阵列布设的潜式潮流能发电装置

本发明涉及水流发电，特别是涉及阵列布设的潜式潮流能发电装置。

背景技术：

1、潮流能发电阵列能够提高潮流能发电装置的海域利用率。但现存的潮流能发电阵列存在着易受海上风浪流因素干扰、易受波浪荷载和极端海况影响等制约潮流能发电阵列发展的瓶颈。

2、公开号为cn204226097u所公开的“固定于水底的潮流能发电装置”，采用浮式平台、内外套管、卷扬机等实现阵列化发电。但其布设方式为单排设计，其尾流问题制约着该装置对于我国有限的潮流能海域的高效利用；其坐底式设计的运行维护也存在着运维难、成本大的问题。

3、公开号为cn106762373a所公开的“一种同时利用波浪能和潮流能的漂浮式海洋能发电装置”，采用浮子结构和摆板-水轮机结构等实现水流能综合利用。但其仅仅考虑到了运行时的互相遮蔽问题、并未考虑到发电装置产生的尾流影响；此外该装置的获能效率受波浪载荷的影响较大，采用两种发电结构的设计对于我国海况条件多变下的鲁棒性较差。

4、基于上述理由，本发明提供一种阵列布设的潜式潮流能发电装置。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供阵列布设的潜式潮流能发电装置，以解决现有技术存在的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供阵列布设的潜式潮流能发电装置，包括四组潜式潮流能发电机构，四组所述潜式潮流能发电机构呈菱形结构布置，相邻所述潜式潮流能发电机构之间设置有铰接组件，所述铰接组件分别与相邻所述潜式潮流能发电机构之间铰接，所述潜式潮流能发电机构包括：

3、梭形浮体；

4、弹性锚泊系统，所述弹性锚泊系统设置有两组，两组所述弹性锚泊系统分别设置在所述梭形浮体的前后两端；

5、浮筒组件，所述浮筒组件固定连接在所述梭形浮体的顶部；

6、水平轴潮流能水轮机，所述水平轴潮流能水轮机设置有两组，两组所述水平轴潮流能水轮机对称设置在所述梭形浮体的两侧。

7、根据本发明提供的阵列布设的潜式潮流能发电装置，所述梭形浮体包括支撑板和固定连接在所述支撑板底部的气囊，所述支撑板与所述气囊之间垂直设置，所述支撑板和所述气囊之间安装有主轴，两组所述水平轴潮流能水轮机分别固定连接在所述主轴的两端，所述浮筒组件固定连接在所述支撑板的顶面，所述支撑板上设置有充气组件。

8、根据本发明提供的阵列布设的潜式潮流能发电装置，所述充气组件包括充气泵，所述支撑板上设置有安装工位，所述充气泵安装在所述安装工位内，所述充气泵与所述气囊连通，所述支撑板上安装有工控机，所述工控机与所述充气泵电性连接。

9、根据本发明提供的阵列布设的潜式潮流能发电装置，所述支撑板底部固定连接有转动轴承，所述主轴转动连接在所述转动轴承上。

10、根据本发明提供的阵列布设的潜式潮流能发电装置，所述浮筒组件包括固定连接在所述支撑板顶端的连接索，所述连接索的顶端固定连接有第一浮筒。

11、根据本发明提供的阵列布设的潜式潮流能发电装置，所述弹性锚泊系统包括第二浮筒，所述第二浮筒一侧固定连接有锚泊索，所述锚泊索与所述支撑板的一端固定连接，所述第二浮筒另一侧固定连接有两个弹性索锚。

12、根据本发明提供的阵列布设的潜式潮流能发电装置，所述铰接组件包括连接杆，所述连接杆的两端分别通过铰接座与相邻所述潜式潮流能发电机构的所述支撑板之间铰接。

13、根据本发明提供的阵列布设的潜式潮流能发电装置，所述水平轴潮流能水轮机的尾部安装有扭曲尾翼。

14、本发明公开了以下技术效果：

15、本发明工作时，依靠弹性锚泊系统、布设在水面的浮筒保证梭形浮体在水中稳定悬浮态；水流冲击梭形浮体两侧的水平轴潮流能水轮机进行发电；随后通过与梭形浮体相连的浮筒将电能输送至系统外。

16、本发明的潜式潮流能发电机构采用菱形布置，能够规避阵列间水平轴潮流能水轮机尾流对彼此的干扰，且阵列设计能够提高潜式潮流能发电机构的海域利用率，同时多个潜式潮流能发电机构于水下相互牵引制约，能够极大程度上规避波浪荷载以及恶劣海况对潜式潮流能发电机构的影响。

17、本发明采用潜式潮流能发电阵列设计，通过布置在水下，能够有效降低波浪载荷和恶劣海况对潮流能发电阵列的影响；且阵列中每一个潜式潮流能发电机构都呈现稳定悬浮状态，进行阵列化连接时可以降低锚泊系统造价。

18、本发明设计的流线型阵列连接装置将四个潜式潮流能发电装置连接为菱形发电阵列，且流线型设计可以有效降低装置因设置在水下而产生的水流阻力。

技术特征：

1.阵列布设的潜式潮流能发电装置，其特征在于，包括四组潜式潮流能发电机构，四组所述潜式潮流能发电机构呈菱形结构布置，相邻所述潜式潮流能发电机构之间设置有铰接组件，所述铰接组件分别与相邻所述潜式潮流能发电机构之间铰接，所述潜式潮流能发电机构包括：

2.根据权利要求1所述的阵列布设的潜式潮流能发电装置，其特征在于：所述梭形浮体(4)包括支撑板和固定连接在所述支撑板底部的气囊(401)，所述支撑板与所述气囊(401)之间垂直设置，所述支撑板和所述气囊(401)之间安装有主轴(402)，两组所述水平轴潮流能水轮机(3)分别固定连接在所述主轴(402)的两端，所述浮筒组件(2)固定连接在所述支撑板的顶面，所述支撑板上设置有充气组件。

3.根据权利要求2所述的阵列布设的潜式潮流能发电装置，其特征在于：所述充气组件包括充气泵(404)，所述支撑板上设置有安装工位，所述充气泵(404)安装在所述安装工位内，所述充气泵(404)与所述气囊(401)连通，所述支撑板上安装有工控机(405)，所述工控机(405)与所述充气泵(404)电性连接。

4.根据权利要求2所述的阵列布设的潜式潮流能发电装置，其特征在于：所述支撑板底部固定连接有转动轴承(403)，所述主轴(402)转动连接在所述转动轴承(403)上。

5.根据权利要求2所述的阵列布设的潜式潮流能发电装置，其特征在于：所述浮筒组件(2)包括固定连接在所述支撑板顶端的连接索(202)，所述连接索(202)的顶端固定连接有第一浮筒(201)。

6.根据权利要求2所述的阵列布设的潜式潮流能发电装置，其特征在于：所述弹性锚泊系统(1)包括第二浮筒(102)，所述第二浮筒(102)一侧固定连接有锚泊索(103)，所述锚泊索(103)与所述支撑板的一端固定连接，所述第二浮筒(102)另一侧固定连接有两个弹性索锚(101)。

7.根据权利要求2所述的阵列布设的潜式潮流能发电装置，其特征在于：所述铰接组件包括连接杆(6)，所述连接杆(6)的两端分别通过铰接座与相邻所述潜式潮流能发电机构的所述支撑板之间铰接。

8.根据权利要求2所述的阵列布设的潜式潮流能发电装置，其特征在于：所述水平轴潮流能水轮机(3)的尾部安装有扭曲尾翼(5)。

技术总结本发明公开阵列布设的潜式潮流能发电装置，包括四组潜式潮流能发电机构，四组潜式潮流能发电机构呈菱形结构布置，相邻潜式潮流能发电机构之间设置有铰接组件，铰接组件分别与相邻潜式潮流能发电机构之间铰接，潜式潮流能发电机构包括：梭形浮体；弹性锚泊系统，弹性锚泊系统设置有两组，两组弹性锚泊系统分别设置在梭形浮体的前后两端；浮筒组件，浮筒组件固定连接在梭形浮体的顶部；水平轴潮流能水轮机，水平轴潮流能水轮机设置有两组，两组水平轴潮流能水轮机对称设置在梭形浮体的两侧。本发明设计的流线型阵列连接装置将四个潜式潮流能发电装置连接为菱形发电阵列，且流线型设计可以有效降低装置因设置在水下而产生的水流阻力。技术研发人员：李明伟,王宇田,张启昭,盛其虎,任伯浩,耿敬,卫天娇,刘泽宁受保护的技术使用者：哈尔滨工程大学技术研发日：技术公布日：2024/6/11