水轮机支架制造技术

一种水下轮机装置，包含一刚性臂，其一端与枢轴连接，另一端与水下锚具连接。该装置仅通过对装置浮力的调节，就可在调度状态和工作状态之间旋转。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】水轮机支架本专利技术涉及用于水力发电的轮机，特别是那些位于海岸或河口的水轮机。目前，此类位于水流中的轮机，已有许多安装此系统。一个特定的问题是:怎样布置才能使轮机顺利地送达、调整到工作位置以及在需要维修或搬迁时将其拆卸运走。一些此类系统的特点是，利用一种具有可变浮力的安装机架来辅助安装和拆除。t匕如，GB 2348249B (Armstrong)公开了一种方法，就是利用可变浮力，将安装机架从工作位置，绕过水下锚具的倾斜纵轴，横滚旋转到水平漂浮的维修位置。GB 2434410A (Todman)中，则是利用可变浮力，并结合安装机架的受控挠曲，绕刚性臂臂运动，来达到相似的效果，只是不进行横滚旋转。一些其他方案则是基于绳索等柔性绳，如GB 2256011A (Fraenkel) 0其他需要考虑的因素包括:在工作水流中，水轮机的俯仰稳定性(S卩，绕过水下锚点水平横轴旋转)。一些在先申请中，比如上文引用的例子以及GB 2409885A (MCT)，都是利用对装备的一个或多个部件的表面渗透来实现浮力驱动的被动俯仰稳定性，这样就能使水轮机在不同的水流量和阻力的情况下，将其起伏幅度保持在可控范围内。另外，为了使水轮机完全淹没在水中，使用主动控制面而不是表面贯穿件，来达到这样的稳定性(如:W000/42318A Dehlsen)。还有一些，如GB 2422878B (Mackie)，提出对于以柔性绳拴系的水轮机，可用表面贯穿件来控制俯仰，用主动控制面来调节横滚。本专利技术提供了一种可选的布置方案，即通过调节压舱物来实现水轮机从漂浮的调度状态移动到大致淹没在水中的工作位置。本专利技术所提供的水下轮机装置，包含:一个可以在其上安装多个水轮机的有浮力的延长机架；一刚性臂，其一端与所述机架枢接，另一端与水下锚具连接；以及一个可调节所述机架浮力的装置，通过该装置，所述机架在使用中可在大致水平的维修位置和大致垂直的工作位置之间绕所述枢轴旋转。在维修位置和工作位置之间的移动基本由浮力的变化决定，例如，通过用合适的水泵、阀门等增加或去除压载水使浮力产生变化。也可用压缩空气来排出浮力舱中的压载水。移动可受制动器或在机架和刚性臂之间作用的类似装置的控制，比如一个部件上的夹式制动器紧紧夹住与其相对运动的部件的制动表面。在一个实施例中，机架包含一个或多个浮力舱，机架也可由一个大致挖空的容器构成，这是为了适应在漂浮的调度状态/或维修状态和淹没或部分淹没在水中的工作状态之间移动。水流的力量和/或水轮机朝有利方向的旋转，有助于在维修状态和工作状态之间的移动。水轮机可以自转或受到驱动后产生一个沿所需方向的推进力，多个水轮机的话也可朝不同的方向转动一在以上每种情况中，额外力量的产生都是为了帮助装置的移动。在一个实施例中，装置具有一个或多个主动阻力面，可在作用状态和基本不作用的状态之间切换。处于作用状态时，引导拖拽力沿弓形弧线移动装置，处于基本不作用的状态时，不会引起弓形移动。在一个实施例中，浮力的变化将装置基本转动到工作状态，随后，主动阻力面开始作用，以促进或帮助装置到达工作状态。在使用中，机架支撑一个或多个水轮机，通常，水平轴水轮机布置于机架的下游侦U。机架枢接在工作状态和维修状态间的旋转基本为直角，这样安排可使轮机在维修状态下大致或全部位于水体外。刚性臂包含一个牵引部件，其在调度状态下使用。为此，该部件应能漂浮或闩在机架上，能够大致能伸到机架的前方。在牵引状态下，刚性臂的前端(锚具端)基本位于水面。一旦到达调度位置，就将解除刚性臂上的锁闩，并在保持与机架连接的状态下将刚性臂降低，与水下锚具进行连接。锚具配备有枢轴连接点，允许装置在水流中上下起伏，也配有潮汐部件，使刚性臂能够绕一条大致垂直的轴线旋转，以便在涨潮与退潮时都能发电。为了使维修工作在水面上进行，锚具的关节点最好在刚性臂的末端，举例来说，可以用万向节。刚性臂也可包含一关节点及一接插件装置，并配有合适的锁闩。在一个最佳实施例中，刚性臂和机架在工作状态下对接，以防止机架在转向工作状态时旋转过度。任何合适的对接器都可以使用，包括刚性臂和机架直接接触，或使用在轴环和末端挡板间滑动的支撑杆。对接器可包含一个柔性和/或弹性缓冲器，且允许在平衡位置有一些相对转动，转动角度通常不超过±10°。在工作状态，刚性臂和机架以一个基本固定的角度关系闩住。在使用中，装置在水流中拖曳运动，所以可以利用水流的阻力来协助装置从维修位置运动到工作位置。尤其是当通过调整浮力将机架移动到离(垂直)工作状态还差一点时。这种布置可以保证在浮力增加时可进行返回运动。移动到工作状态的最后一步可通过主动阻力面和/或驱动器完成。举例来说，驱动器包含一能绕刚性臂和机架枢轴操作的马达、一抓取装置、一推进装置或任何其他能使装置移动到工作状态最后一步的合适装置。另一种方案，可将压载舱进一步分隔，使机架的切线接近机架与刚性壁的对接位置。在一个实施例中，机架在接近垂直位置时，纵向(相对于水流方向来说)分隔压载水舱，向压载舱内注入或排出不同量的压载水能够调节机架与垂直方向的夹角，以达到能够进行锁闩的正确位置。通常缓慢的递增运动能够实现。为了使机架在水平位置和垂直位置之间微调旋转，可以使用向沿机架垂直方向(在调度状态)分布的压载舱装载不同量的压载物的方法。在一个实施例中，刚性臂基本笔直并枢接于机架的后部，后部是相对于水流方向而言的(在维修状态下)。在工作状态下，该连接点位于机架中点的下方，在一个实施例中，连接点临近机架的下端。在另一个实施例中，刚性臂在调度状态下像肘部一样向下弯曲，并大致连接于延长机架的中点。在另一个实施例中，刚性臂连接在更朝向机架头部的地方(在维修状态下)，在工作状态时，刚性臂向下的分支固定于机架的末端或机架的中下部。本专利技术还供了 一个仅靠浮力调整来调度水轮机装置的方法。本专利技术的其他特征都将在下文对最佳实施例的描述中显现出来，最佳实施例仅以附图中所示样例的形式展现，其中: 图1为本专利技术的第一个实施例在调度状态的侧视图； 图2与图1对应，为第一个实施例在维修状态的示意图； 图3为第一个实施例在向工作状态移动过程中的示意图； 图4为第一个实施例处于工作状态的示意图； 图5为一个双臂实施例在工作状态的透视图； 图6为本专利技术的第二个实施例处于工作状态的示意图； 图7、图8分别为本专利技术的第三个实施例处于调度状态和工作状态的示意图； 图9-图11分别为本专利技术的进一步实施例处于调度状态、维修状态和工作状态的示意图，且 图12为本专利技术的进一步实施例在工作状态的示意图。如图1-4所示，一水轮机组件10包含:用于水轮机12、13的支架11，以及刚性臂14。水底面(如海底)用15表示，而16则表示水面。刚性臂14的一端装有水下锚具17，用来将组件固定在水底面或预先安装好的水下装置上。刚性臂14的另一端通过枢轴18与支架连接。锚具17包含一个万向节或类似装置，及一用于水下锚具插口的公插头。图1为调度位置的示意图。组件10被运送至安装地点，例如由拖船牵引。组件的吃水较小，且轮机12、13被安置在支架11的上表面上，因此轮机位于水面之上。刚性臂14作为组件的牵引臂，而锚具17构成一个大致在水面位置的牵引点。需要说明的是，支架是具有漂浮能力的，且本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水下轮机装置，包含：一个可以在其上安装多个水轮机的浮力延长机架；一刚性臂，其一端与所述机架枢接，另一端与水下锚具连接；以及一个可调节上述机架浮力的装置，通过该装置，上述机架在使用中可在大致水平的维修状态和大致垂直的工作状态之间绕上述枢接旋转。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.12.09 GB 1121179.41.一种水下轮机装置，包含:一个可以在其上安装多个水轮机的浮力延长机架；一刚性臂，其一端与所述机架枢接，另一端与水下锚具连接；以及一个可调节上述机架浮力的装置，通过该装置，上述机架在使用中可在大致水平的维修状态和大致垂直的工作状态之间绕上述枢接旋转。2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的机架包含一个或多个装载压载水的浮力舱。3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，进一步包含一个或多个可操作的阀门，用于上述一个或多个浮力舱增加和/或去除压载水。4.如权利要求2或3所述的装置，其特征在于，在工作状态下，所述的多个浮力舱按相对于水流的纵向排列，用于对机架的竖直位置进行微调。5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，在工作状态下，多个所述的纵向排列的浮力舱通过基本垂直的机架隔板分割。6.如权利要求2-5所述的装置，其特征在于，在维修状态下，所述的多个浮力舱沿相对于水流的机架长度方向排列，当装置在维修状态和工作状态之间转换时，所述的浮力舱用于对机架和刚性臂的角度进行微调。7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，进一步包括一个可操作的泵，用于上述一个或多个浮力舱增加和/或去除压载水。8.如任意上述权利要求所述的装置，其特征在于，当装置处于漂浮调度状态时，所述机架位于维修状态，所述刚性臂的另一端大致与机架水平对齐。9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述刚性臂的另一端包含一用于所述机架的牵引点。10.如权利要求8或9所述的装置，其特征在于，在调度状态下，所述刚性臂闩在所述机架上，用于阻止两者之间的相对转动。11.如权利要求8-10所述的装置，其特征在于，所述的刚性臂基本笔直。12.如权利要求8-10中任意一条所述的装置中，所述的刚性臂向下折弯。13.如任意上述权利要求所述的装置，其特征在于，在工作状态下，所述的连接点位于所述机架没入水中的部分。14.如任意上述权利要求所述的装置，其特征在于，进一步包含一个位于所述机架和所述刚性臂...

【专利技术属性】
技术研发人员：迈克尔·托·陶德曼，约翰·理查德·卡鲁·阿姆斯特朗博士，
申请(专利权)人：潮汐流有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB