CN1280539C - 海床基自适应海流发电装置 - Google Patents
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Abstract
海床基自适应海流发电装置，属于发电机技术领域，是由发电机外罩、发电机转子和发电机定子所组成，所述的发电机外罩为锥形，在锥形外罩最下部是盘式发电机的定子及绕组，安放在厚圆盘底座上，厚圆盘底座与锥形投放底座相连；在锥形外罩内通过上磁推力轴承和下磁推力轴承固定有发电机转子，发电机转子轴通过挠性驱动轴与环形浮力转子相连，所述的发电机转子为永磁体，在其边缘有多对爪状磁极；在锥形外罩的上部由防沙密封圈密封发电机转子轴；所述的环形浮力转子中部为泡沫浮力填充体转毂，在转毂上有多个叶片，在转毂前端安装有防拖网破坏的齿形切刀；本发明具有自动顺应海流以最大限度获取海流动能发电、具有抗渔网，性能稳定、适应恶劣海域的积极效果。
Description
技术领域
本发明属于发电机技术领域，具体涉及一种利用锥形底座自己调整位置在海底利用海流发电的发电机，国际专利分类号：F03B 13/00。
背景技术
目前，海洋开发是一项非常有前景的事业，随着海洋监测工作的全面展开，海洋立体实时检测系统中以水下海床基平台为基础的监测工作越来越受到重视。这是因为海床基仪器系统具有长时间、全天候连续获取数据的特点，是当前任何其它海洋监测方式无法相比的，特别是在海洋进一步开发利用所涉及的海底工程、相关污染沉积过程及迁移规律、海流综合数据以及海洋生物资源分布和某些国防方面的应用都具有重要意义。由于海床基平台的布放和回收耗资巨大，实现长时间观测系统正常运行首要解决的就是能源补充问题，解决水下仪器能源的补充问题不但尤为突出而且相当紧迫。海床基仪器每次投放和更新供电装置所需作业费用极大，少则几万元，多则十几万元；在回收和重新投放过程中，因天气原因也加大了产生意外破坏的可能性和投放难度，利用海底供电缆输电只适应于距电网较发达的近海，而且由于水道浅、环境恶劣，特别容易受到破坏；从海面获取电能也会面临风浪破坏、线路损耗、可靠性低、难以隐蔽等无法解决的问题的困扰。因此从海床基仪器设备的工作环境看，只能着眼于从海底获取海洋能量将之转化成电能。
发明内容
本发明的目的是提供一种在海底能够依靠发电机锥形底座具有自适应调节能力，利用海流发电的发电机。
本发明的技术方案是：发电机由发电机外罩、发电机转子和发电机定子所组成，所述的发电机外罩为锥形，在锥形外罩最下部是盘式发电机的定子及绕组，安放在厚圆盘底座上，底座上开有通气孔和滤网；厚圆盘底座与锥形投放底座相连；在锥形外罩内通过上磁推力轴承和下磁推力轴承固定有发电机转子，发电机转子轴通过挠性驱动轴与环形浮力转子相连，在两上、下磁推力轴承的外侧各安装有石墨轴承；所述的发电机转子为永磁体，在其边缘有多对爪状磁极；在锥形外罩的上部由防沙密封圈密封发电机转子轴；在发电机厚圆盘底座外侧安装有电控释放吊环；在锥形外罩的外部安装有整流及稳压模块和防缠绕输出电缆；所述的环形浮力转子中部为泡沫浮力填充体转毂，在转毂上有多个叶片，在转毂前端安装有防拖网破坏的齿形切刀。
本发明的积极效果是：由于转子中间的锥状浮力体在水中有足够的浮力，能够自动顺流倒向一边并尽量使转子旋转平面对向海流以最大限度获取海流动能发电；三个齿形刀片在遇到拖网破坏时可切断拖网网绳，后掠形转子也具有抗渔网作用；带有弹性和高强度外皮的输电缆螺旋状，保证输电电缆的可靠性，故本发明具有抗渔网、性能稳定、适应恶劣海域安全、可靠工作的积极效果。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明的发电机由发电机外罩7、发电机转子11和发电机定子12所组成，所述的发电机外罩7为锥形，在锥形外罩下部是盘式发电机的定子12及绕组，安放在厚圆盘底座14上，底座14上开有通气孔15和滤网，其作用是均衡发电机内、外压强；厚圆盘底座14与重量较大的锥形投放底座18相连；在锥形外罩7内通过上磁推力轴承6和下磁推力轴承13固定有发电机转子11，发电机转子轴10通过挠性驱动轴3与环形浮力转子1相连，在两个上、下磁推力轴承的外侧各安装有石墨轴承5、5′；所述的发电机转子11为永磁体，在其边缘有54对爪状磁极；在锥形外罩7的上部由防沙密封圈4密封发电机转子轴10，转子浮力体产生的浮力用以减轻下磁推轴承13的负荷；在发电机厚圆盘底座14外侧安装有3个电控释放吊环16；在锥形外罩7的外部安装有整流及稳压模块9和输出电缆17，输出电缆17为带有弹性和高强度外皮的输电缆螺旋状引出；所述的环形浮力转子1中部为泡沫浮力填充体转毂19，在转毂上有8个叶片，其形状为后掠形；在转毂19前端安装有3个防拖网破坏的齿形切刀2，锥形投放底座18由钢筋水泥制作。
发电机转子叶片在水流冲击下旋转并通过挠性驱动轴驱动发电机转子转动发电。由于转子中间的锥状浮力体在水中有足够的浮力，在无较大海流冲击时转子在浮力的作用下几乎是倒立垂直的，一旦有较大海流冲击时转子就自动顺流倒向一边并尽量使转子旋转平面对向海流以最大限度获取海流动能。大直径盘式发电机产生的电能经整流稳压模块处理后变成稳定的直流电对水下仪器的蓄电池充电。
后掠形转子叶片和其前部的三个齿形刀片2在遇到拖网破坏时可切断拖网网绳，后掠形转子也具有抗渔网作用；防沙密封圈4用于防止水中的细沙进入发电机内；上磁推力轴承6的作用是在转子1遇到海流涌动冲击时发电机转子11在挠性驱动轴3拉动下不致与发电机外壳7产生接触；发电机永磁体转子11的泡沫填充浮力体8内同时填加防止海洋生物附着的有机锡缓释药剂，在发电机内缓慢释放以防止海洋生物生长。发电机转子11下部的磁推力轴承13和转子浮力体共同支撑发电机转子11，使发电机转子11下部在垂直方向上不产生接触摩擦，以确保最小的能量损失。上下两套石墨轴承组5、5′不但不会被海水腐蚀，还可以用海水作轴的润滑剂；发电机厚圆盘底座14由复合材料制成，有足够的刚性，用以保证大直径发电机定子12不产生变形，同时它又是发电机和重量较大的锥形水泥底座18的连接体；大重量的锥形钢筋水泥底座18在投放时会在几个海流变化周期内利用尖部在海底硬泥层上漫漫逶出一个圆坑并逐渐调整至垂直姿态，具有自适应能力。为了平衡发电机内外压强，防止海底部高压对发电机的破坏，故在发电机底座及挠性驱动轴内均开有带滤网和防海洋生物附着缓释药的均压孔；带有弹性和高强度外皮的输电缆螺旋状引出，把水下发电机发出的电能输出到水下仪器内。
Claims (4)
1、一种海床基自适应海流发电装置，是由发电机外罩(7)、发电机转子(11)和发电机定子(12)所组成，其特征是：所述的发电机外罩(7)为锥形，在锥形外罩(7)最下部是盘式发电机的定子(12)及绕组，安放在厚圆盘底座(14)上，底座(14)上开有通气孔(15)和滤网；厚圆盘底座(14)与锥形投放底座(18)相连；在锥形外罩(7)内通过上磁推力轴承(6)和下磁推力轴承(13)固定有发电机转子(11)，发电机转子轴(10)通过挠性驱动轴(3)与环形浮力转子(1)相连，在两上、下磁推力轴承的外侧各安装有石墨轴承(5、5′)；所述的发电机转子(11)为永磁体，在其边缘有多对爪状磁极；在锥形外罩(7)的上部由防沙密封圈(4)密封发电机转子轴(10)；在发电机厚圆盘底座(14)外侧安装有电控释放吊环(16)；在锥形外罩(7)的外部安装有整流及稳压模块(9)和防缠绕输出电缆(17)；所述的环形浮力转子(1)中部为泡沫浮力填充体转毂(19)，在转毂(19)上有多个叶片，在转毂(19)前端安装有多个防拖网破坏的齿形切刀。
2、根据权利要求1所述的海床基自适应海流发电装置，其特征是：所述的发电机转子(11)的边缘有54对爪状磁极。
3、根据权利要求1所述的海床基自适应海流发电装置，其特征是：所述的环形浮力转子(1)中部的转毂(19)有8个叶片。
4、根据权利要求1所述的海床基自适应海流发电装置，其特征是：在转毂(19)前端安装有3个防拖网破坏的齿形切刀(2)。
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