用于海洋能发电机的导水板装置及采用该装置的海洋能发电机

技术领域

本发明属于可再生能源发电领域，尤其涉及用于海洋能发电机的导水板装置及采用该装置的海洋能发电机。

背景技术

海洋能（包含潮流能、海浪能、洋流能）是指海水流动的机械能，作为可再生能源，储量丰富，分布广泛，具有极好的开发前景和价值。海洋能的利用方式主要是发电，其工作原理与风力发电和常规水力发电类似，即通过能量转换装置，将海水的机械能转换成电能。海水冲击叶轮水轮机将水流的机械能转换为水轮机旋转的机械能，水轮机经过机械传动系统带动发电机发电，最终转换成电能。

现有技术的潮流水轮机使用的叶轮，主要借鉴了风能发电的技术，分为两个类型：一类是水平轴水轮机的叶轮为三叶片或两叶片的，一般没有巨大的导流罩，但效率普遍低下；一类是借鉴垂直轴的风力发电叶轮，该水轮机叶轮的叶片数基本是三到五个叶片，也有十多个叶片的水轮机叶轮，基本上是个传统双击式叶轮，效率比水平轴的三叶片水轮机叶轮稍微高一些，但要加上庞大的导流罩。

现今能源日益短缺，温室效应日益严重，能源日益必须低碳化，所以风能，海洋能（包含潮汐能、潮流能、海浪能、洋流能）等清洁能源是未来能源的发展方向。但现在这些清洁能源的发电设备，除了风能利用比较成熟外，海洋能的利用还都是在起步阶段，没有通用和成熟的设备，效率低下，设备不能大规模化。

目前潮流发电机的普遍特性，在低速水流时效率低，高速水流效率较高。低速水流的低效率导致设备投入成本过大，无法商业化。而高速时，水流的能量很高，3米/秒水的能量是1米/秒的27倍，在高速时相对较高的效率，致使设备的电控系统的投入是几何数的倍数投入，而潮流在高速的工况时间又很短，致使巨大的投入很不合理。

而现有设备也有一些导水板的装置，虽然在一定的程度上解决了低速水流的效率问题，但无法给高流速工况相应的减去负荷，致使潮流发电设备投入过大，无法商业化运行。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供了一种变负荷、高效率的用于海洋能发电机的导水板装置及采用该装置的海洋能发电机。

为实现上述目的，本发明可采取下述技术方案：一种用于海洋能发电机的导水板装置，包括导水板，导水板固定在旋转轴上，导水板随水流方向绕旋转轴旋转，导水板沿流入海洋能发电机的水流方向旋转至适当位置处，该适当位置处设置有至少两组阻挡调节弹簧，使得导水板与水流方向成夹角；导水板沿流出海洋能发电机的水流方向旋转至适当位置处，该适当位置处设置有一阻挡轴，使得导水板与水流方向成夹角；所述阻挡轴和旋转轴平行，且所述阻挡调节弹簧与阻挡轴分别设置在旋转轴的两侧。

一种具有导水板装置的海洋能发电机，包括：

框架；

至少一个水轮机，设置于所述框架内，所述水轮机的轴线方向垂直于水平面；

至少两个导水板装置，包括导水板，导水板铰接在旋转轴上，旋转轴固定在所述框架上，导水板随水流方向绕旋转轴旋转，导水板沿流入海洋能发电机的水流方向旋转至适当位置处，该适当位置处具有若干组阻挡调节弹簧，使得导水板与水流方向成夹角；所述若干组阻挡调节弹簧沿旋转轴轴向方向从上到下的设置在框架上，每组阻挡调节弹簧的末端分别抵靠在导水板上；导水板沿流出海洋能发电机的水流方向旋转至适当位置处，该适当位置处设置有一阻挡轴，所述阻挡轴固定在框架上，使得导水板与水流方向成夹角。

至少一个发电机，与所述水轮机机械连接，当水流流向水轮机，所述水轮机转动以驱动发电机发电。

本发明的具有导水板装置的海洋能发电机，所述导水板装置中的导水板具有分离的上半部分和下半部分，上半部分和下半部分的导水板同步的沿水流方向旋转。

本发明的具有导水板装置的海洋能发电机，所述导水板装置的数量为所述水轮机数量的两倍，每两个导水板装置对应于一个水轮机且分别设置于所述水轮机沿水流方向的上游和下游。

本发明的具有导水板装置的海洋能发电机，还包括两个限流板，所述两个限流板相对设置于所述框架的两侧，所述限流板平行于水流方向。

本发明的具有导水板装置的海洋能发电机，所述水轮机的数量为偶数个，且相邻两个水轮机呈轴对称设置以使相邻两个水轮机的转动方向相反。

本发明的有益效果在于：由于导水板装置的导水板绕旋转轴沿水流方向旋转至适当位置时，导水板会被设置在支架上的阻挡调节弹簧挡住，当水流过大过小时，可被阻挡调节弹簧调节，使水流的冲击力与设备的容量尽量一致，从而提高设备的效率。

附图说明

图1为本发明的用于海洋能发电机的导水板装置的俯视图。

图2为本发明的具有导水板装置的海洋能发电机的俯视图。

图3为本发明的具有导水板装置的海洋能发电机的主视图。

具体实施方式

    下面参照附图说明本发明的实施方式。

实施例1

如图1所示，本发明的用于海洋能发电机的导水板装置包括导水板1，导水板1固定在旋转轴2上，导水板1随水流方向绕旋转轴2旋转。导水板1沿流入海洋能发电机的水流方向A旋转至适当位置处，即如图1所示，当导水板1旋转至导水板1与支架ab成α角时，被设置在支架上的六组（实际使用时可根据需要设置不同组数的弹簧，不限定组数）阻挡调节弹簧4挡住。当水流从海洋能发电机部分流出时，即当水流反向时，导水板1沿水流方向旋转至导水板1与支架cd成в角时，被设置在支架上的阻挡轴3挡住。如图1所述，阻挡轴3与旋转轴2平行，且所述阻挡调节弹簧组与阻挡轴3设置在旋转轴2的两侧。

当水流从A方向流向海洋能发电机时，由于导水板1与支架cd成в角，导水板1可以随着水流绕旋转轴2旋转，当旋转至与支架ab成α角时，会被六组阻挡调节弹簧挡住，由于弹簧的作用，当水流过大时，弹簧会被压缩，水流的冲击力会被分解掉一部分，从而可以缓解由于设备的收能超过发电机容量的问题。反之，当水流变小时，被压缩的弹簧会恢复，自动将导水板顶出，适当提高设备的效率。

实施例2

如图2和图3所示，本发明的具有导水板装置的海洋能发电机，包括框架5、水轮机6、导水板装置和发电机模组。框架5由空心管材制成，即可以使用钢管焊接而成，以减少装置质量。水轮机6具有4个，每两个为一组，且相邻两个水轮机呈轴对称设置以使相邻两个水轮机的转动方向相反。每个叶轮机6的轴线垂直于水平面，且叶轮机平行设置于框架5内。框架5上还安装有与水轮机配合的导水板装置。导水板装置包括导水板7，导水板7铰接在旋转轴8上，旋转轴8固定在框架5上，导水板7随水流方向绕旋转轴8旋转。导水板旋转8的轴线与水轮机轴线平行。导水板7沿流入海洋能发电机的水流方向A旋转至适当位置处，即如图2所示，当导水板7旋转至导水板7与框架5的ef段成α角时，被设置在支架上的六组（实际使用时可根据需要设置不同组数的弹簧，不限定组数）阻挡调节弹簧9挡住。当水流从海洋能发电机部分流出时，即当水流反向时，导水板7沿水流方向旋转至导水板7与框架的cd段成в角时，被设置在框架cd段上的阻挡轴10挡住。如图2所述，阻挡轴10与旋转轴8平行，且所述阻挡调节弹簧9与阻挡轴10分别设置在旋转轴8的两侧。如图3所示，为了提高导水板7的导水效率，将导水板7设置成上下两个分离的部分。导水板上半部分和下半部分的导水板同步的沿水流方向旋转。如图2所示，每两个导水板装置对应于一个水轮机，且分别设置于所述水轮机沿水流方向的上游和下游。框架5的两侧设置有两个限流板11，限流板11平行于水流方向。由于设置了两个限流板11，可以大大减少侧向水流对有效水流的影响。

每个水轮机6上还设置有一个发电机12，发电机12与所述水轮机之间的设置有传动机构，传动机构可以为齿轮箱，齿轮箱连接叶轮水轮机和发电机，当水流流向水轮机，水轮机转动带动齿轮箱中的齿轮转动，从而驱动发电机发电。