CN114233553B - 基于对转多翼海流轮机的海洋供电站及应用 - Google Patents

基于对转多翼海流轮机的海洋供电站及应用 Download PDF

Info

Publication number
CN114233553B
CN114233553B CN202111556184.6A CN202111556184A CN114233553B CN 114233553 B CN114233553 B CN 114233553B CN 202111556184 A CN202111556184 A CN 202111556184A CN 114233553 B CN114233553 B CN 114233553B
Authority
CN
China
Prior art keywords
wing
turbine
ocean current
power supply
supply station
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202111556184.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114233553A (zh
Inventor
郭朋华
张大禹
张斌
高意舒
陈云瑞
陈卓
王逸远
杨昌全
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shaanxi Weilan Deep Sea Information Technology Co ltd
Original Assignee
Xian Jiaotong University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xian Jiaotong University filed Critical Xian Jiaotong University
Priority to CN202111556184.6A priority Critical patent/CN114233553B/zh
Publication of CN114233553A publication Critical patent/CN114233553A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114233553B publication Critical patent/CN114233553B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B3/00—Machines or engines of reaction type; Parts or details peculiar thereto
    • F03B3/12—Blades; Blade-carrying rotors
    • F03B3/121—Blades, their form or construction
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B11/00—Parts or details not provided for in, or of interest apart from, the preceding groups, e.g. wear-protection couplings, between turbine and generator
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B17/00—Other machines or engines
    • F03B17/06—Other machines or engines using liquid flow with predominantly kinetic energy conversion, e.g. of swinging-flap type, "run-of-river", "ultra-low head"
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/20—Hydro energy
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/30—Energy from the sea, e.g. using wave energy or salinity gradient

Abstract

基于对转多翼海流轮机的海洋供电站，包括储能供电模块、发电模块、多翼海流轮机和展臂；储能供电模块连接展臂，展臂延伸出若干个支撑臂，每个支撑臂上均设置有发电模块，每个发电模块上均设置有两个相对设置的多翼海流轮机。本发明多翼高实度海流轮机设计，低速海流轮机应用在供电站，磁力耦合轴承的使用从而避免出现动密封的情况，使用双转子发电机，利用相反的角速度增加了切割磁感线的线速度，增加了发电机的发电效率。

Description

基于对转多翼海流轮机的海洋供电站及应用
技术领域
本发明属于海流轮机技术领域，特别涉及基于对转多翼海流轮机的海洋供电站及应用。
背景技术
随着人类对于海洋探索的需求的不断增加，出现了由深海声纳无人潜航器组成的深海观测网，现阶段的深海观测网主要是以陆基供电，船基供电为主的，但是陆基供电面临着高昂的铺设维修费用，同时船基供电也要面临高昂的维护费用。在水下攻防体系中，以陆基供电为主的深海监测网，同样面临着主电网破坏后系统面临瘫痪的风险。
利用深海海流能的水下供电站可以很好的解决这一问题，所以这类充电站有着很广阔的应用前景。
但是深海的流速较低，其流速在0.1m/s-0.5m/s之间，所以此类供电站采用的海流轮机需要解决低速启动问题。根据行业报告显示升力型水平轴海流轮机，并没有办法很好的解决这样的一个问题。
发明内容
本发明的目的在于提供基于对转多翼海流轮机的海洋供电站及应用，以解决上述问题。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
基于对转多翼海流轮机的海洋供电站，包括储能供电模块、发电模块、多翼海流轮机和展臂；储能供电模块连接展臂，展臂延伸出若干个支撑臂，每个支撑臂上均设置有发电模块，每个发电模块上均设置有两个相对设置的多翼海流轮机。
进一步的，多翼海流轮机包括轮机上圆盘、叶片、轮机下圆盘和轮机中心轴；轮机上圆盘和轮机下圆盘上下平行设置，且轮机上圆盘和轮机下圆盘的几何中心通过轮机中心轴连接；若干叶片等弧度设置在轮机上圆盘和轮机下圆盘边缘之间，形成圆柱状结构。
进一步的，叶片包括圆弧状长条形板和边缘柱，边缘柱沿圆弧状长条形板的边缘轴向设置；叶片的边缘柱位于圆柱状结构的内侧。
进一步的，发电模块包括发电机腔体和双转子发电机，双转子发电机设置在发电机腔体内。
进一步的，多翼海流轮机的轮机中心轴通过磁力耦合部件对称连接在双转子发电机两侧。
进一步的，磁力耦合部件包括外转子腔体、主动永磁体、从动永磁体和从动轴；主动永磁体设置在从动永磁体两侧，每个主动永磁体上均设置有从动轴；主动永磁体、从动永磁体和从动轴均设置在外转子腔体内。
进一步的，磁力耦合部件、电机腔体和双转子发电机均包裹在侧腔体内。
进一步的，储能供电模块包括蓄能装置和主腔体；蓄能装置设置在主腔体内，所有双转子发电机均通过电线连接到蓄能装置。
进一步的，主腔体上设置有喇叭型无线充电装置，喇叭型无线充电装置连接蓄能装置；主腔体底部设置有海底支架。
进一步的，基于对转多翼海流轮机的海洋供电站的应用，用于海底发电及海底无线充电。
与现有技术相比，本发明有以下技术效果：
本发明多翼高实度海流轮机设计，低速海流轮机应用在供电站，磁力耦合轴承的使用从而避免出现动密封的情况，使用双转子发电机，利用相反的角速度增加了切割磁感线的线速度，增加了发电机的发电效率。
本发明采用分布式供电系统和无线充电系统，使其组成一个深海充电站，用于给无人航行器充电。本发明的海流轮机由两对对转多翼海流轮机组成，上下海流轮机的主动轴分别和双转子发电机的一端相连，两个相反的圆周运动形成了更大的切割磁感线线速度。而水轮机的主动轴和发电机的连接方式为磁力耦合连接，避免了直接接触所必须采用的动密封。
本发明使用双转子发电机，单位时间内发电效率更高。
本发明发电装置和储能装置连接，进而连接无线充电装置，实现海底发电充电。
附图说明
图1一种基于对转多翼海流轮机的海洋供电站的主视图；
图2一种基于对转多翼海流轮机的海洋供电站的轴测图；
图3一种基于对转多翼海流轮机的海洋供电站的透视主视图；
图4一种基于对转多翼海流轮机的海洋供电站的透视轴测图；
图5多翼海流轮机的零件主视图；
图6圆弧叶片的零件轴测图；
图7磁力耦合部件4的零件主视图。
其中：
多翼海流轮机1，主动轴2，侧腔体3，磁力耦合部件4，发电内腔体5，双转子发电机6，展臂7，电线8，主腔体9，蓄能设备10，喇叭型无线充电装置11，海底支架12，外转子腔体41，主动永磁体42，从动永磁体43，从动轴44，轮机上圆盘11，叶片12，轮机下圆盘13。
具体实施方式
本发明由多翼海流轮机1，主动轴2，侧腔体3，磁力耦合部件4，发电内腔体5，双转子发电机6。展臂7，电线8，主腔体9，蓄能设备10，喇叭型无线充电装置11和海底支架12组成。
基于对转多翼海流轮机的海洋供电站，包括储能供电模块、发电模块、多翼海流轮机1和展臂7；储能供电模块连接展臂7，展臂7延伸出若干个支撑臂，每个支撑臂上均设置有发电模块，每个发电模块上均设置有两个相对设置的多翼海流轮机1。
多翼海流轮机1包括轮机上圆盘11、叶片12、轮机下圆盘13和轮机中心轴2；轮机上圆盘11和轮机下圆盘13上下平行设置，且轮机上圆盘11和轮机下圆盘13的几何中心通过轮机中心轴2连接；若干叶片12等弧度设置在轮机上圆盘11和轮机下圆盘13边缘之间，形成圆柱状结构。
叶片12包括圆弧状长条形板和边缘柱，边缘柱沿圆弧状长条形板的边缘轴向设置；叶片12的边缘柱位于圆柱状结构的内侧。
发电模块包括发电机腔体5和双转子发电机6，双转子发电机6设置在发电机腔体5内。
图1，图2分别为一种基于对转多翼海流轮机的海洋供电站的主视图和轴测图。图3，图4分别为一种基于对转多翼海流轮机的海洋供电站的透视主视图和透视轴测图。多翼海流轮机1与主动轴2连接，主动轴2的一端安装在侧腔体内，且其一端与磁力耦合部件4连接。通过磁力耦合部件4的连接，主动轴2可以传输扭矩到双转子发电机6。双转子发电机6安装在发电内腔体5内。发电内腔体5安装在侧腔体3内。在充电站的一侧有上下两个转向相反的多翼海流轮机1，通过主动轴2，上下两个传递相反的力矩给双转子发电机6，从而形成更大的切割磁感线线速度，增加双转子发电机6的发电效率。
侧腔体3通过展臂7安装在主腔体9的两侧。电线8安装于展臂7和主腔体6内，分别连接着双转子发电机6和蓄能设备10，蓄能设备10和喇叭型无线充电装置11，使得双转子发电机6产生的电能得以储存，并且可以将能源传递到喇叭型无线充电装置11，用以给无人潜航器储能。主腔体9的下部与海底支架12相连接，起到固定的作用。
图5为多翼海流轮机1的零件主视图。如图5所示，多翼海流轮机1由轮机上盘11，圆弧叶片12和轮机下盘13组成，圆弧叶片12均匀的安装在轮机上盘11和轮机下盘13之间。图6为圆弧叶片12的零件轴测图，圆弧叶片的凹面和凸面产生的阻力不同，所以当水流流过多翼海流轮机1时会产生一定的力矩。
图7为磁力耦合部件4的零件主视图。如图7所示，磁力耦合部件4由外转子腔体41，主动永磁体42，从动永磁体43和从动轴44组成。其中通过主动永磁体42和从动永磁体43的不接触磁力耦合实现传动过程，从而减少动密封的部件。从动轴44与双转子发电机6的一端相连接。

Claims (8)

1.基于对转多翼海流轮机的海洋供电站，其特征在于，包括储能供电模块、发电模块、多翼海流轮机(1)和展臂(7)；储能供电模块连接展臂(7)，展臂(7)延伸出若干个支撑臂，每个支撑臂上均设置有发电模块，每个发电模块上均设置有两个相对设置的多翼海流轮机(1)；
多翼海流轮机(1)包括轮机上圆盘(11)、叶片(12)、轮机下圆盘(13)和轮机中心轴(2)；轮机上圆盘(11)和轮机下圆盘(13)上下平行设置，且轮机上圆盘(11)和轮机下圆盘(13)的几何中心通过轮机中心轴(2)连接；若干叶片(12)等弧度设置在轮机上圆盘(11)和轮机下圆盘(13)边缘之间，形成圆柱状结构；
叶片(12)包括圆弧状长条形板和边缘柱，边缘柱沿圆弧状长条形板的边缘轴向设置；叶片(12)的边缘柱位于圆柱状结构的内侧。
2.根据权利要求1所述的基于对转多翼海流轮机的海洋供电站，其特征在于，发电模块包括发电机腔体(5)和双转子发电机(6)，双转子发电机(6)设置在发电机腔体(5)内。
3.根据权利要求2所述的基于对转多翼海流轮机的海洋供电站，其特征在于，多翼海流轮机(1)的轮机中心轴(2)通过磁力耦合部件(4)对称连接在双转子发电机(6)两侧。
4.根据权利要求3所述的基于对转多翼海流轮机的海洋供电站，其特征在于，磁力耦合部件(4)包括外转子腔体(41)、主动永磁体(42)、从动永磁体(43)和从动轴(44)；主动永磁体(42)设置在从动永磁体(43)两侧，每个主动永磁体(42)上均设置有从动轴(44)；主动永磁体(42)、从动永磁体(43)和从动轴(44)均设置在外转子腔体(41)内。
5.根据权利要求3所述的基于对转多翼海流轮机的海洋供电站，其特征在于，磁力耦合部件(4)、电机腔体(5)和双转子发电机(6)均包裹在侧腔体(3)内。
6.根据权利要求2所述的基于对转多翼海流轮机的海洋供电站，其特征在于，储能供电模块包括蓄能装置(10)和主腔体(9)；蓄能装置(10)设置在主腔体(9)内，所有双转子发电机(6)均通过电线(8)连接到蓄能装置(10)。
7.根据权利要求5所述的基于对转多翼海流轮机的海洋供电站，其特征在于，主腔体(9)上设置有喇叭型无线充电装置，喇叭型无线充电装置连接蓄能装置(10)；主腔体(9)底部设置有海底支架。
8.基于对转多翼海流轮机的海洋供电站的应用，其特征在于，基于权利要求1至7任意一项所述的基于对转多翼海流轮机的海洋供电站，用于海底发电及海底无线充电。
CN202111556184.6A 2021-12-17 2021-12-17 基于对转多翼海流轮机的海洋供电站及应用 Active CN114233553B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111556184.6A CN114233553B (zh) 2021-12-17 2021-12-17 基于对转多翼海流轮机的海洋供电站及应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111556184.6A CN114233553B (zh) 2021-12-17 2021-12-17 基于对转多翼海流轮机的海洋供电站及应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114233553A CN114233553A (zh) 2022-03-25
CN114233553B true CN114233553B (zh) 2023-08-29

Family

ID=80758671

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111556184.6A Active CN114233553B (zh) 2021-12-17 2021-12-17 基于对转多翼海流轮机的海洋供电站及应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114233553B (zh)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101907054A (zh) * 2010-07-31 2010-12-08 大连理工大学 双反向折叠式横轴潮流能水轮机
CN101915199A (zh) * 2010-08-11 2010-12-15 大连理工大学 三轮高效伸缩折叠式横轴潮流能发电装置
CN103470434A (zh) * 2013-10-15 2013-12-25 东南大学 一种具有自调节功能的海流发电装置
CN103967688A (zh) * 2014-05-09 2014-08-06 东莞市光能新能源科技有限公司 一种水流发电装置
CN104533692A (zh) * 2014-10-29 2015-04-22 西北工业大学 用于水下航行器的垂直轴海流发电装置
CN104763577A (zh) * 2015-04-20 2015-07-08 三峡大学 一种新型搭载式海洋动能转换与发电装置
CN109737154A (zh) * 2019-02-26 2019-05-10 恒有（苏州）精工机电有限公司 一种永磁激励的磁流变过载安全防护单盘式联轴器
CN109854436A (zh) * 2019-04-18 2019-06-07 中国石油大学(华东) 一种垂直轴潮流能发电装置

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101907054A (zh) * 2010-07-31 2010-12-08 大连理工大学 双反向折叠式横轴潮流能水轮机
CN101915199A (zh) * 2010-08-11 2010-12-15 大连理工大学 三轮高效伸缩折叠式横轴潮流能发电装置
CN103470434A (zh) * 2013-10-15 2013-12-25 东南大学 一种具有自调节功能的海流发电装置
CN103967688A (zh) * 2014-05-09 2014-08-06 东莞市光能新能源科技有限公司 一种水流发电装置
CN104533692A (zh) * 2014-10-29 2015-04-22 西北工业大学 用于水下航行器的垂直轴海流发电装置
CN104763577A (zh) * 2015-04-20 2015-07-08 三峡大学 一种新型搭载式海洋动能转换与发电装置
CN109737154A (zh) * 2019-02-26 2019-05-10 恒有（苏州）精工机电有限公司 一种永磁激励的磁流变过载安全防护单盘式联轴器
CN109854436A (zh) * 2019-04-18 2019-06-07 中国石油大学(华东) 一种垂直轴潮流能发电装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN114233553A (zh) 2022-03-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7279803B1 (en) Ocean current power generator
CN102720626B (zh) 一种浅水区波浪发电装置
CN102650255B (zh) 一种浮箱式海浪发电装置
CN102979662B (zh) 海岸磁悬浮摇摆无定子发电装置
CN105508128A (zh) 一种一体化海洋可再生能源综合发电装置
CN103016236B (zh) 叶轮缩放式流体动力发电装置
CN103334868B (zh) 磁流体波浪能水下充电平台
CN102384019A (zh) 嵌套式导流罩变桨水平轴潮流发电机组
CN104595099A (zh) 一种一体化潮流能发电装置
CN103644071B (zh) 一种漂浮式潮流能发电装置
CN114233553B (zh) 基于对转多翼海流轮机的海洋供电站及应用
CN213450660U (zh) 船舶专用涵道式水流平衡发电机
CN104141585A (zh) 一种开敞式深海直驱潮流发电机
WO2015174727A1 (ko) 횡류터빈을 이용한 부유식 파력발전장치
CN202690313U (zh) 有双向驱动齿轮加速器的海浪发电装置
CN114233554B (zh) 基于对转螺旋叶片海流轮机的海洋供电站及应用
CN216077397U (zh) 一种三维网状消浪发电系统
CN112412686B (zh) 一种结合储能的双端功率可控直驱式波浪发电系统
CN204610132U (zh) 一种基于马格努斯效应的海流能发电装置
CN103266981B (zh) 斜板转筒式波浪能发电装置
CN101761441A (zh) 水流发电装置
CN113217263A (zh) 新型聚能涵道式自变距直驱波浪能发电装置
CN201916107U (zh) 海洋洋流能发电装置
KR20100034806A (ko) 파력 발전 장치 및 이를 이용한 발전 시스템
CN105134454A (zh) 低速垂直轴水流发电机

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20231129

Address after: Room 032, F2002, 20th Floor, Building 4-A, Xixian Financial Port, Fengdong New City Energy Jinmao District, Xixian New District, Xi'an City, Shaanxi Province, 710086

Patentee after: Shaanxi Weilan deep sea Information Technology Co.,Ltd.

Address before: 710049 No. 28 West Xianning Road, Shaanxi, Xi'an

Patentee before: XI'AN JIAOTONG University