技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明是利用由天體引力產(chǎn)生的潮汐海流(包括漲潮流與落潮流)所蘊藏的巨大動能(即天體引力能，習(xí)慣上也稱潮汐能)發(fā)電的潛水潮汐海流發(fā)電站裝置與設(shè)施，同時適用于利用各種海流能的發(fā)電。

背景技術(shù)：
：

目前全世界所有利用海流發(fā)電的裝置，幾乎都是陸地風(fēng)力發(fā)電裝置的仿制品，都是橫向水流固定設(shè)置于海底的，我們知道風(fēng)力發(fā)電站需要牢固的基礎(chǔ)才能固定于地面，風(fēng)力發(fā)電站裝置顯然是一個反比例的費力杠桿裝置，在陸地上，人類可以隨心所欲的利用眾多可以選擇的機器設(shè)備，做到讓風(fēng)力發(fā)電站有一個牢固的基礎(chǔ)，來保證風(fēng)力發(fā)電站不被風(fēng)吹倒。即使如此，目前世界上最大風(fēng)力發(fā)電站裝配的發(fā)電機單機功率只有5兆瓦，即5000千瓦，而三峽水電站的發(fā)電機單機功率是70萬千瓦。而且我們還知道，水的推力是風(fēng)的推力的1000倍，也就是說同樣規(guī)格的風(fēng)力發(fā)電站要設(shè)置于海中，并牢固的固定于海底，其固定能力必須是陸地的1000倍。這就是為何目前在世界上潮汐海流發(fā)電站所配備的發(fā)電機最大單機功率只有1兆瓦。萬千瓦級別的發(fā)電站，由于將其牢固固定于海底的難度太大而不可能實現(xiàn)，因而潮汐海流發(fā)電站無法向大型化發(fā)展。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
：

本發(fā)明是一種潛水潮汐海流發(fā)電站，其特征是：由發(fā)電站殼體、(潛水)發(fā)電機、變速艙、傳動艙、水輪機、固定板以及錐型減阻器和自重浮、水流定向板、水層控制浮、平衡穩(wěn)定翼板、固定纜環(huán)等組成；發(fā)電機位于發(fā)電站殼體的內(nèi)部，發(fā)電機的后部是變速艙，變速艙內(nèi)安裝有變速系統(tǒng)；變速艙的后面是傳動艙，傳動艙內(nèi)有傳動軸，傳動軸與變速艙的變速系統(tǒng)，以及傳動艙外面的水輪機連接；錐型減阻器位于發(fā)電機的前面，錐形減租器上有進水孔和出水孔；發(fā)電機、變速艙、傳動艙以及錐型減阻器與發(fā)電站殼體之間，有固定板連接固定；發(fā)電站殼體的內(nèi)部有n個固定板縱橫交錯的連接固定；發(fā)電站殼體外面的上部有自重浮，自重浮上有水流定向板，水流定向板上有水層控制浮，水流定向板與水層控制浮之間有纜繩連接固定；發(fā)電站殼體的兩側(cè)設(shè)置有平衡穩(wěn)定翼板，發(fā)電站殼體兩端的進水口外部的下端有固定纜環(huán)；發(fā)電站殼體兩端的進水口設(shè)置有欄柵。

本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的：

預(yù)先在發(fā)電站的設(shè)置海域，順向潮汐海流的方向，按一定的間隔距離，分別拋下大錨或是打入樁橛，并且在距離大錨或樁橛一定距離的纜繩上，加置一定重量的沉錠，以加強大錨或樁橛的固定能力。將組裝好的潛水潮汐海流發(fā)電站，拖運到設(shè)置海域，在潛水潮汐海流發(fā)電站兩端的固定纜環(huán)上，分別與預(yù)先設(shè)置于海底的大錨或樁橛上的纜繩連接固定，使?jié)撍毕Ａ靼l(fā)電站順流設(shè)置于海域，發(fā)電站上的輸出電纜，沿固定纜環(huán)與大錨或樁橛之間的纜繩，并固定于纜繩而沉入海底與陸地的變電站連接。在有潮汐海流時，發(fā)電站殼體內(nèi)的潮汐海流，就會帶動水輪機轉(zhuǎn)動，并通過傳動軸將動力傳遞給變速艙內(nèi)的自動變速器，自動變速器將水輪機的轉(zhuǎn)速變?yōu)榘l(fā)電機的額定轉(zhuǎn)速后，通過傳動軸傳遞給發(fā)電機的轉(zhuǎn)子軸，最終使?jié)撍毕Ａ靼l(fā)電站滿負荷的運轉(zhuǎn)發(fā)電。

本發(fā)明潛水潮汐海流發(fā)電站，可以通過與設(shè)置于海底的大錨或樁橛上的纜繩與發(fā)電站的固定纜環(huán)連接而固定于海域，固定設(shè)置簡單而可靠，解決了大型潮汐海流發(fā)電站在海域中難以固定設(shè)置的世界性難題；潛入水下一定水層的潛水潮汐海流發(fā)電站，不會受任何風(fēng)浪和涌浪的影響，不存在安全隱患。

附圖說明：

圖1是潛水潮汐海流發(fā)電站的側(cè)視剖面圖

圖中：圖1a是不變速潛水潮汐海流發(fā)電站的側(cè)視剖面圖

圖1b是變速潛水潮汐海流發(fā)電站的側(cè)視剖面圖

圖2是潛水潮汐海流發(fā)電站的俯視圖

圖3是潛水潮汐海流發(fā)電站(發(fā)電機位置)的正視剖面圖

圖4是潛水潮汐海流發(fā)電站的正視圖

圖5是潛水潮汐海流發(fā)電站進水口(去掉欄柵)的正視剖面圖

具體實施方式：

潛水潮汐海流發(fā)電站，如圖1a、圖1b所示，由發(fā)電機1、變速艙2、傳動艙3、傳動艙內(nèi)的傳動軸4、水輪機5、錐型減阻器6固定板7、自重浮8、水流定向板9、水層控制浮10、固定纜環(huán)11、發(fā)電站殼體12、水流定向板與水層控制浮之間的纜繩13，以及錐型減阻器上的進水孔14和出水孔15等組成。

如圖1a、圖1b所示，發(fā)電機位于發(fā)電站殼體的內(nèi)部，發(fā)電機的后部是變速艙，變速艙內(nèi)有自動變速器，變速器的動力輸出軸與發(fā)電機的轉(zhuǎn)子軸對接；變速艙的后面是傳動艙，傳動艙內(nèi)有傳動軸，傳動軸與變速艙的變速器以及傳動艙外面的水輪機連接，水輪機一般位于靠近發(fā)電站殼體總長的中心位置；傳動艙呈錐形結(jié)構(gòu)(傳動艙也可以與變速倉合在一起)；錐型減阻器位于發(fā)電機的前面，錐形減阻器是內(nèi)部中空的錐體結(jié)構(gòu)，在錐型減阻器的錐部有進水孔、底部有出水孔，可以使發(fā)電機前部的水流暢通，而使發(fā)電機產(chǎn)生的熱量，能夠快速的散失；發(fā)電機、變速艙、傳動艙、水輪機以及錐型減阻器的橫截面的圓心是同一軸線，即發(fā)電機、變速艙、傳動艙以及錐型減阻器與發(fā)電站殼體是同心圓，圓心就是傳動軸的軸心；發(fā)電站殼體外面的上部有自重浮，自重浮的截面呈錐型附貼固定于發(fā)電站殼體的上面，錐形結(jié)構(gòu)可以最大限度的降低潛水潮汐海流發(fā)電站對潮汐海流產(chǎn)生的阻力；自重浮的外殼是由具有一定強度的、耐海水腐蝕的不銹鋼、玻璃鋼或塑料等耐腐蝕又具有一定強度的材料制成，自重浮內(nèi)充滿耐一定壓力的泡沫；自重浮所產(chǎn)生的浮力要等于或稍低于潛水潮汐海流發(fā)電站的自重。自重浮上面是水流定向板，水流定向板的兩端設(shè)有水層控制??；發(fā)電站殼體外部下面的兩端有固定纜環(huán)。

如圖2所示，發(fā)電站殼體1的兩側(cè)對稱設(shè)有平衡穩(wěn)定翼板2，發(fā)電站殼體的上面自重浮的錐部以上是水流定向板3，發(fā)電站兩端的進水口按一定間距設(shè)有欄柵4(欄柵上下設(shè)置，也可以左右設(shè)置)，欄柵能阻止大型魚類或其它懸浮物體進入發(fā)電站殼體，防止其損壞水輪機；靠近兩端進水口的水流定向板的上面，有水層控制浮5。

圖3中：1是發(fā)電站殼體、2是發(fā)電機、3是自重浮、4是平衡穩(wěn)定翼板、5是固定板、6是水流定向板。

圖4中：1是發(fā)電站殼體、2是自重浮、3是水流定向板、4是固定纜環(huán)、5是固定板、6是欄柵、7是平衡穩(wěn)定翼板、8是水層控制浮。

圖5中：1是發(fā)電站殼體、2是自重浮、3是水流定向板、4是水層控制浮、5是水流定向板與水層控制浮之間的纜繩、6是固定纜環(huán)、7是固定板、8是平衡穩(wěn)定翼板。

發(fā)電站殼體就是一定長度的、又具有一定規(guī)則截面形狀的管體，如圖3、圖4、圖5所示，潛水潮汐海流發(fā)電站的發(fā)電站殼體1橫截面最好是圓形的，因為，同圓心的發(fā)電站殼體與發(fā)電機、變速艙和傳動艙，能使發(fā)電站殼體內(nèi)的任意橫截面內(nèi)的所有水質(zhì)點的流速相同。當(dāng)然，正三角形、正方形和正多邊形的發(fā)電站機體橫截面，也能達到相同的效果，但是制造難度相對大些；如圖3所示，發(fā)電站殼體的上部是自重浮3，自重浮的上面是水流定向板6；在發(fā)電站殼體的兩側(cè)有平衡翼板4。

具有一定長度的發(fā)電站殼體不僅可以決定潛水潮汐海流發(fā)電站在海流中具有良好而穩(wěn)定的懸浮性能，而且一定長度的發(fā)電站殼體還具有穩(wěn)定潮汐海流和控制潮汐海流動能量的作用。

發(fā)電站殼體可以是不銹鋼或具有一定強度的玻璃鋼、塑料等耐海水腐蝕而具有一定強度的材料制成。發(fā)電站殼體的直徑可以是不變的，也可以根據(jù)需要，在不同的部位進行變徑，如圖1b，是在傳動艙和葉輪機處進行必要的變徑；如果想要使發(fā)電站殼體內(nèi)的潮汐海流的流速保持不變，就需要在與發(fā)電機、變速艙和傳動艙相對應(yīng)的發(fā)電站殼體位置，加大發(fā)電站殼體的直徑；也可以根據(jù)其他需要，相應(yīng)改變發(fā)電站殼體的局部直徑。

如圖3、圖4、圖5所示，自重浮位于發(fā)電站殼體的上面，橫截面為錐形，兩個錐形邊等長。自重浮是不銹鋼或具有一定強度的玻璃鋼、塑料等耐海水腐蝕材料外殼制成，內(nèi)充滿耐一定壓力的泡沫；自重浮的浮力要控制在稍小于潛水潮汐海流發(fā)電站的自重。自重浮的上面有水流定向板；水流定向板的兩端有水層控制浮，水層控制浮與水流定向板之間有纜繩連接，纜繩的長度，依據(jù)潛水潮汐海流發(fā)電站計劃要控制的水層而決定。

如圖2、圖3、圖4、圖5所示，平衡穩(wěn)定翼板位于自重浮的下面、發(fā)電站殼體外面的兩側(cè)，平衡穩(wěn)定翼板為平板狀結(jié)構(gòu)，平衡穩(wěn)定翼板的平面平行于海平面，并垂直于貫穿自重浮的錐尖與固定纜環(huán)之間的固定板，平衡穩(wěn)定翼板的寬度越大，平衡的效果越好，具體的寬度要根據(jù)海水的流速等因素決定，如果流速較大，平衡穩(wěn)定翼板的寬度可小些，便能使?jié)撍毕Ａ靼l(fā)電站保持在指定的控制水層。反之，如果流速較小，平衡穩(wěn)定翼板的寬度可大些，才能使?jié)撍毕Ａ靼l(fā)電站保持在指定的控制水層。平衡穩(wěn)定翼板的厚度根據(jù)制造平衡穩(wěn)定翼板的材質(zhì)強度決定，在生產(chǎn)過程中，以不能使平衡穩(wěn)定翼板變形為準(zhǔn)。如圖3、圖4、圖5所示，平衡穩(wěn)定翼板最好與發(fā)電站殼體內(nèi)的(垂直于水流定向板與固定纜環(huán)之間固定板的)固定板是一體的。如圖2所示，在進水口的前端，一體的平衡穩(wěn)定翼板與固定板，向前超出發(fā)電站殼體進水口一定的距離，平衡穩(wěn)定翼板迎向潮汐海流的兩端要制成刀刃狀，以減少對潮汐海流產(chǎn)生的阻力。平衡穩(wěn)定翼板也可以是不銹鋼或玻璃鋼等耐海水腐蝕而又具有一定強度的材料制成。

如圖1、圖3、圖4、圖5所示，固定板是連接發(fā)電站殼體之間、發(fā)電站殼體與發(fā)電機之間、發(fā)電站殼體與變速艙之間、發(fā)電站殼體與傳動艙之間以及發(fā)電站殼體與錐型減阻器之間的加固連接板，固定板的作用是固定發(fā)電機、變速艙、傳動艙以及錐型減阻器，并加強發(fā)電站殼體的強度，使發(fā)電站殼體在有潮汐海流時不會發(fā)生變形。固定板可以是n個，各個相鄰固定板與發(fā)電站殼體交點間的距離是等大的；n最好是偶數(shù)，偶數(shù)可以把整個潛水潮汐海流發(fā)電站，分成數(shù)個模塊來制造，最后合并組裝在一起，這樣的好處是既可以簡化制造難度，又有利于日后的維修保養(yǎng)。

如圖3、圖4、圖5所示，水流定向板與其所對應(yīng)的縱向固定板是一體的，平衡穩(wěn)定翼板與其所對應(yīng)的橫向固定板是一體的。

潛水潮汐海流發(fā)電站的輸出電纜，是在發(fā)電機與發(fā)電站殼體底部的固定板相應(yīng)位置，設(shè)置有電纜通道；使通過發(fā)電站殼體外壁的電纜，附貼固定于發(fā)電站機體外面的底部，并通向固定纜環(huán)的位置；輸出電纜將順向固定于海底與固定纜環(huán)之間的的纜繩上，通過海底連接到陸地的變電站。

如圖1a、圖1b、圖2、圖4所示，在發(fā)電站機體的前部進水口，應(yīng)該設(shè)有防止比較大型的魚類或其他雜務(wù)進入發(fā)電站機體的錐形欄柵，以防止其阻擋或損壞水輪機的葉輪。

一個潛水潮汐海流發(fā)電站機組可以只配備一臺發(fā)電機，也可以在水輪機的兩端各配備一臺發(fā)電機及變速系統(tǒng)，即兩臺發(fā)電機共用一個水輪機并共用同一個傳動軸。

潛水潮汐海流發(fā)電站組，就是將一個潛水潮汐海流發(fā)電站出水口端，串聯(lián)一段直徑相同的發(fā)電站殼體后，再對接一個相同規(guī)格的潛水潮汐海流發(fā)電站，即是兩個機組的潛水潮汐海流發(fā)電站組；在兩個機組的潛水潮汐海流發(fā)電站組之間串聯(lián)n個潮汐海流發(fā)電站和相應(yīng)的發(fā)電站殼體，就成為(n+2)個機組的潛水潮汐海流發(fā)電站組。

潛水潮汐海流發(fā)電站組需要順向潮汐海流的方向，兩端同時通過纜繩同固定于海底的樁橛或大錨、重錠等連接同固定，這樣就可以保證潛水潮汐海流發(fā)電站，在海里不會發(fā)生轉(zhuǎn)圈的現(xiàn)象，因為發(fā)生連續(xù)相同方向的轉(zhuǎn)圈，可以把輸出電纜擰斷。

單一的潛水潮汐海流發(fā)電站，也可以只在進水口一端的固定纜環(huán)上與固定于海底的纜繩連接固定，這時就需要在固定纜環(huán)上設(shè)置一個可以自由轉(zhuǎn)動的連接器，使纜繩和發(fā)電機的輸出電纜與固定纜環(huán)可以轉(zhuǎn)動連接。