CN202100374U - 空心贯流式水平轴直驱式潮流能发电装置 - Google Patents

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Abstract

一种空心贯流式水平轴直驱式潮流能发电装置,属于海洋可再生能源利用技术领域。其特征是涡轮机中心为空心贯流通道,直驱发电机的转子构成了贯流通道壁,转子通过转子支架固定在水平轴上;转子两端的凹槽内安装磁极,产生径向磁通量;定子上布置绕组并引出输出线,转子与定子采用必要的防腐和密封措施;定子固定在定子支架上;定子支架外安装环形整流罩;水平轴通过转动连接安装在定子支架上;定子支架通过支承桁架安装在座底式基础上;涡轮机叶片安装在贯流通道外部。本实用新型的效果和益处是:大直径转子直驱发电机与水平轴涡轮机结合,结构简单,且不产生很大的水流阻力,潮流能发电装置的整体能量转换效率将达到40%以上。

Description

空心贯流式水平轴直驱式潮流能发电装置
技术领域
本实用新型属于海洋可再生能源利用技术领域,涉及一种空心贯流式水平轴直驱式潮流能发电装置。 
背景技术
在各种潮流能发电装置中,水平轴涡轮式装置由于能量转换效率高,易于大型化而得到重视,现有的最接近商业化运行的装置,英国的SeaGen装置也是水平轴涡轮式装置。由于潮流能涡轮机输出轴转速远低于发电机需要的转速,通常需要齿轮传动装置提高转速后再带动发电机。齿轮传动装置结构复杂,加工、装配精度要求高,因而制造成本高;传动装置长期运行时产生的磨损,易导致机械故障,使整个装置的运行可靠性降低;传动装置本身会产生能量的损耗,使整个装置的能量转换效率降低。另外,常规的发电机发电效率约为70%左右,也限制了整个装置的能量利用效率。 
发明内容
本实用新型的目的是把水平轴涡轮机和直驱式发电机结合起来,提供一种高效率、高可靠性、结构简单的潮流能发电装置。 
本实用新型的原理是:把直驱式发电机与水平轴涡轮机整合成一体,形成一种新型的潮流能发电装置;采用径向气隙磁通的永磁直驱发电机,发电机的大直径圆管形转子同时作为水平轴涡轮机的空心贯流通道和叶片的安装支座,转子包含铁轭和磁极,转子轴同时是涡轮机的水平轴,发电机的定子上布置绕组,定子的支承结构同时也是涡轮机水平轴的支承结构,并固定在整个装置的座底式基础上,牢固安放于海底。 
本实用新型所采用的技术方案是: 
一种空心贯流式水平轴直驱式潮流能发电装置,该装置包括水平轴,叶片,发电机转子,磁极,发电机定子,绕组,转子支架,定子支架,整流罩,支承桁架,座底式基础。 
座底式基础安装于海底,通过桁架结构支承定子支架;直驱发电机环带形定子固定在定子支架上;涡轮机的水平轴通过轴承安装在定子支架的轮毂上,通过径向连杆支承大直径圆管形的发电机转子,转子同时形成了涡轮机中心贯流通道的管壁;转子前端和后端各有一个轴向开口的凹槽,凹槽侧壁由转子铁轭构成,凹槽内相对的径向内壁上沿圆周均布成对磁极,条形磁极平行于转子轴线,产生沿径向的磁通量;环带形定子伸入转子凹槽内,定子上布置绕组,绕组外设防腐涂层,并引出输出线,转子凹槽口与定子交界处采用机械密封措施;涡轮机叶片安装在转子的外部;空心贯流通道内除了涡轮机水平轴外,只有若干小截面连杆,减少了直驱发电机在垂直于来流方向的投影面积,从而减小了水流作用在直驱发电机上的阻力,水平轴轮毂和连杆产生的尾流也被限制在贯流通道内,对通道外的叶片没有不利影响。 
本实用新型的效果和益处是:采用大直径转子的直驱式发电机,发电效率高,结构简单可靠,且不产生很大的水流阻力,整合了水平轴涡轮机和直驱发电机的潮流能发电装置的整体能量转换效率将达到40%以上。 
附图说明
图1是空心贯流水平轴直驱式潮流能发电装置立体视图。 
图2是发电机的结构示意图和立体视图。 
图3是转子的结构示意图。 
图4是支承桁架和座底式基础的立体视图。 
图中:1水平轴,2叶片,3发电机转子,4磁极,5发电机定子,6绕组,7转子支架,8定子支架,9整流罩,10支承桁架,11座底式基础。 
具体实施方式
以下结合技术方案和附图详细叙述本实用新型的具体实施方式。 
涡轮机的水平轴1也是直驱发电机转子3的传动轴;大直径圆管形发电机转子3构成了涡轮机中心的贯流通道,通过转子支架7固定在水平轴1上;叶片2安装在发电机转子3外壁上;发电机转子3前端和后端各有一个轴向凹槽,凹槽沿径向相对的内壁上的安装磁极4,磁极4平行于转子轴线,并沿圆周均布,相邻磁极极性相反,相对壁面上的磁极位置对应,极性相反,产生沿径向的磁场;直驱发电机定子5伸入转子凹槽内,发电机定子5上布置绕组6并引出输出线,绕组6外设防腐涂层,转子3凹槽口与定子5交界处采用机械密封措施;发电机定子5固定在定子支架8上;定子支架8外安装环形整流罩9;水平轴1通过转动连接安装在定子支架8上;定子支架8通过支承桁架10安装在座底式基础11上。 

Claims (1)

1.一种空心贯流式水平轴直驱式潮流能发电装置,由水平轴(1),叶片(2),发电机转子(3),磁极(4),发电机定子(5),绕组(6),转子支架(7),定子支架(8),整流罩(9),支承桁架(10),座底式基础(11)组成,其特征是:涡轮机的水平轴(1)也是直驱发电机转子(3)的传动轴;大直径圆管形发电机转子(3)构成了涡轮机中心的贯流通道,通过转子支架(7)固定在水平轴(1)上;叶片(2)安装在发电机转子(3)外壁上;发电机转子(3)前端和后端各有一个轴向凹槽,凹槽沿径向相对的内壁上安装磁极(4),磁极平行于转子轴线,并沿圆周均布,相邻磁极极性相反,相对壁面上的磁极位置对应,极性相反,产生沿径向的磁场;发电机定子(5)伸入转子(3)凹槽内,定子(5)上布置绕组(6)并引出输出线,绕组(6)外设防腐涂层,发电机转子(3)凹槽口与发电机定子(5)交界处采用机械密封措施;发电机定子(5)固定在定子支架(8)上;定子支架(8)外安装环形整流罩(9);水平轴(1)通过转动连接安装在定子支架(8)上;定子支架(8)通过支承桁架(10)安装在座底式基础(11)上。 
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104141585A (zh) * 2014-07-15 2014-11-12 杭州江河水电科技有限公司 一种开敞式深海直驱潮流发电机
CN104295434A (zh) * 2014-09-17 2015-01-21 浙江大学 利用海浪发电的装置
CN108590944A (zh) * 2018-07-04 2018-09-28 大连理工大学 一种大型无轴立式潮流能装置

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