[发明专利]能够“直接或者间接”利用潮汐能发电的装备

说明书

本发明能够“直接或者间接”利用潮汐能发电的装备中的“能够自动切换角度的叶片”，能够安装在带有倒流帽的旋转头上构成“叶轮”推动发电机旋转；能够安装在外转子式发电机的外壳上，能够安装在中间流水的“大环式”发电机的“能够转动的内环”上直接推动发电机旋转；它能够根据介质流动方向的变化自动改变角度，并保持发电机旋转方向不变；其“叶片轴中心线”偏离发电机中心的设计，更有利于发电机旋转；其叶片套筒与叶片轴之间和叶片套筒与限位件之间所预留的间隙，能够保证灵活并防止积垢；将装有上述“叶片”的发电装备安装在船形漂浮体下面并组成浮桥，能够实现交通和发电双重收益；安装在大坝中能够利用潮汐水势能和流动能，安装在带有大底座的支架上放置到海底能够利用潮汐水流动能，安装在专门建造的“腔体”之上，能够实现潮汐能“间接利用”。

技术领域

本发明涉及潮汐发电领域，主要是指即能够利用潮汐水势能，又能够利用潮汐水流动能，还能够利用由潮汐水涨落转换成的“空气能”（即能够“直接或者间接”利用潮汐能）发电的装备。

背景技术

由于大海蕴藏着取之不尽用之不竭的巨大能量，加上近年来人们对减少碳排放问题的重视，已经和正在吸引越来越多的人从事海洋能源开发利用方面的研究；其中海上风能和太阳能发电已比较成功，其设备已基本定型，并且有些地方已实现大面积推广。在波浪能发电方面也有了成功的案例，但基本上仍然是小型和小规模实验，其大规模开发利用还有待时日，还有很多问题需要研究解决。在潮汐能发电方面，其应用比较成功案例都是在潮汐水势能利用方面，而在潮汐水流动能和由潮汐水涨落转换成“空气能”的利用方面，仍处于研究探索阶段。

通过对已有潮汐能发电装备的研究发现，无论是在海湾口通过建造大坝，单纯利用潮汐水势能发电，还是在某大陆与某岛屿之间的海峡部位或有潮汐水流动的海域，只利用潮汐水流动能发电，还是在近岸利用潮汐水的涨落转换成“空气能”发电，其所涉及的装备（即发电机加上其驱动部分，其驱动部分的主要部件是“叶片”），其选型都越来越趋向于采用“轴流式发电机”，其原因在于：“轴流式发电机” 通透性好，运行阻力小，并且能够适合两种流动方向；虽然“轴流式发电机”能够双向利用两种流动方向的介质，但在改变“介质”流动方向的同时，是否需要改变发电机旋转方向问题上，存在着两种解决方案，一是“改变发电机旋转方向”，二是“保持发电机旋转方向不变”。

通过对相关资料的检索查询发现，已有的通过“改变发电机旋转方向”的发电装备所存在的缺陷是：由于发电机旋转存在一定的惯性，当改变其旋转方向时，必然会造成“瞬间输出电流归零”，因此，不仅会增加控制难度，还会对电网电压的稳定带来影响，还会因为“重新启动”（即每改变一次旋转方向就相当于重新启动一次）而产生一定的“滞后性”，因而会影响发电效率，会影响潮汐能的利用效率；而“保持发电机旋转方向不变”则需要改变“叶片”（“叶片”即推动发电机特别是“轴流式发电机”旋转的授能体或称发电机的主要驱动部件）角度；已有的“保持发电机旋转方向不变”的发电装备，在改变“叶片”角度方面所存在的缺陷是：机械结构复杂，调整、控制难度大，维修、维护难度大，响应速度慢，甚至有时候会跟不上“介质”流动方向的变化速度；还有，由于其自身调整、控制也需要用“电”，因此，不仅增加控制难度而且自身还会消耗电能。

针对上述已有的潮汐能发电装备中“轴流式发电机”在“保持发电机旋转方向不变”问题上所存在的具体问题，本申请发明人推出带有“能够自动切换角度的叶片”的，并且即能够利用潮汐水势能的，又能够利用潮汐水流动能的，还能够利用由潮汐水涨落转换成“空气能”（即能够“直接或者间接”地利用潮汐能）的，能够快速响应流动介质改变流动方向并仍然保持发电机旋转方向不变的发电装备，以利于潮汐能发电装备的推广应用；该发电装备依靠“能够自动切换角度的叶片”能够快速响应介质流动方向的改变，并保持发电机旋转方向不变，而且不需要施加任何控制，同时还能够通过对其“叶片”的优化设计，实现免维修、免维护和简单化、实用化。

发明内容