一种伞状折叠竖轴水轮机预选址实验装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及海洋工程技术领域，尤其涉及一种伞状竖轴潮流能水轮机预选址实验装置，解决竖轴潮流能水轮机预选址问题，同时避免横轴潮流能水轮机受潮流方向限制，且流速较高易使结构破坏的问题，以及需要为海工设备频繁更换蓄电池的困扰。本发明专利技术可以不受水流方向的限制，其叶片截面为翼型，该叶片结构有较好的流体性能，浮式发电箱和锚链可以使该发电装置整体悬浮在水中，并且通过调节锚链使该装置处于稳定流速层内，可以避免乱流的干扰，提高整个装置的稳定性，提高使用寿命，降低维修成本，本发明专利技术的折叠功能便于安装投放，并且可以根据不同流速调整展开直径来提高发电装置的发电效率。速调整展开直径来提高发电装置的发电效率。速调整展开直径来提高发电装置的发电效率。

【技术实现步骤摘要】
一种伞状折叠竖轴水轮机预选址实验装置


[0001]本专利技术涉及发电机
，尤其涉及了一种伞状竖轴潮流能水轮机预选址实验装置。

技术介绍

[0002]海洋可再生能源能是一种可持续的清洁能源，资源丰富且对环境影响小，对解决化石能源导致的环境问题、缓解海上能源短缺，具有重要的意义。海洋潮流能由于其能量密度相比风能大、可预测性强，对于风、浪、流导致的载荷稳定、沿海储量丰富，在提供电力方面，比波浪能更容易预测、更稳定，与潮汐能相比，潮流能并不需要拦截上游，大范围地改变自然环境，对环境影响小，因此潮流能是国内外海洋可再生能源开发利用的重点。
[0003]现有技术采用竖轴式潮流能水轮机用于收集潮流能并发电。采用竖轴式潮流能水轮机进行发电一般会选取某片潮流能比较丰富的海域，在海域内的多个位置放置多个潮流能水轮机，形成潮流能水轮机场，从而在多个位置采集潮流能。
[0004]然而由于该潮流能水轮机场的每一个竖轴潮流能水轮机安装工位的潮流流速海况都各不相同，因此需要根据每一个安装位置处的具体情况而放置不同尺寸型号的潮流能水轮机，从而保证各个工位上安装的潮流能水轮机的型号尺寸与该工位的流速海况相适应，从而使得该工位处的潮流能水轮机能够最大化地利用该位置处的潮流能，发电功率达到最大化。因此在选址阶段需要对各个工位处的流速海况进行测定。然而现有技术中一般只采用流速计测量该工位处的潮流流速，从而根据该潮流流速确定水轮机的型号尺寸，但无法在正式安装水轮机之前在该位置处进行实物实验从而获得该型号的潮流能水轮机在该位置处具体的发电性能指标并做出调整。
[0005]为了在选址时能够低成本的获得各个工位处不同型号的竖轴式潮流能水轮机的性能数据，本专利技术提供了一种伞状竖轴潮流能水轮机预选址实验装置。

技术实现思路

[0006]本专利技术为解决上述技术问题所采用的技术方案是：
[0007]一种伞状竖轴潮流能水轮机预选址实验装置，包括：浮式发电箱组件、转动开合机构、叶片装置和锚链，所述转动开合机构与浮式发电箱输入端固定连接，叶片组件设置在转动开合机构外侧并与转动开合机构连接，浮式发电箱下端设置有锚链，锚链的一端与浮式发电箱连接，锚链的另一端与海底连接。
[0008]优选地，所述浮式发电箱组件包括：壳体、永磁发电机、蓄电池A、蓄电池B、转动轴和中空液压油缸组件，壳体与锚链连接，永磁发电机、蓄电池A和蓄电池B安装在壳体内部，永磁发电机、蓄电池A和蓄电池B相互电连接，蓄电池A和蓄电池B上设置有记录模块，永磁发电机输入端与转动轴连接，转动开合机构套接在转动轴上，中空液压油缸组件设置在永磁发电机下端，安装在壳体内的中空液压油缸组件套在转动轴上，中空液压油缸组件输出端与转动开合机构连接。
[0009]优选地，所述中空液压油缸组件包括：中空液压油缸和套管，所述中空液压油缸和套管套在转动轴外圈，中空液压油缸安装在壳体内，中空液压油缸输出端突出壳体与套管一端连接，套管另一端通过轴承与转动开合机构连接，所述转动开合机构包括：连杆A、连杆B、连杆C、铰接连接套、铰支座A和铰支座B，铰接连接套通过轴承与套管另一端连接，铰支座A设置在铰接连接套下侧并套装在转动轴上，铰支座B设置在铰支座A下侧并套装在转动轴上，铰支座B与多组连杆B的一端铰接，连杆B的另一端与叶片装置上部铰接，铰支座A与多组连杆A的一端铰接，连杆A的另一端与叶片装置下部铰接，连杆A中部与连杆C一端铰接，连杆C另一端与铰接连接套铰接。
[0010]优选地，所述壳体上设有挂耳和密封圈，挂耳与锚链固定连接，密封圈外圈与壳体连接，密封圈内圈与中空液压油缸输出端外圈连接。
[0011]优选地，所述中空液压油缸内壁与转动轴外壁之间设置有防水全密封轴承，所述防水全密封轴承外圈与中空液压油缸内壁设置有密封套A，转动轴外圈与防水全密封轴承内圈设置有密封套B。
[0012]优选地，所述永磁发电机上设有线束A和线束B，永磁发电机通过线束A与蓄电池A电连接，永磁发电机通过线束B与蓄电池B电连接。
[0013]优选地，所述蓄电池A上端设有稳压器A，稳压器A一端与蓄电池A电连接，稳压器A另一端与线束A电连接，所述蓄电池B上端设有稳压器B，稳压器B一端与蓄电池B电连接，稳压器B另一端与线束B电连接。
[0014]优选地，所述叶片装置包括多组叶片，叶片为翼型竖轴叶片，叶片上部与连杆A铰接，叶片下部与连杆B铰接。
[0015]优选地，该装置用于竖轴潮流能水轮机安装选址，通过锚链结构固定在预安装潮流能水轮机海域，观测其发电性能。收回锚链可移动至其他海域再次投放，对不同海域安装水轮机的可行性进行实验。
[0016]优选地，在使用该装置进行潮流能水轮机场预选址时，将整个装置移动至预选址的工位处，将整个设备投入水中用锚链固定住；当要对竖轴水轮机安装的最佳高度进行实验测量时，调整锚链的长度从而改变该装置的高度，使该装置分别在不同高度下各自连续工作24小时，由记录模块统计该装置在各个高度处工作时24小时内充入蓄电池A和蓄电池B内的总电能，并进行比较，从而确定24小时内充入蓄电池A和蓄电池B内的总电能最多时的高度为该工位处的最佳安装高度；当要对竖轴水轮机安装的最佳旋转半径进行确定时，旋转半径为叶片与转动轴之间的距离，将该装置设置于最佳安装高度，转动开合机构从而调整该装置的旋转半径，使该装置分别在不同旋转半径下各自连续工作24小时，由记录模块统计该装置在各个旋转半径下工作时24小时内充入蓄电池A和蓄电池B内的总电能，并进行比较，从而确定24小时内充入蓄电池A和蓄电池B内的总电能最多时的旋转半径为该工位处的最佳旋转半径；当要对竖轴水轮机安装的最佳永磁发电机进行确定时，将该装置设置于最佳安装高度，转动开合机构从而调整该装置的旋转半径为最佳旋转半径，使该装置分别在不同型号的永磁发电机下各自连续工作24小时，由记录模块统计该装置在各种型号的永磁发电机下工作时24小时内充入蓄电池A和蓄电池B内的总电能，并进行比较，从而确定24小时内充入蓄电池A和蓄电池B内的总电能最多时的永磁发电机的型号为该工位处的最佳永磁发电机。
[0017]本专利技术的优点在于：1、本专利技术提供了一种伞状竖轴潮流能水轮机预选址实验装置，伞状折叠竖轴水轮机发电装置可以不受水流方向的限制，其叶片截面为翼型，该叶片结构有较好的流体性能，浮式发电箱组件和锚链可以使该发电装置整体悬浮在水中；2、该装置用于竖轴潮流能水轮机安装选址，通过锚链结构固定在预安装潮流能水轮机海域，观测其发电性能。收回锚链可移动至其他海域再次投放，对海域中不同安装工位安装水轮机的可行性进行实验。3、伞状结构用于调节水轮机展开直径，观测不同展开直径时的转矩和发电性能，为大型潮流能水轮机安装提供参考；4、能通过调节锚链调整该装置的高度，从而在同一工位不同高度位置处对潮流能水轮机的发电性能进行测量实验；5、由于不同型号的永磁发电机内的磁铁的磁感应强度不同，本申请能够通过替换永磁发电机，从而测定得到在该工位发电功率最大的永磁发电机。
附图说明
[0018]为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种伞状竖轴潮流能水轮机预选址实验装置，其特征在于，包括：浮式发电箱组件(1)、转动开合机构(2)、叶片装置(3)和锚链(4)，所述转动开合机构(2)与浮式发电箱(1)输入端固定连接，叶片组件(3)设置在转动开合机构(2)外侧并与转动开合机构(2)连接，浮式发电箱(1)下端设置有锚链(4)，锚链(4)的一端与浮式发电箱(1)连接，锚链(4)的另一端与海底连接。2.根据权利要求1所述的一种伞状竖轴潮流能水轮机预选址实验装置，其特征在于，所述浮式发电箱组件(1)包括：壳体(11)、永磁发电机(12)、蓄电池A(13)、蓄电池B(14)、转动轴(15)和中空液压油缸组件(5)，壳体(11)与锚链(4)连接，永磁发电机(12)、蓄电池A(13)和蓄电池B(14)安装在壳体(11)内部，蓄电池A(13)和B(14)上设置有记录模块，永磁发电机(12)、蓄电池A(13)和蓄电池B(14)相互电连接，永磁发电机(12)输入端与转动轴(15)连接，转动开合机构(2)套接在转动轴(15)上，中空液压油缸组件(5)设置在永磁发电机(14)下端，安装在壳体(11)内的中空液压油缸组件(5)套在转动轴(15)上，中空液压油缸组件(5)输出端与转动开合机构(2)连接。3.根据权利要求2所述的一种伞状竖轴潮流能水轮机预选址实验装置，其特征在于，所述中空液压油缸组件(5)包括：中空液压油缸(51)和套管(52)，所述中空液压油缸(51)和套管(52)套在转动轴(15)外圈，中空液压油缸(51)安装在壳体(11)内，中空液压油缸(51)输出端突出壳体(11)与套管(52)一端连接，套管(52)另一端通过轴承(6)与转动开合机构(2)连接；所述转动开合机构(2)包括：连杆A(21)、连杆B(22)、连杆C(23)、铰接连接套(24)、铰支座A(25)和铰支座B(26)，铰接连接套(24)通过轴承(6)与套管(52)另一端连接，铰支座A(25)设置在铰接连接套(24)下侧并套装在转动轴(15)上，铰支座B(26)设置在铰支座A(25)下侧并套装在转动轴(15)上，铰支座B(26)与多组连杆B(22)的一端铰接，连杆B(22)的另一端与叶片装置(3)上部铰接，铰支座A(25)与多组连杆A(21)的一端铰接，连杆A(21)的另一端与叶片装置(3)下部铰接，连杆A(21)中部与连杆C(23)一端铰接，连杆C(23)另一端与铰接连接套(24)铰接。4.根据权利要求3所述的一种伞状竖轴潮流能水轮机预选址实验装置，其特征在于，所述壳体(11)上设有挂耳(111)和密封圈(112)，挂耳(111)与锚链(4)固定连接，密封圈(112)外圈与壳体(11)连接，密封圈(112)内圈与中空液压油缸(51)输出端外圈连接。5.根据权利要求3所述的一种伞状竖轴潮流能水轮机预选址实验装置，其特征在于，所述中空液压油缸(51)内壁与转动轴(15)外壁之间设置有防水全密封轴承(151)，所述防水全密封轴承(151)外圈与中空液压油缸(51)内壁设置有密封套A(152)，转动轴(15)外圈与防水全密封轴承(151)内圈设置有密封套B(153)。6.根据权利要求2所述的一种伞状竖轴潮流能水...

【专利技术属性】
技术研发人员：阳志文，崔永刚，
申请(专利权)人：交通运输部天津水运工程科学研究所，
类型：发明
国别省市：