结在整流柱9上且自身形成垂直弯角、成L型排布；压电片11悬臂梁的长度根据作用力臂初始作用位置设计，使一侧整流柱上压电片11左端在同一条直线上且作用力臂运动时与整流柱9一侧所有压电片11最左端连线贴合；所述压电片11采用双晶压片梁构成悬臂式。所述桅杆8为圆台型，采用中空结构。

根据图4，该发电装置在运送前,先将桅杆8收缩到最短后运输。运输完成后,进行海洋浮台1搭建，最后把桅杆8向外拉伸。上述的方案由于主要部件均采用伸缩折叠式结构,减少了施工步骤，提高了施工的安装质量。

所述可折叠桅杆采用锁紧机构、具有4节的折叠结构。

所述桅杆8为圆台型中空结构，采用锁紧结构81锁紧的4节折叠式结构，松开锁紧结构81把1节桅杆推入2节桅杆，2节桅杆推入3节桅杆，3节桅杆推入4节桅杆。

发明实际工作原理

这种发电装置包括摆动、发电机构。摆动发电机构由四根相同的可伸缩折叠的桅杆、连接四桅杆的摆杆杆及发电机构组成，桅杆采用圆台型中空结构，保证利用涡激振动原理并最大程度使桅杆左右运动。摆动机构包括一根摆杆、一套作用力臂、一个滑块，与第四节桅杆通过锁紧机构连接，滑块与导轨连接，并只能左右运动；发电机构包括整流柱、多个压电片、充电电池；整流柱竖直布置与摆杆平行，整流柱中布置整流电路，与整流柱底端充电电池相连；多个压电片沿整流柱靠近作用力臂一侧相隔一定距离均匀垂向布置,自身存在一个90度弯角，每个基体成L型，长度根据作用力臂运动的最远位置设计，使一侧整流柱上水平压电片最左端在同一条直线上且作用力臂摆动时与整流柱一侧所有水平压电片最左端连线贴合，多个压电片采用双晶压片悬臂式结构。固定机构为保护壳与海洋浮台，保护壳通过导轨和固定螺栓与浮台固定，浮台通过两个锚链与海底固定。

上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护范围的情况下，还可以做出很多变形，这些均属于本发明的保护之列。

一种折叠式四子涡激振动潮流能发电装置专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。