CN105736233B - 一种潮流能发电装置 - Google Patents

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Abstract

一种潮流能发电装置，包括壳体、潮流能捕获机构、传动机构和发电机；所述潮流能捕获机构包括主轴、转轮、支撑杆件和翻转叶片；所述壳体包括水平部、平衡部和固定部，传动机构包括差速器和永磁磁力传动器；所述差速器的输出端通过轴及联轴器连接到发电机，所述差速器和发电机位于壳体的水平部，所述差速器的输入轴位于圆柱突起内，两个潮流能捕获机构中的主轴的端部设置有一个套筒，所述输入轴和套筒中安装有永久磁铁，形成永磁磁力传动器，且在圆柱突起和主轴之间设有一个定心结构。防水效果好，利用永磁传动技术，内部的电机和外侧的捕能机构分开，实现零渗漏。

Description

一种潮流能发电装置
技术领域
该方案涉及一种潮流能发电装置，具体地说是一种利用海洋中潮流能进行发电的装置。
背景技术
本申请人2014年申请了一种海流发电装置的发明专利，申请号为201410206380.4，其中公开了一种潮流能发电装置，包括壳体、潮流能捕获机构、传动机构和发电机，壳体包括底盘和焊接在底盘上的用于支撑其他部件的立柱，底盘为具有内腔的壳体，且在所述底盘的顶部和底部分别设有空气进出口和进出水口，在所述底盘上设有用于固定用的通孔及固定用钻头，所述钻头穿过通孔并插入海底中；通过洋流的流动带动发电。
上述结构的发电装备由于结构的限制，一般做的比较大，安装不够方便，后期维修也不方便。
需要开发一种更加机动、灵活，便于分布式安装的发电装置。
发明内容
为了解决现有技术的不足，本发明提供一种潮流能发电装置，首先是一种方便安装、维护的设备，其次是可以规模并网发电的设备，并具有集群效应，三是，制作成本低，单位功率的制作成本与现有的风力发电设备的成本持平；四是，结构合理，密封效果好。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案为：
一种潮流能发电装置，包括壳体、潮流能捕获机构、传动机构和发电机；
所述潮流能捕获机构包括主轴、转轮、支撑杆件和翻转叶片；
所述转轮通过固定在主轴上，所述转轮的周向均匀的布置有支撑杆件，所述支撑杆件两两一组沿转轮轴向成对设置，所述撑杆件的外端设置限位，
所述翻转叶片包括主面板和设置在主面板两侧的左折弯和右折弯，其中，在左折弯和右折弯上设置有用于和支撑杆件配合的圆孔，且左折弯的尺寸大于右折弯的尺寸，所述的主面板、左右折弯和支撑杆件之间形成一个三角结构，且三角结构的一个角朝向外侧，所述翻转叶片可在转轮轴向至径向90度范围内自由转动；
所述壳体包括水平部、平衡部和固定部，其中，所述水平部内部中空并安装传动机构和发电机、控制电路板，在水平部的两侧有平衡部，在水平部的上下两侧设置有向上、向下延伸出一个圆柱突起，所述水平部的前端通过铰接连接的方式安装一个固定部，固定部上设置有上、下绳孔，所述上绳孔通过绳索连接浮标，所述浮标位于海面上，所述下绳孔通过另一绳索连接配重；
上述传动机构包括差速器和永磁磁力传动器；所述差速器的输出端通过轴及联轴器连接到发电机，所述差速器和发电机位于壳体的水平部，所述差速器的输入轴位于圆柱突起内，两个潮流能捕获机构中的主轴的端部设置有一个套筒，所述输入轴和套筒中安装有永久磁铁，形成永磁磁力传动器，且在圆柱突起和主轴之间设有一个定心结构。
进一步地，所述定心结构包括设置在圆柱突起端部的销轴和设置在主轴上的销孔。
进一步地，所述主轴为采用不锈钢或者表面进行防腐处理的钢制轴类零件。
进一步地，所述转轮为一个圆盘类零件。
进一步地，所述限位为L形结构的钢片。
本发明的有益效果是：
1、安装方便，首先在陆地厂房内装配完毕，整个装置可以漂浮在海面上，用拖船拖至安装地点，进行下沉固定。
2、运行平稳，潮流能捕获机构在运行的过程中，利用洋流对翻转叶片的进行推动，返程自动折叠，无冲击，运行平稳。同时，在传动系统中使用了差速器，使得各个潮流能捕获机构可以实现不同步的运行，发电过程中整个装置的稳定性很好。
3、防水效果好，利用永磁传动技术，内部的电机和外侧的捕能机构分开，实现零渗漏。
4、可双向运行，海洋洋流一般每六个小时换向(涨潮或者退潮)一次，对应的翻转叶片进行转换方位，海洋涨潮和落潮时都可以实现发电，该功能的实现是通过翻转叶片的转换实现的，简单易行。
5、维修方便，通过设备中的卷扬机及缆绳可以实现自身的升降，且在升降过程中不需要额外的起吊船，降低了维护成本。
所以该装置是一种综合性能比较好的设备，综合考虑了制造、安装、维护和长期发电的诸多因素。
附图说明
图1为发电装置的安装结构示意图。
图2为省略部分零部件后的立体图。
图3为发电装置的全剖视图。
图4为潮流能捕获机构的立体图。
图5为潮流能捕获机构的主视图。
图6为潮流能捕获机构的俯视图。
图7为翻转叶片的立体图。
图8为差速器的原理图。
图9为潮流能捕获机构的翻转过程示意。
1壳体，11水平部，111圆柱突起，12平衡部，13固定部，131绳孔，2潮流能捕获机构，21主轴，211套筒，112’、112永久磁铁，212定心结构，22转轮，23支撑杆件，24翻转叶片，241主面板，242右折弯，243左折弯，244圆孔，25限位，3传动机构，31差速器，4发电机，5浮标，6配重。
具体实施方式
下面结合图1至图9所示的样式进行详细的描述。一种潮流能发电装置，包括壳体1、潮流能捕获机构2、传动机构3和发电机4。
潮流能捕获机构2，包括主轴21、转轮22、支撑杆件23和翻转叶片24。
如图1至图3，主轴21为一个长通轴，为采用不锈钢或者其他进行防腐处理的钢制轴类零件。转轮22为一个圆盘类零件，转轮22通过键连接或者焊接连接固定在主轴上，形成一个整体，同步转动，其中转轮的数量可以根据情况设置多个，数量越多，发电功率越大。在每一个转轮的周向均匀的布置有三对成对设置的支撑杆件23，上述的支撑杆件23两两一组沿转轮轴向成对设置，两支撑杆件的设置有一个限位25，限位25为L形结构的钢片，用于限制翻转叶片的翻转角度，使得支撑杆件上的翻转叶片可在转轮轴向至径向90度范围内自由转动，如图9所示。
如图2所示，该翻转叶片24包括主面板241和设置在主面板两侧的左折弯243和右折弯242，其中，在左折弯和右折弯上设置有圆孔244，圆孔用于和上述的支撑杆件23进行配合，且左折弯的尺寸大于右折弯的尺寸，所述的主面板、左右折弯和支撑杆件之间形成一个三角结构，且三角的一个角朝向外侧，使得翻转叶片可绕支撑杆件进行转动。
翻转叶片24是可以绕着支撑杆件进行转动的。
容易理解，由于上述结构都是长期浸泡在海洋中的，所以要采用耐海水腐蚀的不锈钢、钛镁合金等金属或者合金材料，且在翻转叶片套筒中镶嵌有与支撑杆件进行转动配合的轴瓦元件，使得翻转叶片转动自如和保证使用寿命。
壳体1，包括水平部11、平衡部12和固定部13，其中，水平部11为一个水平状态的圆筒状部件，水平部内部中空，用于安装传动机构和发电机、控制电路板，在水平部11的两侧焊接有两个向侧方向延伸的平衡尾翼，形成平衡部12，在水平部11的上下两侧设置有向上、向下延伸出一个圆柱突起111，用于和上述的主轴进行配合，其配合样式另行介绍。在水平部11的前端通过铰接连接的方式安装一个固定部13，固定部中间宽，上下两头窄的板状体，并在上下两头设置有绳孔131，用于固定。
上绳孔中系一个绳索，且绳索的上端固定一个浮标5，浮标位于海面上，亦可潜入海水中，主要作用在于对壳体有一个上拉的作用。下绳孔中系一个绳索，绳索的下端系一个配重6。
传动机构3包括差速器31、永磁磁力传动器。差速器与汽车等场合中使用的差速器结构相同，如图8所示。该差速器31的输出端通过轴及联轴器连接到发电机4，所述差速器31和发电机位于壳体的水平部，壳体1是一个独立的密闭结构，上述差速器的输入轴位于圆柱突起111内，且在输入轴上安装有永久磁铁112。
两个潮流能捕获机构中的主轴21的端部设置有一个套筒211，套筒内壁中安装有永久磁铁112’，上述的套筒套置在圆柱突起外侧，通过内外侧的永久磁铁实现永久磁力传动，且在圆柱突起和主轴之间设有一个定心结构212，该定心结构212包括设置在圆柱突起端部的销轴和设置在主轴上的销孔，上述的结构组成局部的永磁磁力传动器。当外侧的主轴转动时，通过磁场的作用带动内部的差速器进行转动。
上述的磁力传动技术，是利用永久磁铁相互之间以及与铁磁性物质之间存在有超距的磁力作用、而非铁磁性物质很少影响这种力的大小这个特性和原理制成的。
工作原理为内外永久磁铁通过磁力耦合作用，从而将转轴的运动和动力传递给发电机的转轴。
磁力传动器用于转轴动密封，具有很多独特的优点：将转轴动密封转换为隔离套静密封，真正实现了“零泄露”；密封性能与转轴转速无关；无摩擦磨损，实现永久寿命；不需润滑，无介质与润滑剂污染；无机械接触磨擦噪音；还可以避免高频振动的传递，使运动的传递平稳。此外磁力传动器还具有过载保护的功能，当从动部分的负载扭矩突然变大，超过最大传递扭矩时，从动部分与主动部分便会发生滑脱，有效地避免了从动部分在不正常条件下工作(轴抱死、卡死、扫堂)而损坏，并防止原动机因过载而烧毁，当过载结束时，磁力传动器又能自动恢复传动。
具体的，翻转叶片的翻转过程跟潮流能的关系，可以参考图9所示的示意图。
上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域相关技术人员对本发明的各种变形和改进，均应扩如本发明权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (5)

1.一种潮流能发电装置，包括壳体(1)、潮流能捕获机构(2)、传动机构(3)和发电机(4)；
所述潮流能捕获机构(2)包括主轴(21)、转轮(22)、支撑杆件(23)和翻转叶片(24)；
所述转轮(22)通过键连接或者焊接连接固定在主轴上，所述转轮的周向均匀的布置有支撑杆件(23)，所述支撑杆件(23)两两一组沿转轮轴向成对设置，所述支撑杆件的外端设置限位(25)，
所述翻转叶片(24)包括主面板(241)和设置在主面板两侧的左折弯(243)和右折弯(242)，其中，在左折弯和右折弯上设置有用于和支撑杆件配合的圆孔(244)，且左折弯的尺寸大于右折弯的尺寸，所述的主面板、左右折弯和支撑杆件之间形成一个三角结构，且三角结构的一个角朝向外侧，所述翻转叶片可在转轮轴向至径向90度范围内自由转动；
所述壳体(1)包括水平部(11)、平衡部(12)和固定部(13)，其中，所述水平部内部中空并安装传动机构和发电机、控制电路板，在水平部(11)的两侧有平衡部(12)，在水平部(11)的上下两侧设置有向上、向下延伸出一个圆柱突起(111)，所述水平部(11)的前端通过铰接连接的方式安装一个固定部(13)，固定部上设置有上、下绳孔，所述上绳孔通过绳索连接浮标(5)，所述浮标位于海面上，所述下绳孔通过另一绳索连接配重(6)；
所述传动机构(3)包括差速器(31)和永磁磁力传动器；所述差速器(31)的输出端通过轴及联轴器连接到发电机(4)，所述差速器(31)和发电机位于壳体的水平部，所述差速器的输入轴位于圆柱突起(111)内，两个潮流能捕获机构中的主轴(21)的端部设置有一个套筒(211)，所述输入轴和套筒中安装有永久磁铁，形成永磁磁力传动器，且在圆柱突起和主轴之间设有一个定心结构(212)。
2.根据权利要求1所述的一种潮流能发电装置，其特征在于，所述定心结构(212)包括设置在圆柱突起端部的销轴和设置在主轴上的销孔。
3.根据权利要求1所述的一种潮流能发电装置，其特征在于，所述主轴(21)为采用不锈钢或者表面进行防腐处理的钢制轴类零件。
4.根据权利要求1所述的一种潮流能发电装置，其特征在于，所述转轮(22)为一个圆盘类零件。
5.根据权利要求1所述的一种潮流能发电装置，其特征在于，所述限位(25)为L形结构的钢片。
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