CN206129485U - 沉底式海洋能发电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种沉底式海洋能发电机，由全封闭防水玻璃钢外壳、海底钢筋水泥沉箱发电机、动力绕线轴、固定轴、动力缆线、水润滑轴承、由主动齿轮、被动齿轮贴有上万高斯钕铁硼磁片的磁力传动组、发电机被动齿轮、主、被动齿轮转轮中间预埋全封闭薄型隔离套组成，上升漂浮体、缆绳回卷漂浮体、整流稳压板、缆线防滑压板螺栓组成，其特征在于：其海底沉箱上部设有固定的动力绕线轴及支架，用缆绳与漂浮体下部凹型槽中部设置的可旋转钢环相联，轴上缠绕有缆线，一头与上升漂浮体固定，一头与回卷漂浮体连接，轴中间缆绳用防滑压板和螺栓固定，动力绕线轴两头用水润滑轴承与外壳连接。本实用新型设计简洁而实用，结构简单，利用海浪动能和潮汐动能和地球引力的作用力达到发电并网的目的。

Description

沉底式海洋能发电机

技术领域

本实用新型涉及一种利用海浪和潮汐发电的沉底发电机，其特点为所用能源为海洋能是一种可再生，无污染的绿色能源，是一种节能型的环保发电的机电产品。

背景技术

目前，已知的发电设备基本是利用煤、油、太阳能、风能、核能等多种形式的能源来产生电能，但不可再生能源存量有限，而可再生资源的使用往往伴随着高成本、高风险或其它受制约的因素。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种利用海浪和潮汐发电的绿色发电产品。

为实现以上目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种浮桶式海洋能沉底发电机，由全封闭防水外壳组成，内填聚苯乙烯泡沫塑料漂浮桶、发电机、动力绕线轴、绕线轴固定轴承、磁力传动组件、主动齿轮、被动齿轮、缆绳、水润滑轴承、定向轴承、随动齿轮、无接触磁传动隔离密封罩、发电机被动齿轮、缆绳防滑压板、自循环散热器、LED发光二极管警示灯、海底水泥固定密封沉箱以及整流稳压板组成。其特征在于：其由玻璃丝布和环氧树脂制成的玻璃钢外壳底部下部设有凹型槽，在凹型槽内安装有可正反旋转的连接缆绳的钢环，在沉底钢筋水泥密封箱顶部的支架上用水润滑轴承固定的动力绕线轴，一头用缆绳和海底水泥固定沉箱上的动力绕线轴连接，并在轴上缠绕数圈后，缆绳另一头与一由玻璃钢外壳组成的圆锥体漂浮桶连结，中间用压板和螺丝固定，缆绳另一头用缆绳与回卷漂浮体联结。

所述的漂浮体防水外壳的材质选用：玻璃钢、内为封闭中空，安装有发光LED，并用聚苯乙烯泡沫塑料填充剩余空隙。

所述的海底水泥密封箱内装有发电机、磁力传动组，整流稳压板，自循环散热器，并安装有维护时的出入密封盖及上下钢梯。

所述的发电机采用低转速、大功率的永磁或砺磁发电机。

所述的动力绕线轴由45号以上的工具钢或403不锈钢加工制成，其轴为中空厚壁的管壮结构，其中设有固定缆线的铁板和螺栓。

所述的缆线轴固定轴承选用适用于海水中的水润滑轴承。

所述的磁力传动组件的主动齿轮组，其主动转轮6的下部外径及底部全部粘贴有达到一万高斯以上的钕铁硼贴片形成外向强磁场。

所述的磁力传动组件的被动齿轮转轮22的内径壁及顶部全部粘贴有达到一万高斯以上的钕铁硼贴片形成内向强磁场。

所述的磁力传动组件，在主、被动轮组之间，设有一薄壁聚碳材料制作的隔离全封闭罩9直接和水泥箱体浇注联结，保证了机械能在传递中壳体的密封性，同时保证了发电机及壳体内的所有电气设备的绝缘安全，而使机械能在传递中达到最小损耗的目的。

所述的圆锥体漂浮体是按发电机额定纽距所需额定扭力换算成浮力并减去壳体及安装配件自身质量后用玻璃钢和聚苯乙烯泡沫制作的几何体。

所述的海底固定沉箱由高标号水泥和建筑用钢筋制作的中空长方形几何体，在其制作中，其底部和两侧预装有直径14mm以上的螺纹钢成30°～45°角向下展开，形成防滚动支承物，保证其在海底洋流的冲击下不移位或少移位。同时，为了节省成本，沉箱本身制成中空并全部灌装海沙16，以保证其质量大于壳体浮力3-5倍的壳体抗浪能力。

所述的绕线轴固定轴承选用于海水中使用的水润滑轴承17。

所述的动力缆绳21可选用适用于海水中的麻绳、棕绳、尼龙绳等。

所述的沉底式海洋能发电机可以通过装有钢丝的2芯防水电缆串联几个以上，依次串联于海底沉箱之间组成群组。

本实用新型的优点如下：

1、本实用新型发电的能源来自于海浪和潮汐，是国家大力提倡支持的新能源环保项目。

2、本实用新型设计简洁而实用，结构简单，零部件少，滑动部分装有轴承，属于免维修、长寿命、一次性投资、长期受益的产品。

3、本实用新型在海底沉箱上部联结漂浮桶，在海中可根据由海浪造成的海平面高低变化使上部漂浮桶上下移动，浮力拉动绕线轴旋转产生动能。

4、本实用新型在海中由2个以上的海底沉箱发电机串连组成长蛇状的发电机组，克服了单个发电机组的电流电压的间断性，在同组共用电缆的直流电可达到连续平稳的电流电压的目的。

5、本实用新型在封闭的壳体内设有整流稳压板，发出的交流电经整流稳压后成高压直流电，由海底电缆输送到岸上的并网逆变器并入电网，由于采用了高压直流输入，达到了电阻小，损耗低的目的。

6、本实用新型的动力绕线轴中间缠绕数圈的缆绳，一头与海底沉箱连结，一头与海面圆锥形漂浮体连结，当海浪或潮汐使海平面发生变化时，在圆锥漂浮体浮力和回卷漂浮体的拉动作用下，迫使动力绕线轴正反旋转带动磁力传动齿轮旋转，驱动发电机工作达到发电目的。

7、本实用新型在动力绕线轴的中间位置设有一固定缆绳的镙丝压板，使缆绳在海水运动中无法打滑，增强了动力，加大了反复旋转的动能，发电效果更佳。

8、本实用新型的圆锥壳体，采用防水材料设计，可分为上下合体或封盖式的全封闭的圆锥状组成，材料可选范围广，结构简单，制造安装方便快捷。

9、本实用新型的动力传动采用了磁力传动，实现了可封闭性好，力的损耗小，传动力大，解决了海底沉箱内对发电机的全封闭绝缘问题。

附图说明

附图为本实用新型结构的主视图

具体实施方式

如附图所示：漂浮主体外部为全封闭防水外壳组成漂浮体1，下部与海底沉箱24用固定缆绳21相联，缆绳21在动力绕线轴3中间用压板和螺丝8固定，一头通过动力绕缆轴3，使其和海面圆锥漂浮体1稳固连结，当海浪来到漂浮壳体1底部时，在漂浮壳体1的浮力下，漂浮体1上升，动力绕缆轴3上固定的缆绳21拉动动力绕线轴3正向顺时针旋转，带动动力轴主动齿轮5转动，将力传动给被动齿轮6组成的磁传动组件，使发电机10顺时针旋转产生电流电压，当动力绕线轴3正向顺时针旋转时，同时将和缆绳21联结的回卷缆绳23和回卷漂浮体2向下拉回，在漂浮壳体1进入浪底时，缆绳21在壳体1下降时松动，回卷缆绳23在回卷漂浮体2向上拉动作用下使动力绕线轴3反向逆时针旋转，在动力绕缆轴3反向逆时针旋转，已松动的缆绳21收回缠紧，以备下次海浪来时继续循环作功，使发电机10工作发电，经整流稳压板19整流稳压后以高压直流电的态势经海底密封沉箱24连接的海底电缆输入到岸上的并网逆变器，逆变成380V～400V交流电进入电网。

本实用新型的电流电压是这样实现的：用轴承17固定在海底全封闭防水水泥沉箱支架4上的动力绕线轴3在缠绕在轴中的缆绳21和回卷缆绳23在回卷漂浮体2的上下反复拉动中正反向旋转，在动力绕线轴3正反向转动时，在安装在主动齿轮5中的单向轴承18的作用下，使主动齿轮5在逆时针旋转时只滑动而不作功，保证了发电机10始终顺时针转动的工作状态，产生平稳的交变电流，经整流稳压板19整流后形成以高压直流电的方式输出。

本实用新型连续平稳电流电压是这样实现的：由于采用了海底沉箱串联组合方式，使海浪在多个浮桶式漂浮圆椎体1下经过时，使多台动力绕线轴3分时工作，驱动发电机10工作产生电流电压，整流后在同一条输出线上汇集达到不间断、连续、平稳的高压直流电流电压的目的。

本实用新型在低海浪状态下也能正常发电是这样实现的：由于在全封闭防水水泥沉底箱顶部支架4的动力绕线轴3两头装有固定轴承17，减小了摩擦阻力，增强了滑动，使动力绕线轴3在经固定板8固定后缠绕的缆绳21和23随着海平面的波动上下拉动使动力绕线轴3正反向旋转，由主动大齿轮5和被动齿轮6形成1∶4的转速比使发电机高速旋转发电。而无风三尺浪的大海永不会平息，在浪高50CM以上和每天潮涨潮落时都可满足本实用新型发电机的全负荷发电效果。

本实用新型在设计中考虑到大海的恶劣环境，其漂浮主体全部由防水外壳玻璃钢和聚苯乙烯塑料泡沫全封闭制成，即便在高海浪中整体被波浪淹没也不影响其上浮功能。只要做到海底沉箱的固定牢固，即可在狂风巨浪中正常工作。同时，由于海底电缆装有钢丝绳的电缆在多个缆锚的固定下而不移位达到正常输电的目的。

本实用新型在设计中考虑到壳体内发电机运行中的发热问题，特设计了用直径14的紫铜管在发电机外壳上缠绕数圈吸热，利用热水轻自动上升的原理，将热能排出壳体，达到用海水自动循环进行的自循环散热器11。

本实用新型在海中工作时在漂浮体1顶端安装了LED发光二极管警示灯，便于晚上海上行船识别警示，可避免发生不必要的损失，也可警示工作人员随时了解发电机的工作现状。

如附图所示，由装有钢丝的两芯防水电缆串联成组的沉底式海洋能发电机在海底沉箱24和45度防滚动支脚15的固定下，在大海永不停息的波浪中漂浮圆锥体1随波变换高低位置，而安装在其底部的缆绳21联结沉箱24顶部的动力绕线轴3和回卷漂浮体2及缆绳23共同作用下，正反旋转的主动齿轮5带动下，被动齿轮6通过磁传动组使发电机10产生交变电流和电压。经安装在海底密封沉箱中的整流稳压板19整流成高压直流电流，通过附在多头海底锚链上的海底电缆输入到岸上的并网逆变器逆变成380V～400V交流电并入国家电网。

Claims (9)

1.一种沉底式海洋能发电机，由全封闭防水漂浮外壳和内填聚苯乙烯塑料泡沫的圆锥上升漂浮桶及回卷漂浮体、发电机、动力绕线轴及固定轴承、动力缆绳、水润滑轴承、磁力传动组中的大主动齿轮、小被动齿轮均粘贴有钕铁硼上万高斯的强磁体贴片、海底钢筋水泥全封闭沉箱、发电机被动齿轮、自循环散热器、整流稳压板共同组成，其特征在于：圆椎体漂浮桶外壳底部设有顺流迎浪凹槽，凹槽中部设置有联结缆绳的可旋转钢环，通过缆绳和海底沉箱上的动力绕线轴连接固定，动力绕线轴两头设有轴承，动力绕线轴中间有固定缆线防打滑的固定螺栓及压板，缆线一头固定在可上下运动的漂浮圆椎体上，根据枯潮时海底至海平面的高度+已知潮差线+最高5m的浪高长度的缆线在轴上缠绕后，另一头与同样长度的回卷漂浮体连接，动力绕线轴经过磁传动齿轮组和发电机连接，并通过动力缆线轴的固定轴承及轴承座与沉箱固定。

2.根据权利要求1所述的沉底式海洋能发电机，其特征在于；所述的上升漂浮体防水外壳的材质选自玻璃钢的一种，其中空部全部填充聚苯乙烯塑料泡沫。

3.根据权利要求1所述的沉底式海洋能发电机，其特征在于：所述的动力绕线轴由45号以上的工具钢或403不锈钢加工制作，其轴中间设有固定缆线的固定板和螺栓，其轴两头设有轴承和轴承座。

4.根据权利要求1所述的沉底式海洋能发电机，其特征在于：所述的缆线回卷功能的漂浮体是由玻璃钢制作的中空几何体，中空部可充填聚苯乙烯泡沫，海底沉箱由钢筋水泥制成中空几何体，中空部充填海沙使其总质量为漂浮体的3-5倍作为沉底锚使用，并在其底部和两侧预装有直径14mm以上的螺纹钢成30°～45°角向下展开，防止海底洋流的冲击，达到其不移位的目的；海底沉箱中空部密封箱内装有磁力传动组总成，传动组总成内主动齿轮外径上粘贴有强磁体贴片，对外成强磁场，被动齿轮转轮内径贴有强磁体贴片，对内成强磁场，便于力的传动，减少传动损耗，便于发电机的全封闭和绝缘，在沉底箱内设有紫铜管组成的自循环散热器，保证了各电器的正常工作温度。

5.根据权利要求1所述的沉底式海洋能发电机，其特征在于：所述的动力绕线轴中缠绕的缆线长度＝落潮后的海平面与海底的高度+涨潮后的高度+海浪高度。

6.根据权利要求1所述的沉底式海洋能发电机，其特征在于：所述的整流稳压板由桥式整流集成块和稳压三极管线路组成，并配有和海底电缆连接。

7.根据权利要求1所述的沉底式海洋能发电机，其特征在于：所述的发电机是低转速大功率永磁或砺磁发电机组成，用LED发光二级管防海水材料封闭式安装在浮桶的顶部，作为夜晚的警示灯，防止和提醒来往行船注意，达到保护设备的安全目的；同时，工作人员也可根据警示灯的亮度和颜色观察发电的大小和工作状态。

8.根据权利要求1所述的沉底式海洋能发电机，其特征在于：所述磁力传动组中的主、被动齿轮全部安装有轴承，并在主、被动齿轮转轮的相对内外径壁上贴有钕铁硼强磁体贴片。

9.根据权利要求1所述的沉底式海洋能发电机，其特征在于：所述的磁力传动组总成，在其主、被动齿轮贴有磁片S极和N极转轮之间设有聚碳材质的全封闭薄塑料隔离套预埋在沉箱体内，减少了磁涡旋的损耗，保证了沉箱体内所有的电器原件和海水的隔绝，达到了绝缘的目的。