CN106014846A - 双向叶轮直驱式海浪发电机组 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种双向叶轮直驱式海浪发电机组装置，包括：两台永磁发电机，中间是双向叶轮，两台发电机和双向叶轮同轴联接，发电机轴伸部分安装在叶轮的轴孔中，采用花键联接。发电机的另一端是“子弹头”形的导流罩，防止水流直接冲击到发电机端面，增大水流阻力。发电机通过支板安装在圆形导流筒内，导流筒两端分别有两个汇流罩，起汇流作用，增大导流筒中水的流速。发电机输出导线沿着某一个支板的边缘，穿过导流筒引出。双向叶轮直驱式海浪发电机组装置主要用于潮汐发电。海浪或潮汐的水流是周期往复式。双向叶轮能够充分利用双向水流驱动发电机发电。该发电装置一个叶轮驱动两个发电机，所以称作发电机组。双向叶轮直驱式海浪发电机组装置结构紧凑，系统效率高。

Description

双向叶轮直驱式海浪发电机组
技术领域
本发明涉及海浪发电领域。具体地说是一种双向叶轮直驱式海浪发电机组装置。
背景技术
波浪能是指海洋表面波浪所具有的动能和势能，波浪的能量与波高的平方、波浪的运动周期以及迎波面的宽度成正比，波浪能是由风把能量传递给海洋而产生的。海水相对于海平面发生位移时使波浪具有势能，而水质点的运动则使波浪具有动能。从能量密度上看，波浪能约为风能的30倍。因此，开发利用波浪能是当今世界新能源发展的新趋势，其中海浪和潮流发电有着广阔的应用前景。据调查统计，我国现有潮汐发电站6所，装机容量6000kW，每年发电量1000kWh。目前，国内外已有多种海浪发电装置。但是，目前海浪发电装置存在的主要问题是波浪能至机械能的转换效率低，转换装置成本高。
发明内容
为此，本发明提出一种双向叶轮直驱式海浪发电机组，这种装置至少较大部分上解决或者缓解现有技术中存在的上述问题。
本发明采用的技术方案如下：
一种双向叶轮直驱式海浪发电机组装置，包括：
两台永磁发电机，中间有一个双向叶轮，每台发电机外侧端盖上有一个形如“子弹头”的导流罩，发电机和叶轮安装在一个圆形导流筒内，导流筒两端各有一个形如“喇叭口”的汇流罩，导流筒上有六个凹形槽，发电机外壳上也有六个凹形槽，六个发电机支板将发电机固定在导流筒内，发电机与叶轮之间各有一个遮水罩，每个发电机有一根引线。
所述的两台永磁发电机，中间是双向叶轮，两台发电机和双向叶轮同轴联接，发电机的轴伸安装在叶轮的轴孔中，采用花键联接。
所述的双向叶轮是一种双向“S”形叶轮，当水流冲击叶轮时，叶轮旋转，带动发电机转子旋转。
所述的发电机转子上有磁钢组成的磁极，磁极旋转切割定子绕组，在定子绕组中产生感应电动势，接通外电路即可发出电能。定子绕组采用集中绕组。由于海浪水流速度低，发电机转速低，为了提高发动机效率，发电机采用少槽多极的形式。
所述的发电机转速低，在发电机控制及能量处理过程中需要实时检测发电机转速。海浪发电机安装转速检测传感器是很不方便的。为了解决这个问题，在发电机定子的某一个齿上绕制一个少匝数的测试绕组。通过测试绕组信号即可计算出发电机转速。
所述的发电机的另一端安装一种形如“子弹头”的导流罩，防止水流直接冲击到发电机的端面，产生较大的阻力。
所述的发电机通过支板安装在圆形导流筒内，导流筒内均匀分布六个凹形槽，凹形槽中心线两两之间互为60°，与之对应，发电机外壳上也均匀分布六个凹形槽，将支板插入凹形槽中，用螺丝或者焊接的方法，将支板固定在凹形槽中，通过支板将发电机固定在导流筒内。
所述的导流筒两端分别安装一个形如“喇叭口”的汇流罩，起汇流作用，增大导流筒中水的流速。
所述的叶轮与导流筒内壁的间隙尽可能小，约为2～3毫米，从而提高水流能量转换成机械能的效率。
所述的发电机输出导线沿着某一个支板的边缘，在导流筒相对的位置打一个孔，导线穿过导流筒引出。
所述的发电机与叶轮之间有一个圆筒形遮水罩，遮水罩固定在发电机端盖上，与叶轮之间留有一个较小的间隙，其作用是防止水流在发电机与叶轮之间产生旋流，降低能量转换效率。
本发明技术方案具有以下优点：
所述的海浪发电装置是一个叶轮驱动两个发电机，所以称作发电机组。双向叶轮能够充分利用双向水流的动能，驱动发电机组发电。双向叶轮直驱式海浪发电机组装置结构紧凑，成本降低。
所述的双向叶轮直驱式海浪发电机组中，采用双向叶轮驱动两台发电机，利用导流筒、汇流罩、导流罩、遮水罩，这种结构方式能够有效地提高波浪能转换效率，系统效率高。
所述的双向叶轮直驱式海浪发电机组导流筒内有凹形槽，发电机外壳有凹形槽，将支板插入凹形槽中，再利用焊接等方法，把发电机固定在导流筒内。这种组装工艺简单，适合于批量生产。
附图说明
为了使本发明的内容更容易、更清楚地被理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中
图1为本发明实施例中，双向叶轮直驱式海浪发电机组的结构示意图；
图2为本发明实施例中，双向叶轮的结构示意图；
图3为本发明实施例中，发电机、导流筒、支板和凹形槽结构示意图。
图1中附图标记表示为：1-汇流罩，2-导流罩，3-发电机引线，4-发电机支板，5-永磁发电机，6-遮水罩，7-圆形导流筒，8-“S”双向叶轮。在图1中，以双向叶轮为中心，两边是对称结构。
图2中附图标记表示为：9-叶轮轴孔花键槽，10-叶轮形状立体图。
图3中附图标记表示为：11-导流筒内壁的凹形槽，12-发动机外壳上的凹形槽，4-为支板。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术实施方案进行清楚、完整地描述。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“联接”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1所示，本发明提供一种双向叶轮直驱式海浪发电机组装置，包括：两台永磁发电机，中间是双向叶轮，两台发电机和双向叶轮同轴联接，发电机轴伸部分安装在叶轮的轴孔的花键内。发电机的另一端是“子弹头”形的导流罩，避免水流直接冲击到发电机端面，产生较大的阻力。发电机通过支板安装在圆形导流筒内，导流筒两端分别有两个汇流罩，汇集水流增大导流筒中水流速度。发电机与叶轮之间安装了一个圆筒形遮水罩，遮水罩固定在发电机端盖上，与叶轮之间留有一个较小的间隙，遮水罩可大大地减小水流在发电机与叶轮之间产生的旋流，从而提高能量转换效率。发电机输出导线沿着某一个支板的边缘，穿过导流筒引出。
按照上述结构和安装方式，将叶轮和发电机组安装在导流筒内，再安装上汇流罩。导流筒与汇流罩之间可以利用法兰联接，也可利用焊接的方法联接。然后再将双向叶轮直驱式海浪发电机组安装到潮汐水流能量丰富的海水中。潮汐水流是是往复式的，发电机组的轴向尽量与水流方向一致，从而充分利用双向水流驱动发电机发电。双向叶轮直驱式海浪发电机组装置主要用于潮汐发电。双向叶轮直驱式海浪发电机组装置结构紧凑，系统效率高。

Claims (6)

1.一种双向叶轮直驱式海浪发电机组装置，其特征在于，包括：
有两台永磁发电机，发电机中间是一个双向叶轮，两台发电机和双向叶轮同轴联接。发电机的轴伸插入叶轮的轴孔中，采用花键联接。发电机的另一端安装一个形如“子弹头”的导流罩，减小水流阻力。发电机安装在圆形导流筒内，导流筒上有六个凹形槽，发电机外壳上也有六个对应的凹形槽，用六个支板将发电机固定在导流筒内。发电机与叶轮之间各有一个遮水罩。导流筒两端各有一个“喇叭口”形的汇流罩，汇集水流，增大导流筒中水的流速。发电机发出的电量通过导线沿着某一个支板的边缘，穿过导流筒上的孔引出。
2.根据权利要求1所述双向叶轮直驱式海浪发电机组，其特征在于，由一个双向叶轮驱动两台永磁发电机，两台发电机和双向叶轮同轴联接。
3.根据权利要求1所述双向叶轮直驱式海浪发电机组，其特征在于，双向叶轮是一种双向“S”形叶轮，当水流从导流筒的任意一端流入，冲击叶轮旋转，都能带动发电机转子旋转，使发电机发电。
4.根据权利要求1所述双向叶轮直驱式海浪发电机组，其特征在于，发电机的外侧端盖上安装了一个形如“子弹头”的导流罩，用来减小水流阻力。
5.根据权利要求1所述双向叶轮直驱式海浪发电机组，其特征在于，发电机与叶轮之间有一个圆筒形遮水罩，遮水罩固定在发电机端盖上，与叶轮之间留有一个较小的间隙，其作用是防止水流在发电机与叶轮之间产生旋流，降低能量转换效率。
6.根据权利要求1所述双向叶轮直驱式海浪发电机组，其特征在于，发电机是通过支板安装在圆形导流筒内，导流筒内沿着轴向均布六个凹形槽，每两个凹形槽之间为60°，与之对应，发电机外壳上也均布六个凹形槽，将支板插入凹形槽中，用螺丝或者焊接的方法将支板固定在凹形槽中，通过支板将导流筒和发电机组成为一体。
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106438183A (zh) * 2016-11-23 2017-02-22 哈尔滨工业大学 一种碟形内波发电平台
CN106652696A (zh) * 2017-01-16 2017-05-10 白连平 叶轮直驱式潮流发电实验装置
CN107664085A (zh) * 2017-04-13 2018-02-06 许昌义 行星轮贯流式水轮机
CN107701356A (zh) * 2016-12-17 2018-02-16 沈阳讯网网络科技有限公司 一种具有进水加速功能与排水加速功能的水力发电机
CN109139347A (zh) * 2018-08-31 2019-01-04 北京维蓝清能科技有限公司 一种增驱式潮流发电装置
CN109538398A (zh) * 2017-09-21 2019-03-29 郭继会 一波两用在s型双流向海洋波浪发电中的应用方法
CN112761863A (zh) * 2020-12-31 2021-05-07 潍坊新力蒙水产技术有限公司 一种单筒水电装置

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10115278A (ja) * 1996-10-09 1998-05-06 Fuji Electric Co Ltd バルブ形水車発電装置およびバルブ形水車発電装置用の支持装置
US20070231148A1 (en) * 2006-04-03 2007-10-04 Lehoczky Kalman N Reversing free flow propeller turbine
CN201221433Y (zh) * 2008-07-03 2009-04-15 水利部杭州机械设计研究所 一种双向六工况潮汐机组
US20110272945A1 (en) * 2010-05-07 2011-11-10 Israel Ortiz Ortiz turbine
CN102384019A (zh) * 2011-10-11 2012-03-21 大连理工大学 嵌套式导流罩变桨水平轴潮流发电机组
CN103573531A (zh) * 2013-10-21 2014-02-12 河海大学 一种海流能发电具有导流罩的水轮机双向叶轮
CN103742351A (zh) * 2013-12-27 2014-04-23 河海大学 一种利用潮汐发电的双向贯流式水轮机
CN205277681U (zh) * 2015-11-23 2016-06-01 贵州航天天马机电科技有限公司 一种波浪能转换装置

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10115278A (ja) * 1996-10-09 1998-05-06 Fuji Electric Co Ltd バルブ形水車発電装置およびバルブ形水車発電装置用の支持装置
US20070231148A1 (en) * 2006-04-03 2007-10-04 Lehoczky Kalman N Reversing free flow propeller turbine
CN201221433Y (zh) * 2008-07-03 2009-04-15 水利部杭州机械设计研究所 一种双向六工况潮汐机组
US20110272945A1 (en) * 2010-05-07 2011-11-10 Israel Ortiz Ortiz turbine
CN102384019A (zh) * 2011-10-11 2012-03-21 大连理工大学 嵌套式导流罩变桨水平轴潮流发电机组
CN103573531A (zh) * 2013-10-21 2014-02-12 河海大学 一种海流能发电具有导流罩的水轮机双向叶轮
CN103742351A (zh) * 2013-12-27 2014-04-23 河海大学 一种利用潮汐发电的双向贯流式水轮机
CN205277681U (zh) * 2015-11-23 2016-06-01 贵州航天天马机电科技有限公司 一种波浪能转换装置

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106438183A (zh) * 2016-11-23 2017-02-22 哈尔滨工业大学 一种碟形内波发电平台
CN106438183B (zh) * 2016-11-23 2019-01-22 哈尔滨工业大学 一种碟形内波发电平台
CN107701356A (zh) * 2016-12-17 2018-02-16 沈阳讯网网络科技有限公司 一种具有进水加速功能与排水加速功能的水力发电机
CN106652696A (zh) * 2017-01-16 2017-05-10 白连平 叶轮直驱式潮流发电实验装置
CN106652696B (zh) * 2017-01-16 2019-05-14 白连平 叶轮直驱式潮流发电实验装置
CN107664085A (zh) * 2017-04-13 2018-02-06 许昌义 行星轮贯流式水轮机
CN109538398A (zh) * 2017-09-21 2019-03-29 郭继会 一波两用在s型双流向海洋波浪发电中的应用方法
CN109139347A (zh) * 2018-08-31 2019-01-04 北京维蓝清能科技有限公司 一种增驱式潮流发电装置
CN112761863A (zh) * 2020-12-31 2021-05-07 潍坊新力蒙水产技术有限公司 一种单筒水电装置

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