磁耦合潮流发电机.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106812655A(43)申请公布日2017.06.09(21)申请号201510839416.7(22)申请日2015.11.27(71)申请人天津职业技术师范大学地址300222天津市津南区大沽南路1310号(72)发明人李彬蔡志鹏张志伟(51)Int.Cl.F03B13/26(2006.01)F03B3/12(2006.01)F03B3/18(2006.01)F03B11/00(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称磁耦合潮流发电机(57)摘要本发明属于海洋可再生能源开发领域，涉及一种潮流发电机，具体为一种磁耦合潮流发电机。磁耦合潮流发电机由水轮机、传动装置、控制装置、电能控制转换装置和底座组成。水轮机由金属叶片盘、叶片、主轴、轮盘等组成。叶片盘、轮盘都是以主轴为中心，围绕主轴转动；叶片与支臂之间用轴承连接，叶片则以叶轮上的支臂为中心，围绕支臂旋转。叶片盘与主轴之间用轴承座连接，通过螺栓固定在轴承座上。叶片盘下的轮盘，其作用是支撑整个能量捕获装置，帮助叶片盘在轴上进行向上定位。本发明设计合理，密封成本低，可靠性高，便于市场推广。CN106812655ACN106812655A权利要求书1/1页1.磁耦合潮流发电机，其特征在于包括水轮机、传动装置、控制装置、电能控制转换装置和底座。2CN106812655A说明书1/4页磁耦合潮流发电机技术领域[0001]本发明属于海洋可再生能源开发领域，涉及一种潮流发电机，具体为一种磁耦合潮流发电机。背景技术[0002]随着煤炭、石油、天然气等化石燃料的大规模开发和利用，经济发展的同时，也造成了大量资源浪费及污染物、温室气体的排放。自确认化石燃料的储量有限且日益减少以来，开发新能源、研究新的节能技术，走可持续发展道路己成为社会各界的共识。潮流能作为一种绿色可再生能源，进入了大众的视线。由于其具有可预测性、输出稳定、对周边环境及其周边生物影响较小等优点，且与获能原理相似的风能发电相比，海水密度约为空气密度的1000倍，相同面积内潮流能蕴含能量比风能高的多。这些优点说明开发利用潮流能能源是一项非常有发展前景的项目。[0003]潮流能利用的主要形式是潮流能发电装置发电，其原理：潮水冲击水轮机，将潮水中流动的动能转换成水轮机的机械能，水轮机经机械传动装置带动发电机发电，将机械能转换成电能。潮流发电装置可以按水轮机的结构形式来区分，水平轴式和竖轴式。现有技术对发电机部分的密封要求高，成本昂贵。发明内容[0004]为了克服现有技术领域存在的上述问题，本发明的目的在于，提供一种磁耦合潮流发电机，解决结构复杂、成本高、稳定性差、使用寿命短等问题。[0005]磁耦合潮流发电机由水轮机、传动装置、控制装置、电能控制转换装置和底座组成。[0006]磁耦合潮流发电机包括叶片盘、叶片、主轴、导流罩、轮盘、磁力耦合联轴器、万向轮、有机玻璃盖、金属纵梁、控制系统、支脚、增速齿轮箱、联轴器、发电机、密封的箱体。所述导流罩包括上半部分导流罩和下半部分导流罩，分别安装在叶片盘和轮盘上。所述磁力耦合联轴器[6]包括主动盘和被动盘，所述主轴与磁力耦合联轴器主动盘连接后设置在密封的箱体的上方，所述磁力耦合联轴器被动盘位于密封的箱体内部上方，与磁力耦合联轴器的主动盘对应设置，被动盘的输出端与所述增速齿轮箱的输入端连接。为了避免不锈钢的材料影响磁力耦合器的性能，主动盘与被动盘之间的箱体中用有机玻璃盖来保证密封。[0007]水轮机由金属叶片盘、叶片、主轴、轮盘等组成。叶片盘、轮盘都是以主轴为中心，围绕主轴转动；叶片与支臂之间用轴承连接，叶片则以叶轮上的支臂为中心，围绕支臂旋转。叶片盘与主轴之间用轴承座连接，通过螺栓固定在轴承座上。叶片盘下的轮盘，其作用是支撑整个能量捕获装置，帮助叶片盘在轴上进行向上定位。[0008]叶轮以主轴为中心，均匀分布了四个扇叶，每个扇叶绕叶轮上一根支臂旋转。支臂分布在叶片盘的边缘部分。叶片焊接在支臂上，用轴承连接，能绕支臂旋转。主要考虑到潮3CN106812655A说明书2/4页流方向的不确定性，叶片在潮流能从一个方向冲击叶片的时候，由于轮盘上设置有机构挡块，能阻挡叶片旋转，使得叶片收到冲击力，推动水轮机选装；当潮流从相反方向冲击叶片时，叶片不会受到挡块的作用，会被吹开。由此达到了水轮机在工作侧面谁的阻力最大，非工作侧面阻力最小。[0009]水流从固定方向冲击叶片时，由于受到分布在叶片盘上的挡块作用，阻挡了叶片随水流转动张开，从而水流冲击力带动了叶片盘整体转动。当叶片盘转动时，扇叶与水流流向之间的夹角也会一直变化。当扇叶和水流流向之间的夹角从0°到180°变化，即变化区间是在0°到180°之间时，推力也是