CN202300818U - 导流型反击式双转子潮流能水轮机 - Google Patents

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李文龙
张鑫
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郑大勇
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Abstract

本实用新型的目的在于提供导流型反击式双转子潮流能水轮机，包括导流罩、外壳、叶轮、增速齿轮箱、发电机，导流罩通过导流罩支架连接外壳，叶轮、增速齿轮箱、发电机安装在外壳里，所述的叶轮包括上游叶轮和下游叶轮，上游叶轮和下游叶轮上安装叶片，所述的增速齿轮箱包括上游增速齿轮箱和下游增速齿轮箱，上游叶轮与上游增速齿轮箱的输入轴相连接，下游叶轮与下游增速齿轮箱的输入轴相连，上游增速齿轮箱的输出轴与发电机外转子相连接，下游增速齿轮箱的输出轴与发电机内转子相连接，发电机内转子置于发电机外转子内部。本实用新型能量利用率高，不仅能对来流的能量充分利用，而且能够有效增加发电机转子的相对转速，从而提高发电量。

Description

导流型反击式双转子潮流能水轮机
技术领域
本实用新型涉及的是一种水力发电设备机械技术领域的水轮机。
背景技术
海洋潮流能是一种情节的可再生能源，开发海洋潮流能对缓解能缓和环境问题具有重要的意义。潮流能发电技术是隶属于水力发电技术的一部分，它是利用海水的周期性涨落，所产生的流体势能带动发电设备进行运转，从而产生电能，炒楼能水轮机作为潮流能的一种获取装置，其形成与发展的历史还比较短暂，主要开启与上世纪末，由一些欧美国家进行研制，其基本结构主要从风机结构演变而来，被称为“水下风车”。
传统的潮流能水轮机一般是单转子的，即整体水轮机只有一个叶轮部件。由于潮流能水轮机的工作环境是在海平面以下，是靠水流流过叶轮所产生的扭矩进行工作的，所以基本不存在水力势能的做功情况，属于零水头工作；加之海水的流速较慢，因此，这种水轮机输出功率并不高；并且水流流过叶轮之后，会产生很强的湍动能，这种能量会对下游环境产生很大破坏，从而影响生态系统的稳定性。
可以通过在下游增加一个叶轮，通过合理改变叶片的翼型，使其反向旋转，从而抵消掉一部分上游叶轮所产生的湍动能。当前，很多西方国家就成功利用带有两个叶轮的风机，成功解决了风力场内风机尾流的相互干扰问题。但受这种风机结构重量的限制，它的装机容量一般都很小，很难形成大规模的风力发电站。
我国的潮流能资源丰富，全国共130个水道，在舟山群岛各岛之间的水道是我国潮流最大的海域，如西后门水道，册子水道，金塘水道、秀山水道、龟山水道等，潮流速度可达4.0m/s；自江苏斗龙港向南，经长江口、浙江、福建沿海潮流也有1.5-3.0m/s；渤海海峡北侧老铁山水道达3.0m/s；琼州海峡2.0-2.5m/s；渤海沿岸的斋堂岛水道2.0m/s。然而，我国潮流能开发技术起步较晚，目前还不能形成产业化经营。因此，积极研制潮流能水轮机设备，开发潮流能资源，对解决我国目前能源紧缺，不可再生资源开发过量等问题，具有重大的意义。同时，这也是一件功在当代利在千秋的重要举措。
发明内容
本实用新型的目的在于提供可以解决水轮机发电量小、容易损坏、工作不稳定等问题的导流型反击式双转子潮流能水轮机。
本实用新型的目的是这样实现的：
本实用新型导流型反击式双转子潮流能水轮机，其特征是：包括导流罩、外壳、叶轮、增速齿轮箱、发电机，导流罩通过导流罩支架连接外壳，叶轮、增速齿轮箱、发电机安装在外壳里，所述的叶轮包括上游叶轮和下游叶轮，上游叶轮和下游叶轮上安装叶片，所述的增速齿轮箱包括上游增速齿轮箱和下游增速齿轮箱，上游叶轮与上游增速齿轮箱的输入轴相连接，下游叶轮与下游增速齿轮箱的输入轴相连，上游增速齿轮箱的输出轴与发电机外转子相连接，下游增速齿轮箱的输出轴与发电机内转子相连接，发电机内转子置于发电机外转子内部。
本实用新型还可以包括：
1、还包括刹车装置，所述的刹车装置包括制动盘和制动片，制动盘与增速齿轮箱相连。
2、所述的上游叶轮与下游叶轮的中心在同一条轴线上，且上游叶轮与下游叶轮成逆向旋转。
3、所述的导流罩的形状一端为渐缩形、另一端为渐放形。
4、所述的叶轮的外侧安装导流帽，安装叶轮上的叶片分别为三片，叶片按周向均匀分布。
本实用新型的优势在于：本实用新型能量利用率高，导流罩能增加来流的流速，从而提高来流的动能，它配有上、下游两个叶轮，不仅能对来流的能量充分利用，而且，由于两个叶轮转向相反，能够有效增加发电机转子的相对转速，从而提高发电量。同时，其内部安装的增速齿轮箱能有效的提高叶轮的输入转速，从而增加发电机转子的旋转速度。另外，上游叶轮产生的湍流由下游叶轮抵消掉，这样不仅会降低对环境产生的损害，而且还有利于发电机组稳定的工作。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为本实用新型的图1中的A的放大图；
图3为本实用新型的导流罩的剖面图。
具体实施方式
下面结合附图举例对本实用新型做更详细地描述：
结合图1～3，如图1所示本实用新型导流型双转子潮流能发电水轮机，它包括安装在外围的导流罩1、导流帽2、上游叶轮3、上游增速齿轮箱4、发电机外转子5、发电机内转子6、下游增速齿轮箱7、刹车装置8及下游叶轮9构成。导流罩1通过导流罩支架1a与水轮机的外壳体相连接，上游叶轮3的轮毂通过键与上游增速齿轮箱4的输入轴相连接，下游叶轮9通过键与下游增速齿轮箱7的输入轴相连，上游叶轮3与下游叶轮9的中心在同一条轴线上，两个叶轮成逆向旋转，上游增速齿轮箱4的输出轴与发电机外转子5通过联轴器相连接，下游增速齿轮箱7的输出轴通过联轴器与发电机内转子6相连接。发电机内转子6置于发电机外转子5内部。
所述上游增速齿轮箱4的输出端与发电机外转子5通过联轴器连接，所述下游增速齿轮箱7的输出端与发电机内转子6通过联轴器相连接，发电机的外转子5及内转子6均采用轴承支撑，两转子在同一轴线上相对旋转切割磁力线，从而产生电能。
刹车装置8的制动盘8a在箱体端盖与增速齿轮箱之间，制动盘8a通过键连接方式，与增速齿轮箱的输入轴相连接，当发生台风或其它极端恶劣的自然现象，引起叶轮的转速发生波动时，为防止水轮机的电控系统发生破坏，刹车装置制动片7b将自动启动，将制动盘抱死。
叶轮采用周向均匀布置三个叶片3a，每个叶片3a的根部与叶轮轮毂通过胀紧套2a相连接。水轮机的壳体通过导流罩支架1a固定在导流罩1的中心，壳体与导流罩支架1a之间通过螺栓相连接。为保证水流能顺利流过，导流罩支架1a的截面也是流线型的。
本实用新型的目的是为解决潮流能水轮机在低水头的复杂海洋环境中，由于水动力不足及台风等复杂天气情况影响，造成了水轮机发电量小、容易损坏、工作不稳定等问题，而发明的一种新型潮流能发电设备。它的外部安装有导流罩1设备，由于其截面造型的特殊性，它能够增强来流的流速，从而增强来流的水动力性能。它的内部放置两台增速器及一台双转子发电机，两台增速器的输入端分别与上下游叶轮相连接，输出端分别与双转子发电机的内、外转子相连，且上、下游叶轮旋转的方向相反，即上游叶轮3如果顺时针旋转，下游叶轮9则逆时针旋转。双转子发电机的内、外转子同轴逆向旋转，切割磁力线产生电能，内、外转子均采用轴承支撑。这样发电机的相对转速提高了2倍，发电量也会相应提高。同时，为防止由于水流不稳定，造成发电设备的损坏，它的内部安装了制动装置8，可以有效的阻止叶轮的旋转，从而保护发电设备。

Claims (9)

1.导流型反击式双转子潮流能水轮机，其特征是：包括导流罩、外壳、叶轮、增速齿轮箱、发电机，导流罩通过导流罩支架连接外壳，叶轮、增速齿轮箱、发电机安装在外壳里，所述的叶轮包括上游叶轮和下游叶轮，上游叶轮和下游叶轮上安装叶片，所述的增速齿轮箱包括上游增速齿轮箱和下游增速齿轮箱，上游叶轮与上游增速齿轮箱的输入轴相连接，下游叶轮与下游增速齿轮箱的输入轴相连，上游增速齿轮箱的输出轴与发电机外转子相连接，下游增速齿轮箱的输出轴与发电机内转子相连接，发电机内转子置于发电机外转子内部。
2.根据权利要求1所述的导流型反击式双转子潮流能水轮机，其特征是：还包括刹车装置，所述的刹车装置包括制动盘和制动片，制动盘与增速齿轮箱相连。
3.根据权利要求1或2所述的导流型反击式双转子潮流能水轮机，其特征是：所述的上游叶轮与下游叶轮的中心在同一条轴线上，且上游叶轮与下游叶轮成逆向旋转。
4.根据权利要求1或2所述的导流型反击式双转子潮流能水轮机，其特征是：所述的导流罩的形状一端为渐缩形、另一端为渐放形。
5.根据权利要求3所述的导流型反击式双转子潮流能水轮机，其特征是：所述的导流罩的形状一端为渐缩形、另一端为渐放形。
6.根据权利要求1或2所述的导流型反击式双转子潮流能水轮机，其特征是：所述的叶轮的外侧安装导流帽，安装叶轮上的叶片分别为三片，叶片按周向均匀分布。
7.根据权利要求3所述的导流型反击式双转子潮流能水轮机，其特征是：所述的叶轮的外侧安装导流帽，安装叶轮上的叶片分别为三片，叶片按周向均匀分布。
8.根据权利要求4所述的导流型反击式双转子潮流能水轮机，其特征是：所述的叶轮的外侧安装导流帽，安装叶轮上的叶片分别为三片，叶片按周向均匀分布。
9.根据权利要求5所述的导流型反击式双转子潮流能水轮机，其特征是：所述的叶轮的外侧安装导流帽，安装叶轮上的叶片分别为三片，叶片按周向均匀分布。
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