CN102588193A - 一种全密封紧凑型漂浮式洋流发电系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种全密封紧凑型漂浮式洋流发电系统，包括垂直轴叶轮、行星齿轮增速箱、发电机及浮箱；所述垂直轴叶轮安装在行星齿轮增速箱的低速输入端上，所述发电机安装在行星齿轮增速箱的高速输出端上，且所述发电机尾部安装在浮箱上。本发明结构紧凑简单，密封效果良好；整个系统处于漂浮状态，移动或者锚定便捷；发电时不需要偏航，不受洋流方向影响，是一种大功率的洋流发电系统。

Description

一种全密封紧凑型漂浮式洋流发电系统
技术领域
本发明涉及洋流发电领域，具体地，涉及一种全密封紧凑型漂浮式洋流发电系统。
背景技术
海流(洋流)是一种比较稳定的、持续性的海水流动现象。其成因有二：一是常年的风吹动海水，造成海水流动；二是两个相邻海域的海水密度不同(因温度和含盐量不同)引起海水流动，这种海流亦称“密度能”。
海流能的利用方式主要是发电，其原理和风力发电相似，由于海水的密度约为空气的1000倍，海流能的能量与流速的三次方成正比，与流体密度成正比。相对波浪和潮汐能(潮流能随潮汐的涨落每天两次改变大小和方向)，海流能的变化要平稳且有规律得多，是最具有开发价值的海洋能之一。
一般来说，海水流动会产生巨大能量，最大流速在2m/s以上的水道，其海流能均有实际开发的价值。
发明内容
本发明的目的是针对洋流特征，提供一种密封良好、结构紧凑、漂浮式的大功率洋流发电系统。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种全密封紧凑型漂浮式洋流发电系统，包括垂直轴叶轮、行星齿轮增速箱、发电机及浮箱；所述垂直轴叶轮安装在行星齿轮增速箱的低速输入端上，所述发电机安装在行星齿轮增速箱的高速输出端上，且所述发电机尾部安装在浮箱上。
进一步地，所述浮箱内设置有通过垂直轴叶轮处洋流速度反馈调节浮箱吃水深度的发电机功率控制系统。
进一步地，所述浮箱内设置有发电机并网控制系统。
进一步地，所述垂直轴叶轮由叶片、叶片支架和主轴组成，所述主轴通过叶片支架与叶片连接。
进一步地，所述叶片为3-8片。
进一步地，所述行星齿轮增速箱采用简单的两级行星传动形式，所述垂直轴叶轮的主轴与行星齿轮增速箱的一级行星架连接，一级行星架支撑一级行星齿轮，一级行星齿轮与一级内齿圈及一级太阳轮啮合，一级太阳轮与二级行星架连接，二级行星架支撑二级行星齿轮，二级行星齿轮与二级内齿圈及二级太阳轮啮合，二级太阳轮与发电机输入轴连接。
进一步地，所述浮箱为金属浮箱。
本发明由于采用了上述技术方案，具有以下有益效果：
1、该洋流发电系统采用了垂直轴叶轮，垂直轴叶轮最大的优点是，在洋流方向发生变化时，不需要主动偏航追踪洋流方向实现最大发电量，做到了以不变应万变。
2、该洋流发电系统将垂直轴叶轮安装在行星齿轮增速箱的低速输入端上，将发电机安装在行星齿轮增速箱的高速输出端上，结构型式紧凑简单，密封性良好，同时整个发电系统处于水面以下，散热效果良好。发电机尾部装在浮箱上，实现发电系统的漂浮状态，漂浮状态有利于发电系统移动，调整所处位置，在选取洋流发电地点时有更大的灵活性，给运行维护也带来了方便。
3、在浮箱内设置发电机功率控制系统，通过垂直轴叶轮处洋流速度反馈调节浮箱吃水深度，可实现功率调节的目的。
4、在浮箱内设置发电机并网控制系统，易于通过串并联后规模化实施以实现并网发电。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明的一种全密封紧凑型漂浮式洋流发电系统的整体结构示意图；
图2为垂直轴叶轮工作状态俯视图；
图3为行星齿轮增速箱与发电机紧凑集成示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，本发明的一种全密封紧凑型漂浮式洋流发电系统，包括垂直轴叶轮1、行星齿轮增速箱2、发电机3及浮箱4；垂直轴叶轮1安装在行星齿轮增速箱2的低速输入端上，发电机3安装在行星齿轮增速箱2的高速输出端上，且发电机3尾部安装在浮箱4上。
该洋流发电系统的垂直轴叶轮如图2所示，由叶片11，叶片支架12和主轴13组成，主轴13通过叶片支架12与叶片11连接，叶轮系统根据需要由3-8片叶片组成。在洋流流向叶轮时，在其主轴360°方向上具有等效性，即在洋流方向发生变化时不影响叶轮正常工作，发电系统不需增加主动追踪洋流方向的系统和机构，结构和控制简单，可靠性高。
该洋流发电系统的行星齿轮增速箱2与发电机3紧凑集成结构如图3所示。其中行星齿轮增速箱2采用结构紧凑，简单的两级行星传动形式结构，根据传动比需要，可以改变行星级数实现。在图3的两级行星传动中，垂直轴叶轮的主轴13与行星齿轮增速箱的一级行星架21连接，将叶轮获得的能量传递到一级行星架21上，一级行星架21支撑一级行星齿轮22，一级行星齿轮22与一级内齿圈23及一级太阳轮24啮合，一级太阳轮24与二级行星架25连接，将功率分流后再汇集传导到二级行星架25上，同时一级行星齿轮22转速升高后传导至二级行星架25，二级行星架25支撑二级行星齿轮26，二级行星齿轮26与二级内齿圈27及二级太阳轮28啮合，二级太阳轮28与发电机输入轴31连接，将能量最终传导至发电机3。
发电机功率及并网控制系统放置在浮箱内，浮箱为金属浮箱。功率控制系统通过叶轮处洋流速度反馈，调节浮箱吃水深度，使得叶片处于不同深度，对应了不同洋流速度，实现功率调节。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种全密封紧凑型漂浮式洋流发电系统，其特征在于，包括垂直轴叶轮、行星齿轮增速箱、发电机及浮箱；
所述垂直轴叶轮安装在行星齿轮增速箱的低速输入端上，所述发电机安装在行星齿轮增速箱的高速输出端上，且所述发电机尾部安装在浮箱上。
2.根据权利要求1所述的洋流发电系统，其特征在于，所述浮箱内设置有通过垂直轴叶轮处洋流速度反馈调节浮箱吃水深度的发电机功率控制系统。
3.根据权利要求1或2所述的洋流发电系统，其特征在于，所述浮箱内设置有发电机并网控制系统。
4.根据权利要求1所述的洋流发电系统，其特征在于，所述垂直轴叶轮由叶片、叶片支架和主轴组成，所述主轴通过叶片支架与叶片连接。
5.根据权利要求4所述的洋流发电系统，其特征在于，所述叶片为3-8片。
6.根据权利要求4所述的洋流发电系统，其特征在于，所述行星齿轮增速箱采用简单的两级行星传动形式，所述垂直轴叶轮的主轴与行星齿轮增速箱的一级行星架连接，一级行星架支撑一级行星齿轮，一级行星齿轮与一级内齿圈及一级太阳轮啮合，一级太阳轮与二级行星架连接，二级行星架支撑二级行星齿轮，二级行星齿轮与二级内齿圈及二级太阳轮啮合，二级太阳轮与发电机输入轴连接。
7.根据权利要求1所述的洋流发电系统，其特征在于，所述浮箱为金属浮箱。
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