固定于水底的潮流能发电装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种固定于水底的潮流能发电装置，包括外框架、至少三个内框架、至少三个水平轴水轮发电机、至少三根转轴、多根外套管和多根内套管。至少三个内框架可分离地设置于外框架内。至少三个水平轴水轮发电机分别设置于至少三个内框架内。至少一个水平轴水轮发电机对应安装于每根转轴，至少一根转轴对应安装于每个内框架。至少三个驱动单元分别连接转轴以驱动转轴转动。多根外套管固定于外框架。每根内套管的一部分连接对应的外套管的底端和水底。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于海洋能发电领域，尤其涉及一种固定于水底的潮流能发电装置。
技术介绍
潮流能发电装置共有两种固定方式，一种是通过钢缆、浮筒等结构固定悬浮在水中，另一种是通过打桩方式固定于水底。这两种固定方式由于是将发电装置固定于水中的不同的位置，因此其施工方法完全不同，相应的潮流能发电装置的结构也大相径庭。现有的将潮流能发电装置固定于水底的施工方法主要是通过施工人员在水底进行爆破、夯击预制混凝土桩进行固定。然而，为了保证潮流能发电装置的发电效率，通常需要将发电装置设置在水流很急的地方。由于水流速度非常快，水下施工不但可靠性低，施工人员也会非常危险。不同于其他领域中桩是施工和使用在较平静的水域，并且这些桩只起到轴向支撑和固定作用，在潮流能发电领域中，由于水流会产生非常大的径向冲击力，为了保证桩的牢靠度，每根桩的横截面积必须要得到保证。换言之，横截面积非常大的桩才能保证潮流能发电装置不被湍急的水流干扰，使其完全固定在水底。然而，增加了桩的横截面积，使得桩的迎水面积也大幅度增加，即增加了每个桩承受水流冲击力的受力面积。由于迎力面积增大，反而降低甚至抵消了加粗桩带来的牢固度，并且施工难度也大大增加。因此，现有的固定于水底的潮流能发电装置都存在固定不牢靠，施工复杂、危险、成本太高的问题。现有的潮流能发电装置由于受到施工方法的制约，无法大型化，成本居高不下，造成了人类无法突破的潮流能发电装置商业化运营的技术壁垒。由于海洋环境复杂，水中阻力大，传统的潮流能发电装置的安装都要在海里进行，困难度高，费用庞大。另外，由于发电装置长期接触海水，在海水的长期侵蚀和巨大冲击力下，潮流能发电装置使用一段时间后就要定期进行维修或更换。然而传统的潮流能发电装置的维修和更换也均在海里进行，困难度高，成本巨大。甚至，因为部分组件的损坏，导致整个潮流能发电装置的报废，这是潮流能发电装置高成本的重要原因之一，也是造成现有的潮流能发电装置无法大规模化、商业化运营的直接原因。尤其是水平轴水轮发电机，由于其所有设备（包括叶轮和发电机）均在水下，因此水平轴水轮发电机的维修更加困难，成本更高。因此，即便水平轴水轮发电机的发电效率高于垂直轴水轮发电机，但水平轴水轮发电机仍然无法商业化。然而，目前海洋能发电领域的技术人员都忽略了对维修方式的改进。另外，传统的潮流能发电装置一般只采用一个至多两个水轮发电机。然而只采用一个或两个水轮发电机，为了提高发电功率，通常叶轮的直径需要制造得很大，这样会大大降低叶轮的转速，同时增大扭矩，导致中心轴和齿轮箱之间的摩擦加大，中心轴和齿轮箱的成本攀高。另外，整个发电装置的规模也会受到限制，发电装置的成本会居高不下，制约了潮流能发电装置的发展。但是，目前海洋能发电领域的技术人员都存在着技术偏见，只着重于研发如何将水轮发电机的叶轮部分做大或者对叶轮叶片的结构进行改进以提高单个水轮发电机的发电功率。目前本领域没有任何人研究如何在不改变叶轮的前提下，提高发电功率且降低成本以适合商业运用。
技术实现思路
本专利技术为了克服现有技术的不足，提供一种固定于水底的潮流能发电装置。为了实现本专利技术的一目的，本专利技术提供一种固定于水底的潮流能发电装置，包括外框架、至少三个内框架、至少三个水平轴水轮发电机、至少三根转轴、多根外套管和多根内套管。至少三个内框架可分离地设置于外框架内。至少三个水平轴水轮发电机分别设置于至少三个内框架内。至少一个水平轴水轮发电机对应安装于每根转轴，至少一根转轴对应安装于每个内框架。至少三个驱动单元分别连接转轴以驱动转轴转动。多根外套管固定于外框架。每根内套管的一部分连接对应的外套管的底端和水底。于本专利技术的一实施例中，固定于水底的潮流能发电装置还包括至少三个导流罩，固定于内框架或外框架，导流罩对应地位于水平轴水轮发电机沿水流方向的上游。于本专利技术的一实施例中，导流罩为直径逐渐减小的圆筒状。于本专利技术的一实施例中，潮流能发电装置还包括呈轴对称设置的至少六个导流罩，固定于内框架或外框架，导流罩分别位于水平轴水轮发电机沿水流方向的上游和下游。于本专利技术的一实施例中，固定于水底的潮流能发电装置还包括可调节浮力的浮体，固定于外框架。于本专利技术的一实施例中，外框架还具有多个减小水流阻力结构，多个减小水流阻力结构位于多根外套管的迎水侧。于本专利技术的一实施例中，每根内套管的外壁标识有刻度。于本专利技术的一实施例中，每根内套管的侧壁具有多个卸浆孔。于本专利技术的一实施例中，每根外套管具有止挡件，止挡件位于外套管的内壁上。于本专利技术的一实施例中，内套管包括相互分离的第一内套管和第二内套管。于本专利技术的一实施例中，固定于水底的潮流能发电装置还包括至少两个栅栏，设置于内框架或外框架，至少两个栅栏分别位于水平轴水轮发电机沿水流方向的上游和下游。于本专利技术的一实施例中，固定于水底的潮流能发电装置还包括固定钢缆，固定钢缆的一端固定于外框架。综上所述，本专利技术提供的固定于水底的潮流能发电装置，所有的人力施工作业都在水上进行，杜绝了现有的水下作业，降低了施工难度，提高了施工人员的安全性，也大幅度减少了施工成本，有效地推广了潮流能发电装置的商业应用。本专利技术的外框架和外套管，形成了“天然的打桩平台”，无需额外设置桩的固定结构，即可有效且牢靠地将潮流能发电装置固定于水底。本专利技术的内套管既起到调节水平的作用又能辅助打桩。本专利技术的发电装置具有至少三个内置模块，水平轴水轮发电机可形成阵列化排布。相比传统的潮流能发电装置，本专利技术在保障甚至提高发电功率的同时，解决了传统潮流能发电装置中单个水轮发电机需要大型化从而产生的高成本的问题。通过设置可分离的内框架和外框架，从而实现发电装置的模块化组装和替换，大幅度降低维修和安装费用，克服了传统潮流能发电装置无法商业化、大规模化的难题。通过设置可转动的安装轴，使得无论水流朝哪个方向流入，水平轴水轮发电机的叶轮始终朝向水流，从而确保最大的发电功率。尤其适用于利用潮汐能进行发电。另外，通过在外框架设置浮体，克服了现有技术中必须起吊发电装置导致发电装置无法大型化的弊端，创新地在水中移动发电装置至安装点，大幅度降低施工成本。本专利技术实施例提供的固定于水底的潮流能发电装置通过在上下游设置至少两个栅栏，保护设置其内的水平轴水轮发电机不受海里垃圾的损害，延长水平轴水轮发电机的使用寿命。为让本专利技术的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下。附图说明图1所示为根据本专利技术第一实施例提供的固定于水底的潮流能发电装置的俯视图。图2所示为根据本专利技术第一实施例提供的固定于水底的潮流能发电装置未打桩时的正视图。图3所示为根据本专利技术第一实施例提供的固定于水底的潮流能发电装置中栅栏的示意图。图4所示为根据本专利技术第一实施例提供的部分外框架和外套管的示意图。图5所示为根据本专利技术第一实施例提供的将潮流能发电装置固定于水底的打桩流程示意图。图6所示为根据本专利技术第二实施例提供的将潮流能发电装置固定于水本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种固定于水底的潮流能发电装置，其特征在于，包括：外框架；至少三个内框架，可分离地设置于外框架内；至少三个水平轴水轮发电机，分别设置于所述至少三个内框架内；至少三根转轴，至少一个水平轴水轮发电机对应安装于每根转轴，至少一根转轴对应安装于每个内框架；至少三个驱动单元，分别连接转轴以驱动所述转轴转动；多根外套管，固定于所述外框架，每根外套管的轴向垂直于水平面；多根内套管，每根内套管的一部分连接对应的外套管的底端和水底。

【技术特征摘要】
2014.07.18 CN 20141034436411.一种固定于水底的潮流能发电装置，其特征在于，包括：
外框架；
至少三个内框架，可分离地设置于外框架内；
至少三个水平轴水轮发电机，分别设置于所述至少三个内框架内；
至少三根转轴，至少一个水平轴水轮发电机对应安装于每根转轴，至少一根转轴对应安装于每个内框架；
至少三个驱动单元，分别连接转轴以驱动所述转轴转动；
多根外套管，固定于所述外框架，每根外套管的轴向垂直于水平面；
多根内套管，每根内套管的一部分连接对应的外套管的底端和水底。
2.根据权利要求1所述的固定于水底的潮流能发电装置，其特征在于，所述固定于水底的潮流能发电装置还包括至少三个导流罩，固定于所述内框架或外框架，导流罩对应地位于所述水平轴水轮发电机沿水流方向的上游。
3.根据权利要求2所述的固定于水底的潮流能发电装置，其特征在于，所述导流罩为直径逐渐减小的圆筒状。
4.根据权利要求1所述的固定于水底的潮流能发电装置，其特征在于，所述潮流能发电装置还包括呈轴对称设置的至少六个导流罩，固定于所述内框架或外框架，导流罩分别位于所述水平轴水轮发电机沿水流方向的上游和下游。
5.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：林东，陈历，姜芳，
申请(专利权)人：杭州林东新能源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33