一种漂浮式水波能量发电亮化水岛绿化装置

1.本实用新型涉及环境技术和水资源净化技术领域，具体涉及一种漂浮式水波能量发电亮化水岛绿化装置。


背景技术：

2.生态城市就是按照城市生态学原理进行城市设计建立高效、和谐、健康、可持续发展的人类聚居环境。生态城市规划立足“城市公园化”系统规划、水域与绿化形成系统和水面绿化与陆地绿化形成对照的思路，进而构建立体绿化设计，构成生态城市格局，达到城市设计建立高效、和谐、健康、可持续发展的人类聚居环境。而水域尤其水面上绿化的措施和设备相对比较缺乏，且设备还存在功能不足、施工维护困难、工程布置不够协调和产品过于单一且适应性较差等问题和不足；因此，亟需一种漂浮式水波能量发电亮化水岛绿化装置。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种结构简单，设计合理、使用方便的漂浮式水波能量发电亮化水岛绿化装置，有效的利用天然河流的动力以及漂浮空腔，形成负压并实现有效控制，能够自身保持平衡的同时，还能够达到高效、和谐、健康、可持续发展要求下的水面绿化目的。
4.为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：它包含数个托盘，数个托盘呈轴对称设置，数个托盘的底部均开设有孔洞；托盘的侧壁上设置有嵌入式流道结构，托盘的顶面上固定设置有导水结构，导水结构为内嵌式螺旋结构；
5.翼型导流支撑杆，所述的翼型导流支撑杆为数个，且分别通过异形法兰和一号螺栓与每个托盘底面的中部固定连接；
6.锥形镂空聚能结构，所述的锥形镂空聚能结构设置在数个托盘的中心处，且锥形镂空聚能结构通过二号螺栓与翼型导流支撑杆连接；
7.连接杆，所述的连接杆为数个，且其下端均通过三号螺栓与锥形镂空聚能结构的上侧固定连接，其上端固定设置在机组外罩壳的外侧壁上；
8.机组支撑架，所述的机组支撑架通过四号螺栓固定设置在机组外罩壳的内部，且该机组支撑架的中心处装配有转子和定子，转子的中部通过轴承连接有电机主轴；
9.叶轮轴，所述的叶轮轴的上端通过轴承旋转穿过机组外罩壳的底面后，与电机主轴连接；叶轮轴的下端旋转设置在锥形镂空聚能结构的内部；
10.叶片，所述的叶片为数个，且分别等圆角设置在叶轮轴的四周环壁上；
11.导线，所述的导线穿设在机组外罩壳顶面上垂直设置的中空管内部，且导线的下端与转子连接，导线的上端与量化装置连接，量化装置固定设置在中空管的顶面上；
12.漂浮腔体，所述的漂浮腔体设置在锥形镂空聚能结构的下侧，且其顶面上通过一号密封固定螺栓连接有空腔体顶盖，空腔体顶盖通过连接螺栓以及连接法兰设置在锥形镂空聚能结构的底面上，且数个翼型导流支撑杆的下端均贯通连接在空腔体顶盖上；漂浮腔
体为倒锥形空心结构设置；漂浮腔体的四周壁上设置有内嵌螺旋式流道；
13.平衡球，所述的平衡球设置在漂浮腔体的内部；
14.球形壳体，所述的球形壳体通过二号密封固定螺栓固定设置在漂浮腔体的底部，球形壳体的外侧壁上开设有数个壳体孔；
15.卡绳器，所述的卡绳器设置在球形壳体的内部，卡绳器的中部固定连接有柔性钢绳，柔性钢绳的下端穿过壳体孔后，与外部配重连接。
16.作为本实用新型的进一步改进，所述的叶轮轴与机组外罩壳的连接处设置有一号密封结构。
17.作为本实用新型的进一步改进，所述的中空管与机组外罩壳的连接处固定设置有二号密封结构。
18.采用上述结构后，本实用新型的有益效果是：本实用新型所述的一种漂浮式水波能量发电亮化水岛绿化装置，有效的利用天然河流的动力以及漂浮空腔，形成负压并实现有效控制，能够自身保持平衡的同时，还能够达到高效、和谐、健康、可持续发展要求下的水面绿化目的。
附图说明
19.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
20.图1是本实用新型的结构示意图。
21.图2是本实用新型的主视图。
22.图3是图2的俯视图。
23.图4是图2中的a-a向剖视图。
24.图5是图2中的b-b向剖视图。
25.图6是图2中的c-c向剖视图。
26.图7是图2中的d-d向剖视图。
27.图8是图2中的e-e向剖视图。
28.图9是图2中的f-f向剖视图。
29.附图标记说明：
30.导水结构1、托盘2、孔洞3、二号螺栓4、嵌入式流道结构5、翼型导流支撑杆6、连接法兰7、空腔体顶盖8、一号密封固定螺栓9、内嵌螺旋式流道10、漂浮腔体11、平衡球12、球形壳体13、壳体孔14、卡绳器15、连接螺栓16、二号密封固定螺栓17、异形法兰18、叶轮轴19、叶片20、锥形镂空聚能结构21、一号密封结构22、电机主轴23、机组支撑架24、四号螺栓25、轴承26、转子27、定子28、二号密封结构29、机组外罩壳30、导线31、量化装置32、连接杆33、三号螺栓34、外部配重35、一号螺栓36、柔性钢绳37。
具体实施方式
31.下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。
32.参看如图1-9所示，本具体实施方式它包含数个托盘2，数个托盘2呈轴对称设置，数个托盘2的底部均开设有孔洞3；托盘2的侧壁上设置有嵌入式流道结构5，托盘2的顶面上固定设置有导水结构1，导水结构1为内嵌式螺旋结构；托盘2的中部为正向锥形凸起状空心结构；托盘2为抗氧化塑料制成，托盘2的中部为正向锥形凸起状空心结构的外表面设有若干个乳突颗粒，相邻乳突颗粒之间的间距为12微米，乳突颗粒的直径为200纳米，乳突颗粒的凸起高度为5-9微米；托盘2中间为正向锥形凸起状空心结构，侧壁沿着圆周铅锤设计，且四周嵌设有磁吸结构，可以更好将相邻的设备连接起来；
33.翼型导流支撑杆6，所述的翼型导流支撑杆6为数个，且分别通过异形法兰18和一号螺栓36与每个托盘2底面的中部固定连接，翼型导流支撑杆6为中空结构；
34.锥形镂空聚能结构21，所述的锥形镂空聚能结构21设置在数个托盘2的中心处，且锥形镂空聚能结构21通过二号螺栓4与翼型导流支撑杆6连接，锥形镂空聚能结构21形成消能锥形栅格；
35.连接杆33，所述的连接杆33为数个，且其下端均通过三号螺栓34与锥形镂空聚能结构21的上侧固定连接，其上端固定设置在机组外罩壳30的外侧壁上；
36.机组支撑架24，所述的机组支撑架24通过四号螺栓25固定设置在机组外罩壳30的内部，且该机组支撑架24的中心处装配有转子27和定子28，转子27的中部通过轴承26连接有电机主轴23；
37.叶轮轴19，所述的叶轮轴19的上端通过轴承26旋转穿过机组外罩壳30的底面后，与电机主轴23连接；叶轮轴19的下端旋转设置在锥形镂空聚能结构21的内部；所述的叶轮轴19与机组外罩壳30的连接处设置有一号密封结构22；保证了叶轮轴19与机组外罩壳30的连接处的密封性；
38.叶片20，所述的叶片20为数个，且分别等圆角设置在叶轮轴19的四周环壁上；
39.导线31，所述的导线31穿设在机组外罩壳30顶面上垂直设置的中空管内部，且导线31的下端与转子27连接，导线31的上端与量化装置32连接，量化装置32固定设置在中空管的顶面上，所述的中空管与机组外罩壳30的连接处固定设置有二号密封结构29；保证了中空管与机组外罩壳30的连接处的密封性；
40.漂浮腔体11，所述的漂浮腔体11设置在锥形镂空聚能结构21的下侧，且其顶面上通过一号密封固定螺栓9连接有空腔体顶盖8，空腔体顶盖8通过连接螺栓16以及连接法兰7设置在锥形镂空聚能结构21的底面上，且数个翼型导流支撑杆6的下端均贯通连接在空腔体顶盖8上；漂浮腔体11为倒锥形空心结构设置；漂浮腔体11的四周壁上设置有内嵌螺旋式流道10；
41.平衡球12，所述的平衡球12设置在漂浮腔体11的内部，平衡球12外部涂一定厚度的防水性材料；
42.球形壳体13，所述的球形壳体13通过二号密封固定螺栓17固定设置在漂浮腔体11的底部，球形壳体13的外侧壁上开设有数个壳体孔14；
43.卡绳器15，所述的卡绳器15设置在球形壳体13的内部，卡绳器15的中部固定连接有柔性钢绳37，柔性钢绳37的下端穿过壳体孔14后，与外部配重35连接；卡绳器15的内部开设的是曲线型的卡绳槽，柔性钢绳37的两端连接有接绳器。
44.在使用本实用新型时，水中调整放置方向及平衡：将装置放于水中后，由于倒锥形
结构设置的漂浮腔体11、托盘2、镂空型结构的锥形镂空聚能结构21的设计，数个翼型导流支撑杆6，在浮力作用下自动漂浮于水面，由于托盘2的顶部布置内嵌式螺旋的导水结构1，漂浮腔体11进入水体后的平衡球12处于运动状态，在漂浮腔体11内部结构引导下，最终停留在漂浮腔体11下部倒锥体底部，平衡球12外部涂一定厚度的防水性材料，平衡球12和倒锥形的漂浮腔体11的构造共同完成漂浮式水岛绿化装置自动调整在水面的位置调整；
45.内嵌式螺旋流道结构设计：托盘2上设置嵌入式流道结构5、锥形镂空聚能结构21内部设置的叶轮轴19和叶片20结构、以及漂浮腔体11外侧布置数个内嵌式螺旋式流道，均利用水流对应位置的作用，形成向上的托举力，有利于设备漂浮功能发挥的同时，四周所产生的环向作用力将有利于设备与水流产生一定的摩擦，形成一定相对运动，增加设备在水中动态特征；
46.聚能与水力发电结构设计：翼型导流支撑杆6和锥形镂空聚能结构21在空间上为轴对称设计，利用翼型导流支撑将设备外侧波动的水流引导进入锥形镂空聚能结构21，驱动叶轮轴19和叶片20组成的转轮产生旋转力矩，进而带动转子27产生电流；叶片20形状为上部大下部小，在空间上扭曲均布在叶轮轴19上，也为锥形结构；因布置了多个托盘2，在水面上每个托盘2所承受的浮力在工作中随水流波动而不同，因此设备也伴随产生上下浮动，浮动过程并利用翼型导流支撑杆6将水流引入锥形镂空聚能结构21，此时水流与锥形镂空聚能结构21及叶片20周围存在压差，进而产生能量转换；
47.球型卡绳器15与固定柔性钢绳37：连接在漂浮腔体11、球形壳体13内设球形卡绳器15，用以连接柔性钢绳37，柔性钢绳37穿过壳体孔14与外界配重进行约束或固定，保证漂浮式水岛绿化装置能在漂浮状态工作中固定于水面的一定位置，保证绿化装置与绿化工程整体美学布置。
48.采用上述结构后，本具体实施方式有益效果为：
49.1、利用倒锥形的漂浮腔体11、空腔内的平衡球12以及柔性钢绳37，达到装置在水面的漂浮与平衡；
50.2、利用倒锥形的漂浮腔体11空腔、平衡球12的运动达到装置放置位置的自动调整；
51.3、利用锥形镂空聚能结构21的水流与托盘2的中部为正向锥形凸起状空心结构的水流相互掺混，产生消能，形成漩涡向托盘2下部的空间中流动形成一定程度的局部真空，从而保证设备的吸水效应，进而托盘2紧贴水面的作用；
52.4、利用球形卡绳器15的设计，曲线型卡绳槽固定柔性钢绳37以及托盘2、导水结构1的设计，可以更好地与相邻设备进行连接；
53.5、球形卡绳器15构造有利于相邻设备的柔性钢绳37的连接，进而连接不同的设备。
54.以上所述，仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案所做的其它修改或者等同替换，只要不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

技术特征：
1.一种漂浮式水波能量发电亮化水岛绿化装置，其特征在于：它包含数个托盘(2)，数个托盘(2)呈轴对称设置，数个托盘(2)的底部均开设有孔洞(3)；托盘(2)的侧壁上设置有嵌入式流道结构(5)，托盘(2)的顶面上固定设置有导水结构(1)，导水结构(1)为内嵌式螺旋结构；翼型导流支撑杆(6)，所述的翼型导流支撑杆(6)为数个，且分别通过异形法兰(18)和一号螺栓(36)与每个托盘(2)底面的中部固定连接；锥形镂空聚能结构(21)，所述的锥形镂空聚能结构(21)设置在数个托盘(2)的中心处，且锥形镂空聚能结构(21)通过二号螺栓(4)与翼型导流支撑杆(6)连接；连接杆(33)，所述的连接杆(33)为数个，且其下端均通过三号螺栓(34)与锥形镂空聚能结构(21)的上侧固定连接，其上端固定设置在机组外罩壳(30)的外侧壁上；机组支撑架(24)，所述的机组支撑架(24)通过四号螺栓(25)固定设置在机组外罩壳(30)的内部，且该机组支撑架(24)的中心处装配有转子(27)和定子(28)，转子(27)的中部通过轴承(26)连接有电机主轴(23)；叶轮轴(19)，所述的叶轮轴(19)的上端通过轴承(26)旋转穿过机组外罩壳(30)的底面后，与电机主轴(23)连接；叶轮轴(19)的下端旋转设置在锥形镂空聚能结构(21)的内部；叶片(20)，所述的叶片(20)为数个，且分别等圆角设置在叶轮轴(19)的四周环壁上；导线(31)，所述的导线(31)穿设在机组外罩壳(30)顶面上垂直设置的中空管内部，且导线(31)的下端与转子(27)连接，导线(31)的上端与量化装置(32)连接，量化装置(32)固定设置在中空管的顶面上；漂浮腔体(11)，所述的漂浮腔体(11)设置在锥形镂空聚能结构(21)的下侧，且其顶面上通过一号密封固定螺栓(9)连接有空腔体顶盖(8)，空腔体顶盖(8)通过连接螺栓(16)以及连接法兰(7)设置在锥形镂空聚能结构(21)的底面上，且数个翼型导流支撑杆(6)的下端均贯通连接在空腔体顶盖(8)上；漂浮腔体(11)为倒锥形空心结构设置；漂浮腔体(11)的四周壁上设置有内嵌螺旋式流道(10)；平衡球(12)，所述的平衡球(12)设置在漂浮腔体(11)的内部；球形壳体(13)，所述的球形壳体(13)通过二号密封固定螺栓(17)固定设置在漂浮腔体(11)的底部，球形壳体(13)的外侧壁上开设有数个壳体孔(14)；卡绳器(15)，所述的卡绳器(15)设置在球形壳体(13)的内部，卡绳器(15)的中部固定连接有柔性钢绳(37)，柔性钢绳(37)的下端穿过壳体孔(14)后，与外部配重(35)连接。2.根据权利要求1所述的一种漂浮式水波能量发电亮化水岛绿化装置，其特征在于：所述的叶轮轴(19)与机组外罩壳(30)的连接处设置有一号密封结构(22)。3.根据权利要求1所述的一种漂浮式水波能量发电亮化水岛绿化装置，其特征在于：所述的中空管与机组外罩壳(30)的连接处固定设置有二号密封结构(29)。

技术总结
一种漂浮式水波能量发电亮化水岛绿化装置，本实用新型涉及环境技术和水资源净化技术领域；数个托盘呈轴对称设置；翼型导流支撑杆为数个，且分别通过异形法兰和一号螺栓与每个托盘底面的中部固定连接；锥形镂空聚能结构设置在数个托盘的中心处，且锥形镂空聚能结构通过二号螺栓与翼型导流支撑杆连接；叶片为数个，且分别等圆角设置在叶轮轴的四周环壁上；漂浮腔体设置在锥形镂空聚能结构的下侧，漂浮腔体的四周壁上设置有内嵌螺旋式流道；平衡球设置在漂浮腔体的内部；有效的利用天然河流的动力以及漂浮空腔，形成负压并实现有效控制，能够自身保持平衡的同时，还能够达到高效、和谐、健康、可持续发展要求下的水面绿化目的。可持续发展要求下的水面绿化目的。可持续发展要求下的水面绿化目的。


技术研发人员：何香如 龚成勇 许浪 陈超 梁康 曾永亮 谢庚淼
受保护的技术使用者：兰州理工大学
技术研发日：2022.10.26
技术公布日：2023/4/19