CN104131943B - 一种永磁驱动式全密封海底取电装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种永磁驱动式全密封海底取电装置，该全密封海底取电设备采用磁力耦合技术，海水冲刷桨叶(1)通过动力驱动转轴(2)带动主动磁盘(5)旋转，由于磁力耦合作用从动磁盘(6)则跟随主动磁盘(5)同步旋转，从而带动发电机转轴旋转。本发明采用磁力耦合实现了无接触传递动力，并且能量转化率高，发电效率高，使用寿命长，维修简便，后续维护成本低。当洋流较大时，利用主从动磁盘产生的滑差效应，也即磁力耦合软连接技术保护发电机，使发电机在海底可靠工作。可以广泛适用于能源的可再生领域以及环保发电领域。

Description

一种永磁驱动式全密封海底取电装置

技术领域

本发明涉及一种发电设备，尤其涉及一种利用海洋潮流能来发电的设备。

背景技术

随着社会和经济的快速发展，人类正面临着资源匮乏、能源紧缺、气候变迁和环境恶化等严重的问题。当今世界各国都在寻求科学的途径来解决资源问题和环境问题，向环境可持续发展模式迈进，其中大规模开发和利用包括海洋潮流能在内的“海洋可再生绿色新能源”成为了目前研究的热点。海洋占地球表面积的70％以上，我国毗邻西北太平洋，拥有18000多公里的曲折漫长海岸线，拥有约300万平方公里的国家管辖海域及其自然资源。海洋面积广阔，资源丰富，其中蕴藏着巨大的可再生绿色能源。21世纪是世界性全面开发利用海洋的世纪，开发海洋区域新能源对于我国经济社会的可持续发展，解决严峻的能源和环境问题，以及对国家主权海域进行实际有效的管理等方面都有重大意义。

目前，我国对于海洋潮流能的开发尚处于萌芽阶段，而利用海洋潮流能的发电机则更是少之更少。就目前的利用海洋潮流进行发电的技术来说，主要存在的问题是桨叶直接连接在发电机转轴上，在海水的冲刷下，桨叶转动带动发电机发电，这种方式存在的弊端是当洋流较大时，桨叶转动过快从而带动发动机转子转速过快，使发电机产生线圈过热、机械损伤、过流过压等。

进一步的，现有技术的海底取电设备，当洋流较大时，发电机转轴的转速也跟着增大，当转速大于极限转速的时候，很容易毁坏发电机。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题就是如何提供一种磁驱动式安全密封海底取电设备，实现无接触传递动力。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种永磁驱动式全密封海底取电装置，包括：

密封壳体；

动力驱动转轴，一端插装于所述密封壳体内，且两者配合部为密封配合；

主动磁盘，与位于所述密封壳体内的所述动力驱动转轴固定连接；

浆叶，与外露于所述密封壳体的所述动力驱动转轴固定连接；

发电机，内置于所述密封壳体中，包括有发电机转轴；

从动磁盘，内置于所述密封壳体中，与发电机转轴的一端固定连接，且所述从动磁盘在磁力耦合作用下，跟随主动磁盘转动，从而带动发电机转轴旋转切割磁力线发电。

优选地，所述密封配合通过密封轴承及密封套件实现。

优选地，密封壳体内设有发电机密封壳；

发电机密封壳密封发电机，将发电机与密封壳体内其他结构隔离；

所述发电机密封壳的材质为非导磁合金。

优选地，所述发电机转轴的一端固定连接有从动磁盘，位于发电机密封壳外部，另一端插装于发电机密封壳内部，且两者配合部为密封配合。

优选地，密封壳体内设有磁盘密封壳；

所述磁盘密封壳密封主动磁盘、从动磁盘，将主动磁盘、从动磁盘与密封壳体内其他结构隔离；

所述磁盘密封壳的材质为非导磁合金。

优选地，所述主动磁盘、从动磁盘设于磁盘密封壳当中；

所述主动磁盘固定连接的动力驱动转轴一端插装于所述磁盘密封壳内，且两者配合部为密封配合；

所述从动磁盘固定连接的发电机转轴一端插装于所述磁盘密封壳内，且两者配合部为密封配合。

优选地，所述密封壳体内部设有整流/滤波电路，所述整流/滤波电路将发电机发的电储存在电池当中，用电设备通过供电线连接电池获得供电。

优选地，所述动力驱动转轴与所述发电机转轴位于同一轴线上，所述主动磁盘与从动磁盘位于垂直于轴线的两个平行的平面上。

优选地，所述主动磁盘和从动磁盘分别由3-8块横截面积为扇形的磁块组成，且相应磁盘上的磁块为N极和S极交替放置，相应磁盘上的相邻磁块之间紧固在一起，并固定在非导磁磁盘底座上。

优选地，所述主动磁盘与从动磁盘为永磁体。

(三)有益效果

本发明的一种永磁驱动式全密封海底取电装置，在密封壳体的内部采用磁力耦合实现了无接触传递动力。本发明的设备能量转化率高，发电效率高，使用寿命长，维修简便，后续维护成本低。当洋流较大时，利用主从动磁盘产生的滑差效应，也即磁力耦合软连接技术保护发电机，使发电机在海底可靠工作。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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。

图1：本发明提供的一种永磁驱动式全密封海底取电装置的结构示意图；

图2：实施例1中主动磁盘与从动磁盘的结构示意图；

图中：1、桨叶；2、动力驱动转轴；3、密封套件；4、密封轴承；5、主动磁盘；6、从动磁盘；7、磁盘密封壳；8、发电机转轴；9、发电机；10、整流/滤波电路；11、电池；12、供电线；13、用电设备；14、密封壳体；15、发电机密封壳。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。

本实施例提供一种永磁驱动式全密封海底取电装置，包括：

密封壳体14；

动力驱动转轴2，一端插装于所述密封壳体14内，且两者通过密封轴承4及密封套件3进行密封，当然其他能起到密封作用的结构也都应包含在本发明中。

永磁体材质的主动磁盘5，与位于所述密封壳体14内的所述动力驱动转轴2固定连接；

浆叶1，与外露于所述密封壳体14的所述动力驱动转轴2固定连接；

发电机9，内置于所述密封壳体14中；

永磁体材质的从动磁盘6，与发电机转轴8的一端固定连接，且所述从动磁盘6在磁力耦合作用下，跟随主动磁盘5转动，从而带动发电机转轴8旋转切割磁力线发电；

本实施例中密封壳体14内设有发电机密封壳15，所述发电机9设于发电机密封壳15内部，所述发电机密封壳15的材质为非导磁合金，避免发电机内的部件受到主动磁盘5和从动磁盘6的磁力的影响，也能起到进一步密封的作用；

所述发电机转轴8的一端固定连接有从动磁盘6，位于发电机密封壳15外部，另一端插装于发电机密封壳15内部，且两者之间采用密封轴承4进行密封配合，当然其他合适的密封结构也都应包含在本发明当中。

本实施例发电机密封壳15采用的是一层密封壳体，为了进一步提高密封效果及隔离磁影响的效果，也可以采用多层密封结构。

密封壳体14内设有磁盘密封壳7，将主动磁盘5、从动磁盘6与密封壳体14内其他结构隔离，所述磁盘密封壳7的材质为非导磁合金，避免磁盘与其他结构之间产生磁干扰，也能起到进一步密封的作用；

所述主动磁盘5固定连接的动力驱动转轴2一端插装于所述磁盘密封壳7内，且两者采用密封轴承4进行密封配合；所述从动磁盘6固定连接的发电机转轴8一端插装于所述磁盘密封壳7内，且两者采用密封轴承4进行密封配合。

本实施例磁盘密封壳7采用的是一层密封壳体，为了进一步提高密封效果及隔离磁影响的效果，也可以采用多层密封结构。

本实施例中，所述密封壳体14内部设有整流/滤波电路10，所述整流/滤波电路10将发电机9发的电储存在电池11当中，用电设备13通过供电线12连接电池11获得供电。

本实施例中，动力驱动转轴2与所述发电机转轴8位于同一轴线上，所述主动磁盘5与从动磁盘6位于垂直于轴线的两个平行的平面上，所述主动磁盘5和从动磁盘6分别由8块横截面积为扇形的磁块组成，且相应磁盘上的磁块为N极和S极交替放置，相应磁盘上的相邻磁块之间用强力胶粘接在一起，并固定在非导磁合金磁盘底座上。当然，主动磁盘与从动磁盘之间的相对位置并不局限与本实施列举的方式，磁盘也并不局限于扇形磁块组成，其他形状的磁块也可以，条形磁铁或者梯形磁铁等等，只要能实现转矩的传递，也应当视为包含在本发明当中，磁块在非导磁合金磁盘底座上的固定方式也不局限于本实施的列举。

当海水冲刷桨叶1带动动力驱动转轴2旋转，从而带动主动磁盘5旋转，由于磁力耦合作用从动磁盘6则跟随主动磁盘同步旋转，从而带动发电机9转轴旋转，切割磁力线而发电，实现了无接触传递动力，当洋流比较大时主动磁盘5和从动磁盘6会产生滑差效应，即主动磁盘5和从动磁盘6不同步旋转，发电机9转轴的转速不会达到极限，而是保持恒定转速。

以上实施方式仅用于说明本发明，而非对本发明的限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行各种组合、修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种永磁驱动式全密封海底取电装置，其特征在于，包括：

密封壳体(14)；

动力驱动转轴(2)，一端插装于所述密封壳体(14)内，且两者配合部为密封配合；

主动磁盘(5)，与位于所述密封壳体(14)内的所述动力驱动转轴(2)固定连接；

浆叶(1)，与外露于所述密封壳体(14)的所述动力驱动转轴(2)固定连接；

发电机(9)，内置于所述密封壳体(14)中，包括有发电机转轴(8)；

从动磁盘(6)，内置于所述密封壳体(14)中，与发电机转轴(8)的一端固定连接，且所述从动磁盘(6)在磁力耦合作用下，跟随主动磁盘(5)转动，从而带动发电机转轴(8)旋转切割磁力线发电；所述密封配合通过密封轴承(4)及密封套件(3)实现；

密封壳体(14)内设有磁盘密封壳(7)；

所述磁盘密封壳(7)密封主动磁盘(5)、从动磁盘(6)，将主动磁盘(5)、从动磁盘(6)与密封壳体(14)内其他结构隔离；

所述磁盘密封壳(7)的材质为非导磁合金。

2.根据权利要求1所述的永磁驱动式全密封海底取电装置，其特征在于，密封壳体(14)内设有发电机密封壳(15)；

发电机密封壳(15)密封发电机(9)，将发电机(9)与密封壳体(14)内其他结构隔离；

所述发电机密封壳(15)的材质为非导磁合金。

3.根据权利要求2所述的永磁驱动式全密封海底取电装置，其特征在于，所述发电机转轴(8)的一端固定连接有从动磁盘(6)，位于发电机密封壳(15)外部，另一端插装于发电机密封壳(15)内部，且两者配合部为密封配合。

4.根据权利要求1所述的永磁驱动式全密封海底取电装置，其特征在于，所述主动磁盘(5)、从动磁盘(6)设于磁盘密封壳(7)当中；

所述主动磁盘(5)固定连接的动力驱动转轴(2)一端插装于所述磁盘密封壳(7)内，且两者配合部为密封配合；

所述从动磁盘(6)固定连接的发电机转轴(8)一端插装于所述磁盘密封壳(7)内，且两者配合部为密封配合。

5.根据权利要求1所述的永磁驱动式全密封海底取电装置，其特征在于，所述密封壳体(14)内部设有整流/滤波电路(10)，所述整流/滤波电路(10)将发电机(9)发的电储存在电池(11)当中，用电设备(13)通过供电线(12)连接电池(11)获得供电。

6.根据权利要求1至5中任意一项所述的永磁驱动式全密封海底取电装置，其特征在于，所述动力驱动转轴(2)与所述发电机转轴(8)位于同一轴线上，所述主动磁盘(5)与从动磁盘(6)位于垂直于轴线的两个平行的平面上。

7.根据权利要求6所述的永磁驱动式全密封海底取电装置，其特征在于，所述主动磁盘(5)和从动磁盘(6)分别由3-8块横截面积为扇形的磁块组成，且相应磁盘上的磁块为N极和S极交替放置，相应磁盘上的相邻磁块之间紧固在一起，并固定在非导磁磁盘底座上。

8.根据权利要求1至5中任意一项，或权利要求7所述的永磁驱动式全密封海底取电装置，其特征在于，所述主动磁盘(5)与从动磁盘(6)为永磁体。