CN204253282U - 一种海风海流逆向双转子发电装置 - Google Patents

一种海风海流逆向双转子发电装置 Download PDF

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任建兴
白路平
李芳芹
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Abstract

本实用新型涉及一种海风海流逆向双转子发电装置，包括由上至下依次连接的风力机、双转子逆向发电机和水轮机，所述的双转子逆向发电机包括箱体和设置在箱体内的内转子和外转子，所述的外转子套设在内转子外，并与水轮机连接，所述的内转子与风力机连接，所述的外转子上安装有永磁体，所述的内转子上缠设有三相绕组线圈，所述的风力机与水轮机的旋转方向相反。与现有技术相比，本实用新型风力机、涡轮机分别带动内转子和外转子逆向转动，很大程度地增加了外转子与内转子相对旋转速度，从而加快了发电机切割磁力线的速度与密度，大大提高了发电效率，具有结构简单、成本低等优点。

Description

一种海风海流逆向双转子发电装置
技术领域
本实用新型涉及利用海洋资源的节能发电领域，尤其是涉及一种海风海流逆向双转子发电装置。
背景技术
海洋作为资源的宝库，是地球上尚未充分开发利用的最大领域，同时又是一个有利于开发环保清洁可再生新能源的地方。由于海洋处于十分重要的地位，因此各国都在加强发展海洋科学技术，这有利于正在开拓中的海洋可再生能源在不久的未来形成具备一定规模的海洋产业。风能与海流能具有洁净、可再生、总量巨大等特点，充分利用海流能和风力发电，已成为人类理想的新能源。
发电机的种类有很多，基本上都是由定子和转子组成，定子固定转子转动切割磁力线发电，但其速度受到限制，在体积一定的情况下，发电机的发电量与转子的旋转速度成正比关系，从而造成机械能转化为电能的效率变低。
目前，国内外对海洋能的开发利用形式各异，但一般都是对单一能源形式的开发利用。如中国专利CN201080895，公开一种双轴逆向双转子微风发电机，利用双风轮分别带动内外双转子相互逆向转动，在微弱风力条件下即可工作。也存在一些对海洋能源的综合利用形式，但一般采用的是最终发电量叠加输出的方式，即传统的多能源联合发电模式。这种利用形式实施比较简单，但由于装置采用了各自独立的发电系统，结构复杂而且可靠性较低。
实用新型内容
本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种海风海流逆向双转子发电装置，能同时利用海风海流进行发电，还可以大幅提高发电效率。
本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种海风海流逆向双转子发电装置，包括由上至下依次连接的风力机、双转子逆向发电机和水轮机，所述的双转子逆向发电机包括箱体和设置在箱体内的内转子和外转子，所述的外转子套设在内转子外，并与水轮机连接，所述的内转子与风力机连接，所述的外转子上安装有永磁体，所述的内转子上缠设有三相绕组线圈，所述的风力机与水轮机的旋转方向相反。
所述的外转子上设有用于设置内转子的卡槽结构。
所述的风力机包括风力机叶片和风力机转轴，所述的风力机叶片通过和第一连接杆与风力机转轴连接，所述的风力机转轴通过设置在箱体上的第一轴承与内转子连接。
所述的水轮机包括水轮机叶片和水轮机转轴，所述的水轮机叶片通过和第二连接杆与水轮机转轴连接，所述的水轮机转轴通过设置在箱体上的第二轴承与外转子连接。
所述的风力机叶片和水轮机叶片均设置为与水平面垂直。
多个所述的发电装置组合形成阵列式发电组。
所述的发电装置固定式或漂浮移动式地设置在水面上。
所述的风力机和水轮机均为立式涡轮机。
与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：
(1)本实用新型由逆向旋转的内外转子切割磁力线发电，内转子由海风吹动风力机带动旋转，外转子由海流流动引起水轮机旋转带动，内外转子反向旋转，增大了切割磁力线的相对速度，大大提高了发电效率。
(2)本实用新型充分利用了海洋资源中的风能和海流能，使内外转子逆向旋转达到增能效应。在体积相同的发电机中，逆向旋转发电机能成倍的提高发电效率，从而解决了小型发电机不能大功率发电的难题。
(3)本实用新型内外转子反向旋转，会产生大小几乎相同的相反力矩，从而在整个装置上的力基本上相互抵消，增强了装置的稳定性。
(4)本实用新型可以单独使用，也可以有多个组合进行阵列式开发，可以是固定式的，也可以是漂浮移动式的，它可以建立在任何有风能、有水流的江河湖海等地。
(5)本实用新型中的风力机和水轮机都是立式涡轮机，不受来流方向限制。
(6)本实用新型风力机叶片转动使发电机内转子旋转，会产生一定的力矩，而水轮机叶片转动使发电机外转子旋转，两者会产生几乎同样大小的力矩，因旋转方向相反，所以力矩方向相反，所以在整个装置上的力基本相互抵消，增强了装置的稳定性。
(7)本实用新型风力机和水轮机的叶片都与水平面垂直，能接收每个方向的水平来风或水流，而且保证了机头的稳定性，延长了机组寿命。
附图说明
图1是本实用新型装置的结构示意图；
图2是本实用新型装置的内部结构剖面示意图：
图3是图1中A-A的剖视结构示意图；
图4是图1中B-B的剖视结构示意图；
图5是图1中C-C的剖视结构示意图。
其中，1.内转子、2.外转子、3.箱体、4.风力机叶片、5.第一连接杆、6.风力机转轴、7.水轮机叶片、8.水轮机转轴、9.第二连接杆、10.第一轴承、11.第二轴承。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。本实施例以本实用新型技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
如图1-图2所示，本实施例提供一种海风海流逆向双转子发电装置，包括由上至下依次连接的风力机、双转子逆向发电机和水轮机，双转子逆向发电机包括箱体3和设置在箱体3内的内转子1和外转子2，如图4所示，外转子2套设在内转子1外，并与水轮机连接，内转子1与风力机连接，外转子2上安装有永磁体，内转子1上缠设有三相绕组线圈，外转子2上设有用于设置内转子1的卡槽结构，内外转子构成了发电机单体，风力机与水轮机的旋转方向相反，带动内外转子逆向旋转切割磁力线发电。发电装置。
风力机包括风力机叶片4和风力机转轴6，风力机叶片4通过和第一连接杆5与风力机转轴6连接，风力机转轴6通过设置在箱体3上的第一轴承10与内转子1连接。水轮机包括水轮机叶片7和水轮机转轴8，水轮机叶片7通过和第二连接杆9与水轮机转轴8连接，水轮机转轴8通过设置在箱体3上的第二轴承11与外转子2连接。风力机叶片4和水轮机叶片7均设置为与水平面垂直，如图3和图5所示。风力机和水轮机均为立式涡轮机。
上述发电装置可固定式或漂浮移动式地设置在水面(包括任何有风能、有水流的江河湖海等地)上，当海风吹来时，会使上面的风力机叶片4带动风力机转轴6旋转，再带动内转子1旋转；海洋中的洋流通过下面的水轮机时，会带动水轮机叶片7旋转，从而带动水轮机转轴8和外转子2的转动，把海风海流的动能转换成风力机和水轮机的机械能，带动内外转子逆向旋转发电，从而把机械能转换成电能。综合开发利用了大自然的风力和水力资源，而且内外转子逆向旋转具有增能效应，即利用逆向旋转的双转子发电机装置所产生的电能大于分别利用风力发电和水力发电所产生的电能之和。在海风和海流的共同作用下，风力机、涡轮机分别带动内转子和外转子逆向转动，这样很大程度地增加了外转子与内转子相对旋转速度，从而加快了发电机切割磁力线的速度与密度，大大提高了发电效率。
实施例2
本实施例中，多个发电装置组合形成阵列式发电组，各发电装置的结构如实施例1所述。
本实用新型可以依附于远洋的石油钻井平台或岛屿周边等，不仅可以为钻井平台和岛屿设施发电，而且还可以为过往军舰渔船提供服务，这样很好的利用了海洋中的风能和海流能。
本实用新型并不仅局限于上述的实施方式，可以是其他能源代替风能或海流来驱动双转子逆向旋转。
综上所述，本实用新型不但可以综合利用海洋中的资源，还可以通过逆向旋转增大切割磁力线的相对速度，从而大大提高发电机的发电效率。

Claims (8)

1.一种海风海流逆向双转子发电装置，其特征在于，包括由上至下依次连接的风力机、双转子逆向发电机和水轮机，所述的双转子逆向发电机包括箱体(3)和设置在箱体(3)内的内转子(1)和外转子(2)，所述的外转子(2)套设在内转子(1)外，并与水轮机连接，所述的内转子(1)与风力机连接，所述的外转子(2)上安装有永磁体，所述的内转子(1)上缠设有三相绕组线圈，所述的风力机与水轮机的旋转方向相反。
2.根据权利要求1所述的一种海风海流逆向双转子发电装置，其特征在于，所述的外转子(2)上设有用于设置内转子(1)的卡槽结构。
3.根据权利要求1所述的一种海风海流逆向双转子发电装置，其特征在于，所述的风力机包括风力机叶片(4)和风力机转轴(6)，所述的风力机叶片(4)通过和第一连接杆(5)与风力机转轴(6)连接，所述的风力机转轴(6)通过设置在箱体(3)上的第一轴承(10)与内转子(1)连接。
4.根据权利要求3所述的一种海风海流逆向双转子发电装置，其特征在于，所述的水轮机包括水轮机叶片(7)和水轮机转轴(8)，所述的水轮机叶片(7)通过和第二连接杆(9)与水轮机转轴(8)连接，所述的水轮机转轴(8)通过设置在箱体(3)上的第二轴承(11)与外转子(2)连接。
5.根据权利要求4所述的一种海风海流逆向双转子发电装置，其特征在于，所述的风力机叶片(4)和水轮机叶片(7)均设置为与水平面垂直。
6.根据权利要求1-5任一所述的一种海风海流逆向双转子发电装置，其特征在于，多个所述的发电装置组合形成阵列式发电组。
7.根据权利要求1-5任一所述的一种海风海流逆向双转子发电装置，其特征在于，所述的发电装置固定式或漂浮移动式地设置在水面上。
8.根据权利要求1-5任一所述的一种海风海流逆向双转子发电装置，其特征在于，所述的风力机和水轮机均为立式涡轮机。
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