CN106812652A - 双叶轮磁耦合水流发电装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种双叶轮磁耦合水流发电装置，包括支撑架、差速器、密封舱、发电机、永磁磁力联轴器和两个叶轮，差速器包括一根第一动力传输轴和两根对称设置的第二动力传输轴，永磁磁力联轴器包括相对设置的主动永磁转子和从动永磁转子，两个叶轮的旋转方向相反；密封舱和两个叶轮分别安装在支撑架上，叶轮的轮轴通过万向联轴器与对应的第二动力传输轴连接，发电机设置在密封舱中，密封舱中填充有绝缘油，主动永磁转子设置在第一动力传输轴上，从动永磁转子位于密封舱中并设置在发电机的主轴上，主动永磁转子和从动永磁转子相对设置。实现能够长时间满足深水拖拽发电的要求，并提高其使用可靠性和安全性。

Description

双叶轮磁耦合水流发电装置

技术领域

本发明涉及水流能发电设备，尤其涉及一种双叶轮磁耦合水流发电装置。

背景技术

随着社会和经济的不断发展，为了更好地利用深海资源，人们设计和制造了各种各样的深海探测装置，加快了对海洋资源的探测。其中拖曳式深海探测装置是通过拖船的牵引，在几百米甚至几千米以下的深海中工作的，如水下拖体等。受海洋深度的限制，这一类深海探测装置不能通过线缆为其直接供电，只能为搭载蓄电池维持探测工作。受蓄电池容量和寿命的限制，使该类深海探测装置的水下工作时间受限。为了增加拖曳式深海探测装置的工作时间，可以考虑利用拖曳式深海探测装置相对于海水产生的海流，驱动海流能发电机的叶轮旋转进行发电，作为深海探测装置的电能补充装置。传统的海流能发电发电机能够利用海流进行发电，但是由于存在动密封和机舱耐压的问题，传统的海流能发电发电机只能在较浅的海域中工作，在深海工作时，容易发生密封失效导致发电发电机损害的现象发生，可靠性较低。如何设计一种满足深水发电要求并可靠性高的水流发电装置是本发明所要解决的技术问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种双叶轮磁耦合水流发电装置，实现双叶轮磁耦合水流发电装置能够长时间满足深水拖拽发电的要求，并提高其使用可靠性和安全性。

本发明提供的技术方案是，一种双叶轮磁耦合水流发电装置，包括支撑架、差速器、密封舱、发电机、永磁磁力联轴器和两个叶轮，所述差速器包括一根第一动力传输轴和两根对称设置的第二动力传输轴，所述永磁磁力联轴器包括相对设置的主动永磁转子和从动永磁转子，两个所述叶轮的旋转方向相反；所述密封舱和两个叶轮分别安装在所述支撑架上，所述叶轮的轮轴通过万向联轴器与对应的所述第二动力传输轴连接，所述发电机设置在所述密封舱中，所述密封舱中填充有绝缘油，所述主动永磁转子设置在所述第一动力传输轴上，所述从动永磁转子位于所述密封舱中并设置在所述发电机的主轴上，所述主动永磁转子和所述从动永磁转子相对设置。

进一步的，两个所述叶轮的轮轴上分别设置有单向轴承。

进一步的，所述单向轴承为单向水润滑轴承。

进一步的，所述差速器采用工程塑料材料制成，所述差速器的外壳为镂空结构。

进一步的，所述主动永磁转子与所述第一动力传输轴之间设置有行星齿轮增速器。

进一步的，所述行星齿轮增速器采用工程塑料材料制成，所述行星齿轮增速器的外壳为镂空结构。

进一步的，所述密封舱上设置有压力补偿腔，所述压力补偿腔与所述密封舱连通，所述压力补偿腔开设有压力调节通孔，所述压力调节通孔上密封设置有柔性密封片。

进一步的，所述密封舱上设置有防水电缆接头，所述防水电缆接头与所述发电机连接。

本发明提供的双叶轮磁耦合水流发电装置，通过采用两个旋转方向相反的叶轮，能够在水中拖拽过程中，两个叶轮实现受力平衡，避免拖拽过程中受水流阻力而整体转动，另外，两个叶轮驱动差速器对应的第二动力传输轴转动实现动力输入，而差速器的第一动力传输轴通过永磁磁力联轴器驱动密封在密封舱中的发电机进行发电，从而不需要采用动密封的方式进行动力传动，同时，由于密封舱中灌满绝缘油，即便在深海中，由于绝缘油的压缩率很低，密封舱能够抵抗住深海的压力，确保发电机能够长时间稳定可靠的在深海中使用，实现双叶轮磁耦合水流发电装置能够长时间满足深水拖拽发电的要求，并提高其使用可靠性和安全性。

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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明双叶轮磁耦合水流发电装置实施例的结构示意图；

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-图2所示，本实施例双叶轮磁耦合水流发电装置，包括支撑架1、差速器2、密封舱3、发电机4、永磁磁力联轴器5和两个叶轮6，所述差速器2可以采用现有技术中的差速器结构，区别在于动力输入和动力输出调换，即差速器2包括一根用于动力输出的第一动力传输轴和两根对称设置的用于动力输入的第二动力传输轴，所述第一动力传输轴分别与两根所述第二动力传输轴传动连接，所述永磁磁力联轴器5包括相对设置的主动永磁转子51和从动永磁转子52，两个所述叶轮2的旋转方向相反；所述密封舱3和两个叶轮6分别安装在所述支撑架1上，所述叶轮6的轮轴通过万向联轴器20与对应的所述第二动力传输轴连接，所述发电机4设置在所述密封舱3中，所述密封舱3中填充有绝缘油，所述主动永磁转子51设置在所述第一动力传输轴上，所述从动永磁转子52位于所述密封舱3中并设置在所述发电机4的主轴上，所述主动永磁转子51和所述从动永磁转子52相对设置。

具体而言，本实施例双叶轮磁耦合水流发电装置将发电机4设在灌满绝缘油的密封舱3中，并且，叶轮6因拖拽产生的动力通过永磁磁力联轴器5最终传递给发电机4用于进行发电，实现发电机4只需要静密封而不采用动密封，从而解决了深水中密封舱3的密封问题。其中，将两个叶轮6设置为以相反的方向转动，两个叶轮6受力相互抵消能够实现在拖拽过程中整个设备平稳移动而不会发生整体转动。其中，所述密封舱3上设置有压力补偿腔31，所述压力补偿腔31与所述密封舱3连通，所述压力补偿腔31开设有压力调节通孔（未标记），所述压力调节通孔上密封设置有柔性密封片32，在不同水深的条件下，柔性密封片32能够受密封舱3内外压力不同产生对应的形变，而由于密封舱3中的绝缘油的体积压缩率较小，能够实现柔性密封片32产生微小的形变便能够平衡密封舱3内外压差，保证了密封舱3内外压力达到平衡，解决了深海中密封舱3的耐压问题。而发电机4的电力输出通过密封舱3上设置有防水电缆接头33实现向外供电。

进一步的，两个所述叶轮6的轮轴上分别设置有单向轴承61，而单向轴承61为单向水润滑轴承，单向轴承61能够确保两个叶轮6的转动方向保持相互反向，以确保本实施例双叶轮磁耦合水流发电装置在水下平稳移动。

更进一步的，所述差速器2采用工程塑料材料制成，所述差速器2的外壳为镂空结构，具体的，采用工程塑料材料制成的差速器2在满足结构强度的前提下，能够避免被海水腐蚀，同时，由于外壳为镂空结构，可以直接利用海水对差速器2中的齿轮组件进行润滑，从而不需要采用润滑油进行润滑的差速器2导致必须采用密封外壳而出现密封及耐压的问题。优选的，为了提高发电效率，除了差速器2进行一级加速外，所述主动永磁转子51与所述第一动力传输轴之间设置有行星齿轮增速器7，利用行星齿轮增速器7可以实现二级增速，以提高发电机4的发电效率。同样的，行星齿轮增速器7可以采用工程塑料材料制成，所述行星齿轮增速器7的外壳为镂空结构，行星齿轮增速器7中的齿轮组件也采用海水进行润滑，也不需要考虑因采用润滑油而出现密封及耐压的问题。

本发明提供的双叶轮磁耦合水流发电装置，通过采用两个旋转方向相反的叶轮，能够在水中拖拽过程中，两个叶轮实现受力平衡，避免拖拽过程中受水流阻力而整体转动，另外，两个叶轮驱动差速器对应的第二动力传输轴转动实现动力输入，而差速器的第一动力传输轴通过永磁磁力联轴器驱动密封在密封舱中的发电机进行发电，从而不需要采用动密封的方式进行动力传动，同时，由于密封舱中灌满绝缘油，即便在深海中，由于绝缘油的压缩率很低，密封舱能够抵抗住深海的压力，确保发电机能够长时间稳定可靠的在深海中使用，实现双叶轮磁耦合水流发电装置能够长时间满足深水拖拽发电的要求，并提高其使用可靠性和安全性。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各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；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种双叶轮磁耦合水流发电装置，其特征在于，包括支撑架、差速器、密封舱、发电机、永磁磁力联轴器和两个叶轮，所述差速器包括一根第一动力传输轴和两根对称设置的第二动力传输轴，所述永磁磁力联轴器包括相对设置的主动永磁转子和从动永磁转子，两个所述叶轮的旋转方向相反；所述密封舱和两个叶轮分别安装在所述支撑架上，所述叶轮的轮轴通过万向联轴器与对应的所述第二动力传输轴连接，所述发电机设置在所述密封舱中，所述密封舱中填充有绝缘油，所述主动永磁转子设置在所述第一动力传输轴上，所述从动永磁转子位于所述密封舱中并设置在所述发电机的主轴上，所述主动永磁转子和所述从动永磁转子相对设置。

2.根据权利要求1所述的双叶轮磁耦合水流发电装置，其特征在于，两个所述叶轮的轮轴上分别设置有单向轴承。

3.根据权利要求2所述的双叶轮磁耦合水流发电装置，其特征在于，所述单向轴承为单向水润滑轴承。

4.根据权利要求1所述的双叶轮磁耦合水流发电装置，其特征在于，所述差速器采用工程塑料材料制成，所述差速器的外壳为镂空结构。

5.根据权利要求1所述的双叶轮磁耦合水流发电装置，其特征在于，所述主动永磁转子与所述第一动力传输轴之间设置有行星齿轮增速器。

6.根据权利要求5所述的双叶轮磁耦合水流发电装置，其特征在于，所述行星齿轮增速器采用工程塑料材料制成，所述行星齿轮增速器的外壳为镂空结构。

7.根据权利要求5所述的双叶轮磁耦合水流发电装置，其特征在于，所述密封舱上设置有压力补偿腔，所述压力补偿腔与所述密封舱连通，所述压力补偿腔开设有压力调节通孔，所述压力调节通孔上密封设置有柔性密封片。

8.根据权利要求1所述的双叶轮磁耦合水流发电装置，其特征在于，所述密封舱上设置有防水电缆接头，所述防水电缆接头与所述发电机连接。