CN106939870A - 海洋能发电装置及其海洋能发电漏水保护装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种海洋能发电装置及其海洋能发电漏水保护装置.海洋能发电漏水保护装置包括储水舱和水泵。储水舱积存从外部渗漏到海洋能发电装置内的水。水泵抽取储水舱内的水到海洋能发电装置外部。

Description

海洋能发电装置及其海洋能发电漏水保护装置

技术领域

本发明属于海洋能发电领域，尤其涉及一种海洋能发电装置及其海洋能发电漏水保护装置。

背景技术

海洋能(包含潮汐能、潮流能、波浪能、海流能)是指海水流动的能量，作为可再生能源，储量丰富，分布广泛，具有极好的开发前景和价值。海洋能的利用方式主要是发电，其工作原理与风力发电类似，即通过能量转换装置，将海水的机械能转换成电能。具体而言，首先海水冲击水轮机，水轮机将水流的能量转换为旋转的机械能，然后水轮机经过机械传动系统带动发电机发电，最终转换成电能。

现今能源日益短缺，温室效应日益严重，能源需要低碳化，所以风能，海洋能等清洁能源是未来能源的发展方向。但现在这些清洁能源的发电设备，除了风能利用比较成熟外，海洋能的利用还都是在起步阶段，没有通用和成熟的设备。由于海洋中环境复杂，因此海洋能发电装置比一般的其他发电装置需要维修的次数会更多，导致维修成本居高不下。

一般用于海洋能发电的有两种发电机，一种是水平轴水轮发电机，其轴线平行于水平面，另一种是垂直轴水轮发电机，其轴线垂直于水平面。水平轴水轮发电机由于其所有电气元件(包括叶轮转子、发电机、齿轮箱、增速箱等)均在水下，因此对于整个机体的密封性要求非常高。特别是叶轮转子和齿轮箱的连接处，需要采用密封圈进行密封。密封圈由于存在老化松弛问题，为了保障密封圈的密封性能，最少每三年要更换一次。更换的时候需要停止整个海洋能发电装置的运行。为了安装新的密封圈，其它的一些元件也要进行相应的拆除和重新安装，这大大增加了更换难度，提高了维修成本。

特别地，由于维修人员并不能经常到海里查看密封圈是否老化以及密封是否牢靠，因此并不能准确地知晓密封圈要更换的时间。为了避免水流渗入到水平轴水轮机的内部懂导致水平轴水轮机的损毁，保险起见，密封圈即便没有老化，每年甚至半年就需要更换。由于维修保养的时候发电需要停止导致无法产生收益，并且维修保养操作需要消耗不小的人力物力，频繁的维修保养给海洋能发电的商业化运营带来了巨大的阻碍。

另外，与发电机连接的齿轮箱在使用一段时间之后需要更换机油，并且发电装置用到的轴承也需要更换机油，所以水平轴水轮发电机的维修和保养更加困难，成本更高。因此，即便水平轴水轮发电机的发电效率高于垂直轴水轮发电机，但水平轴水轮发电机商业化仍然非常困难。

随着水中深度的增加，压强逐渐增大。由于发电机组外部的压强会远远大于内部的压强，因此外部水流很容易渗透到发电机组内部从而损毁发电机组。为了增强发电机组的抗压性能和密封性能，对发电机组外壳的强度和结构的密封性会有更高的要求，并且有些普通的密封圈根本无法满足深海处的密封要求，需要特制的密封圈，从而导致生产成本的攀升，；另一方面，为了增加发电机组的抗压性能和密封性能，发电机组的体积需要进一步缩小以使发电机组内的所有元件(增速箱、传动元件、发电机等)都紧密设置，这样增加了元件之间的摩擦，极大地影响了发电机组的效率。

由于现有的海洋能发电装置无法解决完全密封的问题，现有的海洋能发电装置在水深方向通常都只设置一个水轮发电机以避免深水处压强太大导致密封困难。然而，这样对深水处的海洋能无法充分利用。

另一方面，由于潮流能是利用海洋的潮流进行发电。伴随着涨潮和落潮，潮流的方向会发生改变。传统的大部分水平轴水轮发电机都不可以旋转，导致潮流能发电机只能利用涨潮或者落潮进行发电，发电效率极低。现有技术人员为了充分利用涨潮和落潮产生的能量，选择安装两套发电系统。一套发电系统的叶轮朝向涨潮方向，另一套发电系统的叶轮朝向落潮方向。虽然看似涨潮和落潮产生的能量都充分得以利用，但是在涨潮或落潮时，始终会有一套发电系统闲置。增加一套发电系统使得生产成本翻倍，而产生的电能功率的提高远不及成本的增加，这极大地限制了海洋能发电装置的推广和运用。

发明内容

本发明为了克服现有技术中的至少一个不足，提供一种海洋能发电装置及其海洋能发电漏水保护装置。

为了实现本发明的一目的，本发明提供一种海洋能发电漏水保护装置，包括储水舱和水泵。储水舱积存从外部渗漏到海洋能发电装置内的水。水泵抽取储水舱内的水到海洋能发电装置外部。

于本发明的一实施例中，海洋能发电漏水保护装置还包括液位传感器，与储水舱对应设置以检测储水舱内的水位，当液位传感器检测储水舱内的水位达到预设值时，水泵运行以抽取储水舱内的水到海洋能发电装置外部。

于本发明的一实施例中，储水舱具有穿孔以供线路穿过。

为了实现本发明的另一目的，本发明还提供一种海洋能发电装置，包括发电机、至少一个水平轴水轮机、密封舱、密封圈以及至少一个漏水保护装置。水平轴水轮机包括叶轮转子和传动模块，叶轮转子转动形成的动能通过传动模块传递给发电机。传动模块位于密封舱内，叶轮转子位于密封舱外。密封圈设置于叶轮转子和密封舱的连接处。漏水保护装置对应于水平轴水轮机设置且包括储水舱和水泵。储水舱积存从外部渗漏到海洋能发电装置内的水。水泵抽取储水舱内的水到海洋能发电装置外部。

于本发明的一实施例中，漏水保护装置还包括液位传感器，与储水舱对应设置以检测储水舱内的水位，当液位传感器检测储水舱内的水位达到预设值时，水泵运行以抽取储水舱内的水到海洋能发电装置外部。

于本发明的一实施例中，发电机是位于密封舱内。

于本发明的一实施例中，发电机是位于水面以上。

于本发明的一实施例中，海洋能发电装置还包括变角传动机构，连接水平轴水轮机和发电机，将水平轴水轮机产生的动能传递给发电机。

于本发明的一实施例中，海洋能发电装置还包括至少一根外轴，与密封舱连通，外轴转动时带动水平轴水轮机改变朝向。

于本发明的一实施例中，海洋能发电装置还包括电机，连接外轴以驱动外轴转动。

于本发明的一实施例中，海洋能发电装置还包括增压管，与外轴内连通以增加外轴和密封舱内的压强，使外轴和密封舱内的气压大于外部海水的压强。

于本发明的一实施例中，水平轴水轮机和漏水保护装置的数量均大于或等于二。

于本发明的一实施例中，海洋能发电装置还包括至少一根外轴，外轴的一端与密封舱连通，外轴的另一端位于水面以上。

于本发明的一实施例中，外轴具有特定的内径宽度用于让维修人员或维修机器通过外轴进入到密封舱内以进行维修。

于本发明的一实施例中，海洋能发电装置还包括止水圈，位于叶轮转子朝向密封舱的一侧。

于本发明的一实施例中，海洋能发电装置还包括多个叶片密封圈，叶轮转子包括多个叶片和轮毂，每个叶片密封圈设置于每个叶片和轮毂的连接处。

综上所述，本发明通过设置漏水保护装置，即便密封圈有一点老化松动，如果水从密封圈的松动处渗漏进来，海洋能发电装置内的漏水也肯定不会蔓延到发电机和水平轴水轮机位于密封舱内的传动模块上，从而有效地保证了水平轴水轮机和发电机的安全性。最终减少维修更换密封圈的频率，从而大大降低维修更换的成本，使得每次海洋能发电装置正常发电的周期得以延长，产生的效益能够得到保证，提高了海洋能发电装置的商业化运用。

另外，本发明实施例的海洋能发电装置通过设置传动模块和变角传动机构，从而能够将传统的水平轴水轮发电机的发电机部分和其他增速箱等电气元件从水里提升到水面以上。虽然变角传动机构在机械领域已经存在，但是在海洋能发电量领域，本领域技术人员从来没有考虑过水平轴发电机的发电机部分可以脱离水轮机从而提升到水面以上。现有本领域技术人员都一直受到固有模式的限制陷入了技术偏见，认为只有垂直轴水轮发电机的发电机部分才能设置在水面上，水平轴水轮发电机只考虑改进叶片的设置从而提高发电功率。本发明申请正是克服了这种技术偏见，解决了现有技术中水平轴水轮发电机由于所有的电气元件均在水里，因此维修更换困难大、成本高的难题。本发明申请的发电机部分是在水面以上(增速箱等其它电气元件也可以根据需要设置到水面以上)，因此后续发电装置的维修均是在水面上进行，大大降低了维修成本，进一步促成海洋能发电装置的商业化运用和推广。

特别地，本发明一实施例中的外轴具有足够的宽度且外轴的一端位于水面上，维修人员或维修机器可以通过外轴，从水面上进入到海洋能发电装置的内部，最终进入到密封舱内，对密封舱内的所有电气元件(包括但不限于齿轮箱、增速箱、发电机)进行维修以及对轴承和齿轮箱等元件更换机油。通过这种设置，无需特地将整个水平轴水轮机提出水面进行维修，整个维修可以直接在水面下(但又隔绝水)进行，减少维修需要消耗的人力物力，大幅度降低维修成本。并且有些元件可以不用拆卸，直接进行维修养护，大大降低维修难度。另外，维修人员或维修机器可以非常方便地进入到发电装置内部检查是否有电气元件出现问题，尽早发现问题，克服了现有技术无法事先检查或者必须停止发电后才能进行检查的问题。

为让本发明的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下。

附图说明

图1所示为根据本发明第一实施例提供的海洋能发电装置的示意图。

图2所示为根据本发明第二实施例提供的海洋能发电装置的示意图。

图3所示为根据本发明第三实施例提供的海洋能发电装置的示意图。

图4所示为根据本发明第四实施例提供的海洋能发电装置的示意图。

具体实施方式

图1所示为根据本发明第一实施例提供的海洋能发电装置的示意图。如图1所示，本发明第一实施例提供的海洋能发电装置100包括发电机1、至少一个水平轴水轮机2、密封舱3、密封圈4以及至少一个漏水保护装置5。

水平轴水轮机2包括叶轮转子21和传动模块22，叶轮转子21转动形成的动能通过传动模块22传递给发电机1。传动模块22位于密封舱3内，叶轮转子21位于密封舱3外。密封圈4设置于叶轮转子21和密封舱3的连接处。

漏水保护装置5对应于水平轴水轮机2设置且包括储水舱51和水泵53。储水舱51积存从外部渗漏到海洋能发电装置100内的水。水泵53抽取储水舱51内的水到海洋能发电装置100的外部。

于本实施例中，漏水保护装置5还包括液位传感器52。液位传感器52与储水舱51对应设置以检测储水舱51内的水位。当液位传感器52检测储水舱51内的水位达到预设值时，水泵53运行以抽取储水舱51内的水到海洋能发电装置100的外部。通过设置液位传感器52，水泵53可以根据实际情况判断是否运行，节省实施成本。然而，本发明对此不作任何限定。于其它实施例中，漏水保护装置5可不具有液位传感器52。水泵可以采取定时运行的方式，定期抽取储水舱51内的水。这样即便没有液位传感器，仍然可以有效地保障储水舱内的积水及时地被排出。

本发明对液位传感器52的类型不作任何限定。液位传感器52可为接触式传感器，例如浮球式液位变送器，磁性液位变送器，电容式液位变送器等等，设置在储水舱51内。也可为非接触式传感器，例如超声波液位变送器，雷达液位变送器等等，设置在储水舱51的外部。

由于重力作用，渗入到发电装置内部的水是往下流的，因此本发明的储水舱51设置于水平轴水轮机2的下方。但本发明申请所指的“下方”并不限定是正对的下方，本发明申请对储水舱51的具体位置不作任何限定。于本实施例中，储水舱51位于密封舱3底部开口的正下方。当密封圈4老化发生松动时，外部的水流会从密封圈4的缝隙中渗漏进来，流入到密封舱3的内部。由于重力的作用，渗漏进来的水会沿着密封舱3内汇积到储水舱51内。当积水越来越多，积水的液面会升高。当水位到达预设值时，例如5cm，此时液位传感器52发送信号给水泵53，水泵53启动工作。水泵53和储水舱51之间连通有水管，通过水管将储水舱51内的水抽出，从而使储水舱51内的水位下降。

本实施例通过采用液位传感器52检测的方式控制水泵53工作的开启和停止。例如当液位传感器52检测到水位到达预设值时，水泵53收到信号开始工作抽水；当液位传感器52检测到水位到达另外一个预设值，例如0或1cm时，此时液位传感器52可以将停止工作信号输出给水泵53，水泵53停止工作。

然而，本发明对控制水泵53停止工作的方式不作任何限定。于其它实施例中，由于水泵53每分钟的抽水量是可以预知的，可以直接预设水泵53的工作时间。譬如当液位传感器52检测到水位到达预设值时，此时水泵53开始工作抽水；可以预先设置水泵53每次只启动1分钟的时间，即工作1分钟后水泵53就停止工作。通过这种方式控制水泵53停止工作的时间，同样可以实现将储水舱51内的水位下降到预设值以下。

本发明对水泵53的设置位置也不作任何限定。于本实施例中，水泵53位于水面上。于其它实施例中，水泵53可位于密封舱内。

本发明通过设置漏水保护装置5，即便密封圈4有一点老化松动，如果有水从外部渗漏进来，海洋能发电装置100内的漏水肯定不会蔓延到发电机1和水平轴水轮机2位于密封舱3内的传动模块22上，从而有效地保证了水平轴水轮机2和发电机1的安全性。最终减少维修更换密封圈4的频率，从而大大降低维修更换的成本，使得海洋能发电装置正常发电的周期得以延长，产生的效益能够得到保证，提高了海洋能发电装置的商业化运用。

于本实施例中，发电机1是位于密封舱3内，即发电机1也是位于水面以下。发电机1和水平轴水轮机2的传动模块22之间还连接有增速箱11。因此本实施例的设置不光保护了传动模块22和发电机1，还保护了增速箱11等其它电气元件。

于本实施例中，海洋能发电装置100还包括至少一根外轴6，与密封舱3连通，外轴6转动时带动水平轴水轮机2改变朝向。于本实施例中，外轴6的另一端位于水面P上。于本实施例中，海洋能发电装置100还包括电机7，连接外轴6以驱动外轴6转动。由于涨潮和落潮的水流方向相反，无论水流朝哪个方向流入，通过外轴6的转动控制水平轴水轮机2的叶片始终朝向水流，从而提高海洋能的利用率，提高发电效率。

于本发明中，电机7是位于水面上。现有技术中少数水平轴水轮发电机可以实现改向，但是电机均是位于水面以下，有的甚至和发电机组集成为一体。由于现有技术中的控制系统、驱动系统、传动系统、变流系统和发电系统都集成在叶片后形成一个整体，导致现有的水平轴水轮发电机的非叶片部分的体积非常大，大大降低了电子元器件的效能。并且传动系统包括电机非常容易损坏，经常需要维修，这些元件设置在水面下将大幅度增加维修难度和成本。但是本发明中的电机7是位于水面以上而非水面下，彻底解决了上述问题，并且可以大幅度减小水平轴水轮发电机非叶片部分的体积，从而提高电子元器件的效能，最终达到提高发电效率的目的。

于本实施例中，电机7的数量对应于外轴6的数量。然而，本发明对此不做任何限定。于其它实施例中，可以通过齿轮等传动机构，实现一个电机7对两个外轴6的控制。每个电机7可包括电动机和传动机构，传动机构连接外轴6的一端，电机7通过传动机构驱动外轴6转动。然而，本发明对此不作任何限定。于其它实施例中，电机7可包括电动机和减速机。由于现有的电机转速都较快，通过减速机后转速大大降低，因此能有效且精准地控制外轴6的转速和转动幅度。

于实际应用中，当水流沿图1中所示的水流方向流向海洋能发电装置100时，电机7不运作。此时，水平轴水轮机2的叶片面向水流。当水流沿水流方向相反的方向(从图1中看去为由右到左)流向海洋能发电装置100时，电机7驱动外轴6转动，从而带动水平轴水轮机2旋转180度，使得叶片从朝左改为朝右，以保证水平轴水轮机2的叶片始终朝向水流。此种情况尤其适用于利用潮汐能发电，确保了最大的发电功率。

特别地，实际应用中涨潮和落潮的水流方向并不完全平行，也并不一定会垂直于水平轴水轮机2的迎水面。无论水流从哪个方向涌入水平轴水轮机2，本实施例的海洋能发电装置可以通过外轴6控制水平轴水轮机2改变朝向以使水平轴水轮机2始终正对水流，从而最大程度地利用海洋能，提高发电功率。

并且，当实际水流速度高于水平轴水轮机2能承受的最大负荷对应的额定速度时，此时只需通过外轴6转动控制水平轴水轮机2使其旋转偏离水流方向一个角度，则可以有效降低水平轴水轮机2的负载，在确保水平轴水轮机2不会因超负荷损毁的同时，确保水平轴水轮机2仍然正常工作，持续稳定地输出发电。克服了传统海洋能发电装置中当水流速度过大，发电机为了避免烧毁就停止工作的弊端，同时无需进行变桨调节，使得发电机的负荷调节更加简单有效。当实际水流速度小于水平轴水轮机2能承受的最大负荷对应的额定速度时，此时只需通过外轴6转动控制水平轴水轮机2使其旋转正对水流方向(即叶片的迎水面垂直于水流方向)，则可以最大程度地利用水流进行发电，提高发电功率。

于本实施例中，海洋能发电装置100还包括增压管81，与外轴6内连通以增加外轴6和密封舱3内的压强，使外轴6和密封舱3内的气压大于外部海水的压强。增压管81的一端连通一个气泵82，另一端置于外轴6内，由于气泵82和外轴6相连通，气泵82可以控制增大或减小外轴6内的压强，从而控制外轴6内的压强大于外部的压强。通过这种方式，仅设置常规的密封圈即可阻挡外部的水流进入外轴6和密封舱3内，从而有效地对外轴6内的电气元件实现密封保护，解决了现有水平轴水轮发电机无法在水里深处工作或工作效率低下的问题，并且使得充分利用水深方向上的海洋能成为可能，提高发电效率，克服现有海洋能发电装置无法“做深”的难题。

图2所示为根据本发明第二实施例提供的海洋能发电装置的示意图。本实施的发电机1、水平轴水轮机2、密封舱3、密封圈4以及漏水保护装置5等元件和第一实施例相同，相同元件采用相同标号，以下仅就不同之处予以描述。

于本实施例中，水平轴水轮机2和漏水保护装置5的数量均为二，然而本发明对此不作任何限定。于其它实施例中，可以根据水底和水面之间的距离灵活调整水深上水平轴水轮机2的数量。于其它实施例中，水平轴水轮机2和漏水保护装置5的数量可均大于二。至少两个水平轴水轮机2位于同一个内框架内且沿垂直于水面P的方向排列。从图3所示方向看去，两个水平轴水轮机3为纵向排列，从而实现了海洋能发电装置规模沿海洋深度的纵向扩展，大大提高发电功率，进一步克服了现有传统海洋能发电装置无法实现规模化的问题。

由于每个水平轴水轮机2对应配置一个漏水保护装置5，因此位于上方的储水舱51可以开设穿孔511以供水管和电缆等线路穿过。然而，本发明对此不作任何限定。于其它实施例中，水管和电缆等线路可直接绕过储水舱51。

图3所示为根据本发明第三实施例提供的海洋能发电装置的示意图。本实施例的水平轴水轮机2、密封舱3、密封圈4以及至少一个漏水保护装置5等元件和第一实施例相同，相同元件采用相同标号，以下仅就不同之处予以描述。

于本实施例中，发电机1’是位于水面以上。海洋能发电装置还包括变角传动机构9，连接水平轴水轮机2和发电机1’，将水平轴水轮机2产生的动能传递给发电机1’。变角传动机构9的作用是改变传动角度/方向。本实施例的变角传动机构9连接水平轴水轮机2和传动轴91，将水平设置的水平轴水轮机2产生的动能传递给垂直设置的传动轴91。具体而言，水平轴水轮机2在水流的冲击下进行转动，产生的动能通过水平轴水轮机2本身的转子传递给变角传动机构9，此时动能的传递方向是水平方向。然后变角传动机构9改变传动的角度/方向，将水平方向的动能传递给垂直设置的传动轴91。之后传动轴91由于一端连接了发电机1，从而将动能传给发电机1。发电机1将接收到的动能转化为电能，从而进行发电。

于本实施例中，变角传动机构9包括多个齿轮和传动杆，通过齿轮和传动杆之间的配合实现传动角度90度的改变。如何通过齿轮和传动杆的配合实现传动角度或方向的改变，为机械领域的现有设计，在此不展开详细描述。图3中仅绘出了一种排布方式。然而，本发明对此不作任何限定，变角传动机构9可仅包括多个齿轮以实现传动角度90度的改变。凡是能够实现传动角度90度改变的传动结构，都在本发明申请的变角传动机构9保护的范围内。

于本实施例中，海洋能发电装置还包括齿轮箱，传动轴91的一端是通过齿轮箱92连接发电机1。为了确保发电机1高效的工作效率，齿轮箱92经常需要更换机油。本发明申请的齿轮箱92和发电机1均是在水面以上，因此大大降低了维修、保养和更换的难度和成本。

图4所示为根据本发明第四实施例提供的海洋能发电装置的示意图。本实施例的发电机1、增速箱11、液位传感器52等元件和第一实施例相同，相同元件采用相同标号，以下仅就不同之处予以描述。

于本实施例中，密封圈4’采用的是端面密封的方式进行密封，直接在叶轮转子21’的周围进行端面密封，因此密封舱3’左侧的密封结构也相应地进行了微调。于本实施例中，储水舱51’仍然是位于水平轴水轮机的下方，但是不再位于密封舱3’底部开口的正下方，而是位于整个密封舱3’的左侧，靠近密封圈4’的位置。

于本实施例中，海洋能发电装置400还包括止水圈41，位于叶轮转子21’朝向密封舱3’的一侧。于本实施例中，止水圈41为橡胶止水圈，套设于水平轴水轮机的转轴上。当密封圈4’松动，水从缝隙中进入到密封舱3’内。渗入的大部分水由于重力作用，直接滴入到储水舱51’内。极少量的水由于惯性作用，沿着转轴继续向密封舱3’内移动。止水圈41由于位于轴承12的前方(即图4中的左侧)，可以有效阻挡渗入的水沿着转轴进入到轴承12内，进一步保护轴承12以及其它电气元件。

于本实施例中，水泵53’位于密封舱3’内。然而，本发明对水泵53’的位置不作任何限定。正如第一实施例所描述的，水泵53’可位于水面P上。

当本实施例的水平轴水轮机是可变桨的水轮机时，叶轮转子21’包括多个叶片211和轮毂212，海洋能发电装置400还包括多个叶片密封圈42，每个叶片密封圈42设置于每个叶片211和轮毂212的连接处。然而，本发明对此不作任何限定。于其它实施例中，水平轴水轮机可不变桨，因此无需额外设置叶片密封圈。

于本实施例中，外轴6’一端与密封舱3’连通，另一端位于水面P以上。并且，外轴6’具有特定的内径宽度W以具有足够的空间，从而让维修人员或维修机器能够通过外轴6’进入到密封舱3’内，最终对密封舱3’内的电气元件进行检验、保养(更换机油)或修理等。

本发明对外轴的内径宽度W的具体数值不作任何限定。如果进行维修操作的是人，则外轴的内径宽度W应该足以让成人通过，譬如可以为1.5m以上。相应地，外轴内壁上设置有爬梯61’，方便维修人员从外轴进入到密封舱3’。如果进行维修的是机器人或机器设备，则外轴的内径宽度只需要让维修机器通过即可。本发明申请对外轴6’的形状也不作任何限定。当外轴6’需要转动时，设置为圆形较优，此时的内径宽度W为环形内圆的直径。当外轴6’不需要转动时，也可设置为方形，此时的内径宽度W即为方形的内边长。

现有大部分的海洋能发电装置中所有元件的维修，需要停止发电装置的发电，然后在水里检查哪个地方出现问题，然后将出现问题的元件进行拆除，拿到水上进行维修。对于无法拆除的元件，则只能在水里进行维修。维修难度非常大、成本高，对于维修人员来说也非常危险。并且无法方便地进行检验，只能定期停机进行查看。本发明申请的发明人发明了可以模块化安装和维修的海洋能发电装置(见中国发明专利申请公开号CN105736221A)。在维修时，可以将整个水轮机和框架作为一个模块从水里由下到上吊取到水面上，从而方便在水面上进行维修和检验。但是由于海洋能发电装置的规模和重量，每次吊取水轮机，都耗费大量的人力和物力，并且也需要部分发电装置停止发电进行检修，仍然具有较高的维修成本。

本实施例的海洋能发电装置400，由于外轴6’具有足够的内径宽度W且外轴6’的一端位于水面P上，维修人员或维修机器可以通过外轴，从水面P上进入到海洋能发电装置400的内部，最终进入到密封舱3’内，对密封舱3’内的所有电气元件(包括但不限于齿轮箱、增速箱11、发电机1)进行维修以及对轴承12和齿轮箱等元件更换机油。通过这种设置，无需特地将整个水平轴水轮机提出水面进行维修，整个维修可以直接在水面下(但又隔绝水)进行，减少维修需要消耗的人力物力，大幅度降低维修成本。并且有些元件可以不用拆卸，直接进行维修养护，大大降低维修难度。另外，维修人员或维修机器可以非常方便地进入到发电装置400内部检查是否有电气元件出现问题，尽早发现问题，克服了现有技术无法事先检查或者必须停止发电后才能进行检查的问题。

本实施例对水平轴水轮机的数量不作任何限定。于实际应用中，在水深方向上，也可以设置至少连个水平轴水轮机以充分利用水深方向上的海洋能。本实施例中的储水舱51’是设置在左侧而非密封舱3’的底部。因此，当水深方向上有两个或两个以上的水平轴水轮机时，维修人员可以从密封舱3’底部的开口处直接下到下面一个密封舱内而不会受到储水舱51’的阻挡。

本发明申请各实施例中的相关特征可以根据实际需要进行自由排列组合，这些均在本发明要保护的范围内。譬如，第四实施例中的海洋能发电装置400也可具有第三实施例中的变角传动机构9，虽然发电机位于水面以上，但是维修人员仍然可以从外轴进入到密封舱内，对密封舱内的其它电气元件(譬如变角传动机构的齿轮等)进行维修和保养。又如，第四实施例中的海洋能发电装置400也可具有第一实施例中的电机7，电机7可以驱动外轴转动从而有效调整水平轴水轮机的负荷。如果水平轴水轮机是可变桨的水轮机，则外轴可以转动也可以不进行转动，因此电机7也可以不进行设置。

特别地，第四实施例中一端连通密封舱，另一端位于水面以上的外轴以及能够让维修人员或维修机器通过的外轴可以应用于任意的海洋能发电装置中。换言之，海洋能发电装置可不具有漏水保护装置，仅仅设有第四实施例中提及的外轴，达到方便维修、降低维修成本和难度的目的。

综上所述，本发明通过设置漏水保护装置，即便密封圈有一点老化松动，如果水从密封圈的松动处渗漏进来，海洋能发电装置内的漏水肯定不会蔓延到发电机和水平轴水轮机位于密封舱内的传动模块上，从而有效地保证了水平轴水轮机和发电机的安全性。最终减少维修更换密封圈的频率，从而大大降低维修更换的成本，使得每次海洋能发电装置正常发电的周期得以延长，产生的效益能够得到保证，提高了海洋能发电装置的商业化运用。

另外，本发明实施例的海洋能发电装置通过设置变角传动机构，从而能够将传统的水平轴水轮发电机的发电机部分和其他增速箱等电气元件从水里提升到水面以上。虽然变角传动机构在机械领域已经存在，但是在海洋能发电量领域，本领域技术人员从来没有考虑过水平轴发电机的发电机部分可以脱离水轮机从而提升到水面以上。现有本领域技术人员都一直受到固有模式的限制陷入了技术偏见，认为只有垂直轴水轮发电机的发电机部分才能设置在水面上，水平轴水轮发电机只考虑改进叶片的设置从而提高发电功率。本发明申请正是克服了这种技术偏见，解决了现有技术中水平轴水轮发电机由于所有的电气元件均在水里，因此维修更换困难大、成本高的难题。本发明申请的发电机部分是在水面以上(增速箱等其它电气元件也可以根据需要设置到水面以上)，因此后续发电装置的维修均是在水面上进行，大大降低了维修成本，进一步促成海洋能发电装置的商业化运用和推广。

虽然本发明已由较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟知此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求书所要求保护的范围为准。

Claims (16)

1.一种海洋能发电漏水保护装置，适用于海洋能发电装置，其特征在于，所述海洋能发电漏水保护装置包括：

储水舱，积存从外部渗漏到海洋能发电装置内的水；

水泵，抽取储水舱内的水到海洋能发电装置外部。

2.根据权利要求1所述的海洋能发电漏水保护装置，其特征在于，所述海洋能发电漏水保护装置还包括液位传感器，与所述储水舱对应设置以检测储水舱内的水位，当液位传感器检测储水舱内的水位达到预设值时，所述水泵运行以抽取储水舱内的水到海洋能发电装置外部。

3.根据权利要求1或2所述的海洋能发电漏水保护装置，其特征在于，所述储水舱具有穿孔以供线路穿过。

4.一种海洋能发电装置，其特征在于，包括：

发电机；

至少一个水平轴水轮机，包括叶轮转子和传动模块，所述叶轮转子转动形成的动能通过所述传动模块传递给所述发电机；

密封舱，所述传动模块位于所述密封舱内，所述叶轮转子位于所述密封舱外；

密封圈，设置于所述叶轮转子和所述密封舱的连接处；

至少一个漏水保护装置，对应于水平轴水轮机设置，所述至少一个漏水保护装置包括：

储水舱，积存从外部渗漏到海洋能发电装置内的水；

水泵，抽取储水舱内的水到海洋能发电装置外部。

5.根据权利要求4所述的海洋能发电漏水保护装置，其特征在于，漏水保护装置还包括液位传感器，与储水舱对应设置以检测储水舱内的水位，当液位传感器检测储水舱内的水位达到预设值时，水泵运行以抽取储水舱内的水到海洋能发电装置外部。

6.根据权利要求4或5所述的海洋能发电装置，其特征在于，所述发电机是位于所述密封舱内。

7.根据权利要求4或5所述的海洋能发电装置，其特征在于，所述发电机是位于水面以上。

8.根据权利要求4或5所述的海洋能发电装置，其特征在于，所述海洋能发电装置还包括变角传动机构，连接所述水平轴水轮机和发电机，将水平轴水轮机产生的动能传递给发电机。

9.根据权利要求4或5所述的海洋能发电装置，其特征在于，所述海洋能发电装置还包括至少一根外轴，与所述密封舱连通，所述外轴转动时带动所述水平轴水轮机改变朝向。

10.根据权利要求9所述的海洋能发电装置，其特征在于，所述海洋能发电装置还包括电机，连接所述外轴以驱动所述外轴转动。

11.根据权利要求9所述的海洋能发电装置，其特征在于，所述海洋能发电装置还包括增压管，与外轴内连通以增加外轴和密封舱内的压强，使外轴和密封舱内的气压大于外部海水的压强。

12.根据权利要求4或5所述的海洋能发电装置，其特征在于，所述水平轴水轮机和漏水保护装置的数量均大于或等于二。

13.根据权利要求4所述的海洋能发电装置，其特征在于，所述海洋能发电装置还包括至少一根外轴，所述外轴的一端与所述密封舱连通，所述外轴的另一端位于水面以上。

14.根据权利要求4或5或13所述的海洋能发电装置，其特征在于，所述外轴具有特定的内径宽度用于让维修人员或维修机器通过外轴进入到密封舱内以进行维修。

15.根据权利要求4或5所述的海洋能发电装置，其特征在于，所述海洋能发电装置还包括止水圈，位于所述叶轮转子朝向所述密封舱的一侧。

16.根据权利要求4或5所述的海洋能发电装置，其特征在于，所述海洋能发电装置还包括多个叶片密封圈，所述叶轮转子包括多个叶片和轮毂，每个叶片密封圈设置于每个叶片和轮毂的连接处。