一种利用竖轴进行海上潮流能和风能两用的发电装置的制作方法

本发明属于利用海洋能源进行发电的技术领域，尤其涉及一种竖轴进行海上潮流能和风能两用的发电装置。

背景技术：

海洋能和风能都是清洁、可再生的能源，并且储量大、分布广，对环境的影响甚微。全世界以风力产生的电力每年约有94.1百万千瓦，而且还在迅速增加；而全球的海洋能资源，理论总量达766000GW，开发前景非常可观。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，开阔的海面上又有丰富的风能资源，潮流能和风能并不需要很大范围的改变自然环境，因此成为当前的新能源的焦点。

现有的风能和潮流能发电装置不仅造价高，对风能和潮流能的利用率差，在低风速和低流速时基本无法工作，风能和潮流能不能同时利用，并且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。目前国内外尚未有同时用于低风速和低流速的发电装置，也没有利用伸缩和折叠方式，同时降低潮流能水轮机和风力发电机运输与安装成本的发电装置。

技术实现要素：

针对现有技术存在的技术问题，本发明的目的是提供一种利用竖轴进行海上潮流能和风能两用的发电装置，它针对背景技术中的对风能和潮流能的利用率差，在低风速和低流速时基本无法工作，运输与海底安装要消耗大量的人力和物力的不足的缺点，通过潮流能和风能的两用发电，提高能源利用率，降低成本；本装置通过采用阻力式半月形叶片，可在低风速低流速下同时工作；有效的折叠机构可以缩小整个装置的体积，方便运输，避免各个部件之间的拆装减少海底安装成本。

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：

一种利用竖轴进行海上潮流能和风能两用的发电装置，包括浮体、水能发电机构和风能发电机构，所述浮体的上表面设置有风能发电机构，其下面设置有水能发电机构，所述水能发电机构和所述风能发电机构均由能量转换系统和能量采集系统构成，所述能量采集系统包括依次连接的叶轮组、连接杆；所述能量转换系统包括依次连接的增速齿轮箱、万向节和发电机；所述能量采集系统通过竖轴与所述能量转换系统连接。

所述能量转换系统中的发电机通过带万向节的输入轴连接增速齿轮箱，所述增速齿轮箱端部连接有竖轴，所述竖轴顶端连接所述能量采集系统中的带叶轮组的连接杆。

所述连接杆为X形，所述连接杆横向对称的端部之间固定连接有叶轮组。

所述叶轮组由一对半月形叶片构成；所述叶片弧形中部固定连接在所述连杆的端部，所述叶片尖端与所述叶片中部活动连接。

所述连接杆的支臂为伸缩结构。

所述发电机的外部设置有保护壳。

所述输出轴的外部设置有护座。

所述竖轴为折叠结构。

所述浮体下表面设置有锚链。

所述保护壳与所述浮体之间设置有支撑柱。

本发明有益效果：

1、该装置采用水能和风能同时利用的结构，二能量转换、采集装置均固定在中间浮箱上，同时运转，极大程度的提高了能源的利用率，降低了成本，提高了发电效率。

2、该装置采用新型阻力式半月形的叶片，可以同时在低风速低流速下运行，不仅提高了发电效率，调高了能源的利用率，而且噪音小，更加经济。

3、该装置的连接杆、叶片和竖轴分别采用锁紧机构进行涉及，二个连杆端部和一个叶片构成能量采集系统，增速齿轮箱通过制作固定在保护壳的顶板上，发电机固定在保护壳顶板的内侧上；保护盖也采用折叠式结构。该发明装置通过有效的折叠，缩小了整个装置的体积，方便运输，避免各个部件之间的拆装，减少了海上安装成本至原来的60％以上，延长了水轮机和风机寿命5年以上。

附图说明

图1是本发明一种利用竖轴进行海上潮流能和风能两用发电装置的整体结构示意图。

图2是本发明中水能发电机构或风能发电机构结构示意图。

图3是本发明本发明折叠后的整体示意图。

附图标记：

1--浮体 2—风能发电机构 3—水能发电机构 4—竖轴 5—保护壳6—护座7—支撑柱 11—锚链 12—固定钩 (21，31)—能量转换系统(22，32)--能量采集系统 (211,311)--增速齿轮箱 (212，312)--输出轴(213，313)--发电机 (214，314)--万向节 (221，321)--叶轮组(222，322)--连接杆 (221a,221b；321a,321b)--叶片 (1a,1c)—叶片尖部 1b—叶片中部

具体实施方式

下面结合附图对本发明做出详细地说明：

如图1所示，本发明提供一种利用竖轴进行海上潮流能和风能两用的发电装置，包括浮体1、风能发电机构2和水能发电机构3，所述浮体1的上表面设置有风能发电机构2，其下面设置有水能发电机构3，所述水能发电机构3和所述风能发电机构2均由能量转换系统(21,31)和能量采集系统(22,32)构成，所述能量采集系统(22,32)包括依次连接的叶轮组(221，321)、连接杆(222,322)；所述能量转换系统(21,31)包括依次连接的增速齿轮箱(211,311)、带万向节(214，314)的输出轴(212,312)和发电机(213,313)；所述能量采集系统(22,32)通过竖轴4与所述能量转换系统(21,31)连接。所述发电机(213,313)的外部设置有保护壳5，所述保护壳5的顶板的四边采用铰接连接侧板，其中一个侧板采用铰接连接底板，相对的二个侧板和底板采用铰接各连接一个折板。

所述输出轴(212,312)的外部设置有护座6。所述竖轴4为折叠结构。所述竖轴4采用锁紧机构锁紧具有3节轴臂，松开锁紧机构，把1节轴臂推入2节轴臂中，2节轴臂推入3节轴臂中。所述浮体1下表面设置有锚链11。所述锚链11通过固定钩12与所述浮体1连接。所述保护壳5与所述浮体1之间设置有支撑柱7。

所述发电装置包括风能发电机构2、水能发电装置3、二能量转换系统(21,31)，二能量采集系统(22,32)均采用连接杆(222,322)把叶轮组连接到竖轴4上，作用在叶轮组(221，321)上的水能和风能使竖轴4转动，竖轴4经增速齿轮箱(211，311)及万向节(214，314)驱动发电机(213，313)发电；所述连接杆(222,322)、叶轮组(221，321)和竖轴4分别具有2-5节的折叠结构。所述增速齿轮箱(211，311)通过护座6固定在保护壳5的顶板上，所述发电机(213,313)固定在保护壳5顶板的内侧上；所述保护壳5采用折叠式结构，保护壳5固定在浮体1上，浮体1经锚链11固定在海底水泥基础上。

如图2所示，所述能量转换系统(21,31)中的发电机(213,313)通过带万向节(214，314)的输入轴(212，312)连接增速齿轮箱(211，311)，所述增速齿轮箱(211，311)端部连接有竖轴4，所述竖轴4顶端连接所述能量采集系统(22，32)中的带叶轮组(221，321)的连接杆(222，322)。所述连接杆(222，322)为X形，所述连接杆(222，322)横向对称的端部之间固定连接有叶轮组(221，321)。所述叶轮组(221，321)由一对半月形叶片(221a，221b；321a，321b)构成；每片半月形的叶片(221a，221b；321a，321b)由弧形的中部1b和两端的尖部(1b，1c)组成。每片所述叶片(221a，221b；321a，321b)弧形中部1b固定连接在所述连杆(222,322)的端部，所述叶片(221a，221b；321a，321b)尖端(1a，1c)与所述叶片1b中部活动连接。所述叶片尖端(1a，1c)通过锁紧机构与所述叶片中部1b活动连接，松开锁紧机构，叶片尖端(1a，1c)推入叶片中部1b。

如图3所示，本装置中在运送前，先将竖轴4、叶轮组(221，321)收缩到最短，再将连接杆(222,322)收缩到最短，然后包装运输。运输完成后进行海底固定，然后后把竖轴4、叶轮组(221，321)向外拉伸，最后展开连接杆(222,322)。

本装置减少了水施工工时间，提高了水下施工的安装质量，使运输与安装成本降低，并极大提高了装置对能源的利用率。在人力方面降低了施工人员的技术门槛，只需要对普通工人进行简单的培训即可工作。

上述实例仅用于说明本发明，其中各部件的结构、材料、连接方式都是可以有所变化的，凡是在本发明技术基础上进行的等同变换和改进，均不应该排除在本发明的保护范围之外。