本發(fā)明涉及一種洋流發(fā)電裝置，尤其涉及一種用于海洋燈塔用電的洋流發(fā)電裝置。

背景技術(shù)：

海洋是地球上蘊含資源和能量最大的區(qū)域，因此海洋里的資源如何能夠有效地利用是一個值得人們關(guān)注的問題，而利用洋流進行發(fā)電是其中一個重要的課題。洋流是海洋表層海水常年大規(guī)模按照一定的方向進行的較為穩(wěn)定的流動。據(jù)統(tǒng)計，任何一支洋流所蘊含的動能超過陸地上所有河流流水的動能之和，而目前人們對洋流能的利用微乎其微。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了更好地利用洋流，本發(fā)明設(shè)計一種用于海洋燈塔用電的洋流發(fā)電裝置，其扇葉和海水的有效接觸面積大、聚能效率高，可以聚集洋流帶來的大量動能進行發(fā)電，實現(xiàn)對海洋燈塔的供電，從而減少對化石燃料的使用，實現(xiàn)綠色發(fā)展。

本發(fā)明的解決方案是：一種用于海洋燈塔用電的洋流發(fā)電裝置，其包括：

支架；

兩個旋轉(zhuǎn)框架，每個旋轉(zhuǎn)框架包括呈米字型的六個葉輪和一個中心轉(zhuǎn)軸，六個葉輪的米字型中心通過中心轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動安裝在支架上，使六個葉輪相對支架旋轉(zhuǎn)；每個葉輪轉(zhuǎn)動安裝多個扇板，每個扇板包括葉板框、葉板、葉板軸；葉板通過葉板軸安裝在葉板框上；葉板包括位于同一平面上的葉片部一和葉片部二，葉片部一和葉片部二均固定在葉板軸的側(cè)壁上，且分別位于葉板軸的相對兩側(cè)；葉板框的內(nèi)側(cè)上設(shè)置一圈內(nèi)沿，內(nèi)沿的尺寸滿足：葉片部一無法通過葉板框而抵持在內(nèi)沿上，但允許葉片部二通過葉板框，且在葉片部一抵持在內(nèi)沿上時，整個葉板遮蓋內(nèi)沿圈成的窗口；葉板框的一側(cè)轉(zhuǎn)動安裝在相應的葉輪上，且在轉(zhuǎn)動連接處固定止擋塊在葉輪上，止擋塊通過自身的厚度限制葉板框在相對葉輪呈90度開合時繼續(xù)旋轉(zhuǎn)；

多個浮筒，其安裝在支架上用于懸浮支架。

作為上述方案的進一步改進，葉板軸固定在葉板的三分之二處。

進一步地，葉片部一占葉板的三分之二，葉片部二占葉板的三分之一。

作為上述方案的進一步改進，葉板軸和葉板一體成型。

作為上述方案的進一步改進，葉片部一上開設(shè)至少一個導流孔。

作為上述方案的進一步改進，葉片部二上開設(shè)至少一個導流孔。

作為上述方案的進一步改進，所述洋流發(fā)電裝置還包括安裝在支架上用于加強支架的結(jié)構(gòu)強度的多根加強桿。

作為上述方案的進一步改進，每個旋轉(zhuǎn)框架還包括將六個葉輪依次連接在一起的連接桿。

作為上述方案的進一步改進，葉板框的厚度大于內(nèi)沿的厚度。

作為上述方案的進一步改進，內(nèi)沿一體成型在葉板框上。

本發(fā)明滿足海洋供電設(shè)備的用電需求，可以將整個裝置置于水下，針對海洋洋流和暗流水流的流動形式獲得水的流動能，從而可運用在遠離陸地且較為惡劣的深海海域中；能夠高效利用海洋的洋流或者暗流進行發(fā)電，不影響生態(tài)環(huán)境，滿足海洋燈塔設(shè)備的日常用電；相比于先有的發(fā)電裝置較為廉價，加工方便，發(fā)電較為穩(wěn)定，并且可以根據(jù)洋流層的厚度調(diào)節(jié)該裝置的位置，使其達到一個較高的發(fā)電效率，環(huán)境適應性較強。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例1的用于海洋燈塔用電的洋流發(fā)電裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為圖1中洋流發(fā)電裝置去除浮筒后的另一個視角的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為實施例2的用于海洋燈塔用電的洋流發(fā)電裝置的葉板組件的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

實施例1

請參閱圖1及圖2，本發(fā)明的用于海洋燈塔用電的洋流發(fā)電裝置包括支架2、兩個旋轉(zhuǎn)框架、多個浮筒5、多根加強桿3。加強桿3安裝在支架2上用于加強支架2的結(jié)構(gòu)強度。

浮筒5用于將整個裝置懸浮于深海中，浮筒5可安裝在支架2，也可以安裝在兩個旋轉(zhuǎn)框架上，還可以在支架2和兩個旋轉(zhuǎn)框架上都安裝。

在本實施例中，支架2和加強桿3都上設(shè)置多個浮筒5，其中位于支架2和加強桿3端部的浮筒為調(diào)節(jié)浮筒，通過調(diào)節(jié)浮筒的控制調(diào)整整個裝置(可采用一個支架2、兩個旋轉(zhuǎn)框架構(gòu)成)的位置及控制平衡。浮筒5安裝在支架2內(nèi)，分為預先設(shè)置好浮力的浮筒和具有調(diào)節(jié)能力的調(diào)節(jié)浮筒，浮筒5為整個裝置提供浮力，調(diào)節(jié)浮筒設(shè)置在支架2和加強桿3的端部位置，有利于控制和調(diào)節(jié)整個裝置的位置平衡。

每個旋轉(zhuǎn)框架包括呈米字型的六個葉輪4和一個中心轉(zhuǎn)軸11。呈米字型的六個葉輪4盡量圓周均分，360度均分，能平穩(wěn)地接收洋流能量和減少單個葉輪4存在的問題，使其發(fā)電均衡。六個葉輪4的米字型中心通過中心轉(zhuǎn)軸11轉(zhuǎn)動安裝在支架2上，使葉輪4相對支架2旋轉(zhuǎn)。

由于充分考慮到洋流的力度，可將整個裝置延長，支架2順洋流方向，而加強桿3與洋流方向垂直，設(shè)置多個加強桿3、浮筒5以及旋轉(zhuǎn)框架有效的控制了整個裝置的位置不會因為洋流推動旋轉(zhuǎn)框架而產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)。

由圖1可以看出，每個葉輪4上的扇板7并排組合，可以更高效率的捕捉到水流的動能，葉輪4上安裝有可以做90°旋轉(zhuǎn)具有單向開合特性的小葉片即扇板7，水流通過時，前后兩個葉輪4轉(zhuǎn)向相反。對圖1的運動狀態(tài)進行分析，當水流方向自左向右時，左側(cè)的葉輪4在水流作用下逆時針旋轉(zhuǎn)，一側(cè)小葉片呈打開狀態(tài)，另一側(cè)呈閉合狀態(tài)，在與水流方向垂直的地方受到水流的作用力最大，此時小葉片呈完全打開(閉合)狀態(tài)，以此種單邊受力使得葉輪4能夠轉(zhuǎn)動起來。再分析右側(cè)的葉輪，當左側(cè)的葉輪小葉片呈打開狀態(tài)時，有水流通過，右側(cè)的葉輪小葉片受到水流的作用從而呈閉合狀態(tài)，運動狀態(tài)與左側(cè)葉輪相反，按順時針旋轉(zhuǎn)。在設(shè)計時要保證小葉片之間互不影響旋轉(zhuǎn)，還要實現(xiàn)自動的開啟和關(guān)閉，從而帶動葉輪旋轉(zhuǎn)。

由圖2可以看出，大葉片即葉輪上是由多個小葉片組成的，小葉片可以90度旋轉(zhuǎn)。在設(shè)計時靠近主軸的地方?jīng)]有安裝小葉片，主要有以下幾個原因：一是靠近主軸位置的水流作用距離短；二是靠近主軸位置如果安裝小葉片，相鄰兩個大葉片上靠近主軸處的小葉片由于距離過近，在轉(zhuǎn)動時可能會互相影響，反而效果不好。

為了發(fā)電機發(fā)電效率更高，需要對葉輪的轉(zhuǎn)速進行增速處理，在傳動機構(gòu)上安裝不同大小機械齒輪組合，這個齒輪組合的傳動比需要進行計算，根據(jù)發(fā)電機的額定轉(zhuǎn)速和葉輪的實際轉(zhuǎn)速來確定需要的傳動比。主軸上端與能量傳導繩索相連，導致該能量傳導繩索也發(fā)生轉(zhuǎn)動并產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)力，從而該扭轉(zhuǎn)能量傳遞到了能量傳導繩索的末端，又由于該能量傳導繩索的末端與發(fā)電機主軸相連，因此該扭轉(zhuǎn)力傳遞給了海流能發(fā)電機主軸帶動主軸轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)電能的產(chǎn)生。

由圖1可以看出，為了使整個發(fā)電裝置能夠懸浮在海水中，該裝置增加了懸浮機構(gòu)的設(shè)計：該裝置的懸浮主要依靠安裝在外圍框架上的圓臺形狀的懸浮桶來完成。根據(jù)裝置自身重力來安裝相對應的懸浮桶數(shù)量，使得裝置可以穩(wěn)定懸浮于水中。而且可以根據(jù)洋流的深度來改變懸浮桶的數(shù)量以調(diào)整裝置的位置使裝置發(fā)電效率最高，具有一定程度的靈活性。

實施例2

實施例2的洋流發(fā)電裝置與實施例1的洋流發(fā)電裝置的區(qū)別在于，實施例2的洋流發(fā)電裝置對每個扇板7進行了改造。

請結(jié)合圖3，每個葉輪4包括多個扇板7，每個扇板7包括葉板框10、葉板8、葉板軸9。葉板8通過葉板軸9安裝在葉板框10上。葉板8包括位于同一平面上的葉片部一81和葉片部二82。葉片部一81和葉片部二82均固定在葉板軸9的側(cè)壁上，且分別位于葉板軸9的相對兩側(cè)。

葉輪4之間以連接桿12連接。連接桿12將所有葉輪4的6個邊一一連接，使其形成一個受力整體，保護了旋轉(zhuǎn)框架每組扇板7的受力安全，同時又消減了力臂過長而帶來的彎折力，消除在運動中出現(xiàn)憋死現(xiàn)象的可能。

葉板框10的內(nèi)側(cè)上設(shè)置一圈內(nèi)沿83，內(nèi)沿83的尺寸滿足：葉片部一81無法通過葉板框10而抵持在內(nèi)沿83上，但允許葉片部二82通過葉板框10，且在葉片部一81抵持在內(nèi)沿83上時，整個葉板8遮蓋內(nèi)沿83圈成的窗口84。

也就是說，葉板軸9的頂端和底端分別轉(zhuǎn)動安裝在葉板框10的相對兩側(cè)上，并與葉板8固定而將葉板8轉(zhuǎn)動安裝在葉板框10上。葉板框10的一側(cè)轉(zhuǎn)動安裝在相應的葉輪4上，且在轉(zhuǎn)動連接處固定止擋塊13在葉輪4上，止擋塊13通過自身的厚度限制葉板框10在相對葉輪4呈90度開合時繼續(xù)旋轉(zhuǎn)。

葉板框10一般采用矩形結(jié)構(gòu)，如圖3中的長方形。多個葉板框10可拼接成網(wǎng)格格局的框架，每個葉板框10為該框架的其中一個網(wǎng)格，每個網(wǎng)格內(nèi)安裝一個葉板8。葉板8區(qū)別于傳統(tǒng)技術(shù)的結(jié)構(gòu)，葉板8不再是一個單獨的平板，而是采用兩個尺寸不同的葉片部：葉片部一81和葉片部二82。葉片部一81的一端為自由端，葉片部一81的相對另一端固定在葉板軸9上，葉片部二82的一端也為自由端，葉片部二82的相對另一端也固定在葉板軸9上，且葉片部一81和葉片部二82分別位于葉板軸9的相對兩側(cè)上。

在本實施例中，葉板8包括位于同一平面上的葉片部一81和葉片部二82，葉片部一81和葉片部二82均固定在葉板軸9的側(cè)壁上，且分別位于葉板軸9的相對兩側(cè)。葉板框10的內(nèi)側(cè)上設(shè)置一圈內(nèi)沿6，內(nèi)沿6的尺寸滿足：葉片部一81無法通過葉板框10而抵持在內(nèi)沿6上，但允許葉片部二5通過葉板框10，且在葉片部一81抵持在內(nèi)沿83上時，整個葉板8遮蓋內(nèi)沿83圈成的窗口84。葉板組件能夠在深海中在洋流的作用下更好的開合，使得洋流發(fā)電裝置的工作更穩(wěn)定，效率更高。

為了提高內(nèi)沿83的結(jié)構(gòu)強度，內(nèi)沿83可一體成型在葉板框10上。葉片部一81上可開設(shè)至少一個導流孔85，或葉片部二82上可開設(shè)至少一個導流孔85，或葉片部一81和葉片部二82上可分別開設(shè)至少一個導流孔85。葉板框10的厚度大于內(nèi)沿83的厚度。葉板軸9固定在葉板8的三分之二處，如葉片部一81占葉板8的三分之二，葉片部二82占葉板8的三分之一。葉板8與葉板軸9可為一體成型結(jié)構(gòu)。

通過安裝在葉板框10上，在需要葉板8受力的時候，通過水流的作用，使得葉板8的葉片部一81被壓到葉板框10的內(nèi)沿83上，使得力傳遞到葉板框10上，以此來帶動整個裝置的轉(zhuǎn)動。在需要葉板8開啟得時候，在水流的作用下，部分水流通過導流孔85使得葉板8后面的水由類似于禁止狀態(tài)變?yōu)榱鲃訝顟B(tài)，以此使得葉板8能夠更好的打開，以此使得整個裝置運行的更為平穩(wěn)。

值得說明的是本發(fā)明中所提到的葉板軸9的位置不一定非要是三分之一處，應當根據(jù)實驗結(jié)果相應的進行調(diào)整。同理葉板8上的導流孔8的數(shù)量、大小等也應該根據(jù)相應的實驗結(jié)果進行調(diào)整，以達到最好的效果。

扇板7與中心轉(zhuǎn)軸11連接處的扇板框內(nèi)設(shè)置浮筒5，不設(shè)置葉板。舍棄中心位置葉板8而改為浮筒5，其原因主要是，中心葉板8的力矩不大，由于旋轉(zhuǎn)框架的重量過重，必須考慮框架底部支撐軸承的受力和使用壽命，因此采用此種設(shè)計，減輕了底部支撐軸承的負重，使其轉(zhuǎn)動更靈活，同時延長使用壽命。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。