CN208441957U - 扩张型潮汐能发电装置 - Google Patents

Abstract

一种扩张型潮汐能发电装置，包括用于导流潮水的导流管，所述导流管内部设有发电机与分居所述发电机两端的成对转轮，所述成对转轮用于驱动所述发电机的转子旋转。本实用新型提供的扩张型潮汐能发电装置可实现高效率与高可靠性的潮汐能发电。

Description

扩张型潮汐能发电装置

技术领域

本实用新型属于新能源技术领域，具体地来说，是一种扩张型潮汐能发电装置。

背景技术

随着人们环保意识的提高，传统的火电污染严重而不利于发展，清洁能源的需要日益增长。清洁能源一般包括核能与可再生能源，可再生能源又包括太阳能、风能、水能、生物质能、波浪能、潮汐能、地热能等多种类型。

为了获取不同类型的清洁能源，需要采用相应的设备。目前，太阳能发电、风电、水电等设备层出不穷。而潮汐能发电的发展仍不充分，发电设备十分有限，其能量转换效率和可靠性尚难满足商业应用的要求，严重制约了潮汐能发电行业的发展。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型提供了一种扩张型潮汐能发电装置，实现高效率与高可靠性的潮汐能发电。

本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：

一种扩张型潮汐能发电装置，包括用于导流潮水的导流管，所述导流管内部设有发电机与分居所述发电机两端的成对转轮，所述成对转轮用于驱动所述发电机的转子旋转。

作为上述技术方案的改进，所述发电机具有用于安装所述转子的转动轴，所述转动轴两端分别与所述成对转轮连接，所述转动轴可旋转地保持于所述导流管上。

作为上述技术方案的进一步改进，所述转子为复数个，并对称地设置于所述转动轴上。

作为上述技术方案的进一步改进，所述发电机包括设置于复数个所述转子之间的定子，所述定子包括定子壳体、定子铁芯与复数个定子绕组，所述定子铁芯设置于所述定子壳体内部，复数个所述定子绕组沿所述转子的旋转圆周分布。

作为上述技术方案的进一步改进，所述定子壳体与所述定子铁芯固定连接后由所述转动轴一并贯穿，所述转动轴可旋转地保持于所述定子铁芯上。

作为上述技术方案的进一步改进，所述定子与所述转子均具有盘式结构，且气隙磁通沿所述转子的轴向布置。

作为上述技术方案的进一步改进，所述转子包括转子支架、转子磁轭与复数个转子磁极，所述转子支架套设于所述转动轴上，所述转子磁轭设置于所述转子支架的外周，复数个所述转子磁极沿所述转子的旋转圆周分布于所述转子磁轭上。

作为上述技术方案的进一步改进，所述成对转轮包括第一转轮与第二转轮，所述转动轴一端与所述第一转轮连接，其另一端与所述第二转轮连接。

作为上述技术方案的进一步改进，所述第一转轮与所述第二转轮由防护罩连接固定。

作为上述技术方案的进一步改进，所述导流管两端具有扩张结构，并通过支管座固定于海床上。

本实用新型的有益效果是：

通过设置导流管、发电机与成对转轮，成对转轮分居发电机两侧，通过由导流管导入的潮水驱动而实现旋转，进而驱动发电机的转子旋转，从而实现高效率与高可靠性的潮汐能发电。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本实用新型实施例1提供的扩张型潮汐能发电装置的剖视结构示意图；

图2是本实用新型实施例1提供的扩张型潮汐能发电装置的轴测结构示意图；

图3是本实用新型实施例1提供的扩张型潮汐能发电装置的第一转轮的轴测结构示意图；

图4是本实用新型实施例1提供的扩张型潮汐能发电装置的发电机的剖视结构示意图；

图5是本实用新型实施例1提供的扩张型潮汐能发电装置的发电机的转动轴的轴测结构示意图；

图6是本实用新型实施例1提供的扩张型潮汐能发电装置的发电机的转子的轴测结构示意图；

图7是本实用新型实施例1提供的扩张型潮汐能发电装置的发电机的定子的轴测结构示意图。

主要元件符号说明：

1000-扩张型潮汐能发电装置，0100-导流管，0110-转轮支架，0200-成对转轮，0210-第一转轮，0211-叶片，0212-转轮轴，0220-第二转轮，0230-联轴器，0300-发电机，0310-转动轴，0311-连接键，0320-转子，0320A-第一转子，0320B-第二转子，0321-转子支架，0322-转子磁轭，0323-转子磁极，0330-定子，0331-定子壳体，0332-定子铁芯，0333-定子绕组，0400-支管座，0500-防护罩。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对扩张型潮汐能发电装置进行更全面的描述。附图中给出了扩张型潮汐能发电装置的优选实施例。但是，扩张型潮汐能发电装置可以通过许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对扩张型潮汐能发电装置的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。相反，当元件被称作“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在扩张型潮汐能发电装置的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

实施例1

请参阅图1，本实施例公开一种扩张型潮汐能发电装置1000，该扩张型潮汐能发电装置1000包括导流管0100、发电机0300与成对转轮0200，用于实现高效率与高可靠性的潮汐能发电。以下对该扩张型潮汐能发电装置1000的主要构造进行具体介绍。

导流管0100用于导流潮水，将潮汐引入扩张型潮汐能发电装置1000中以实现潮汐能发电。可以理解，导流管0100具有管状结构，两端形成开口。示范性地，导流管0100两端具有扩张结构，即其内径于两端开口具有递增关系，以便潮水更轻易地进入，从而保证潮汐能发电的动力来源的充足。

请参阅图2，进一步地，导流管0100通过支管座0400固定于海床上。示范性地，支管座0400数量为2，分支于导流管0100两侧并与海床固定连接，从而保证固定结构的稳定性与可靠性。

请结合参阅图4～7，导流管0100内部设有发电机0300与分居发电机0300两端的成对转轮0200，成对转轮0200用于驱动发电机0300的转子0320旋转。应当理解，发电机0300与成对转轮0200所处位置为导流管0100的直管段，保证潮水的流动稳定均匀。

成对转轮0200在快速流动的潮水驱动下快速旋转，并驱动发电机0300的转子0320旋转。转子0320旋转切割磁场而产生感应电流，实现潮汐能发电。示范性地，成对转轮0200的组成转轮对称地分布于发电机0300的两端。请参阅图3，进一步地，任一组成转轮由多个叶片0211(例如是6个)绕转轮轴0212组合而成。示范性地，导流管0100内部设有转轮支架0110，用于承载安装成对转轮0200。

成对转轮0200的数量根据实际需要而定，示范性地，成对转轮0200的数量为一。示范性地，成对转轮0200包括第一转轮0210与第二转轮0220，第一转轮0210与第二转轮0220由发电机0300实现连接。

换言之，第一转轮0210与第二转轮0220共同驱动发电机0300旋转发电。特别地，当第一转轮0210与第二转轮0220中的一者发生故障时，另一者仍可正常旋转工作，使发电机0300始终具有潮汐发电功能，从而保证扩张型潮汐能发电装置1000的可靠性。

示范性地，发电机0300具有用于安装转子0320的转动轴0310，转动轴0310两端分别与成对转轮0200连接，转动轴0310可旋转地保持于导流管0100上。例如，转动轴0310一端连接第一转轮0210，另一端连接第二转轮0220。

换言之，转动轴0310由成对转轮0200共同驱动，保证较佳的转动效率。受驱动时，转动轴0310转动并带动转子0320旋转，并与导流管0100具有运动。

示范性地，转动轴0310与第一转轮0210、第二转轮0220分别通过联轴器0230实现连接。其中，联轴器0230是指联接两轴或轴与回转件，在传递运动和动力过程中一同回转，在正常情况下不脱开的一种装置，从而保证三者的共同转动。进一步地，转动轴0310两端设有连接键0311，用于与联轴器0230实现连接。

示范性地，转子0320为复数个，并对称地设置于转动轴0310上。例如，转子0320成对设置，其数量为偶数个(至简时为2，即第一转子0320A与第二转子0320B)。第一转子0320A与第二转子0320B均套设于转动轴0310上，具有共轴转动关系。

应当理解，第一转子0320A与第二转子0320B均由转动轴0310驱动旋转。由于第一转子0320A与第二转子0320B可同步旋转发电，扩张型潮汐能发电装置1000的发电效率得以有效保证。特别地，当第一转子0320A与第二转子0320B中一者发生故障时，另一者仍可正常工作，从而保证扩张型潮汐能发电装置1000的可靠性。

示范性地，转子0320包括转子支架0321、转子磁轭0322与复数个转子磁极0323。其中，转子支架0321套设于转动轴0310上，可随转动轴0310一并旋转。应当理解，转子支架0321位于第一转轮0210与第二转轮0220之间。

转子磁轭0322设置于转子支架0321的外周，复数个转子磁极0323沿转子0320的旋转圆周分布于转子磁轭0322上。可以理解，第一转子0320A与第二转子0320B均为转子0320，故均具有前述结构构造。

其中，转子磁轭0322是硅钢片垒叠制成的轭铁。轭铁均匀对称地分布于转子磁极0323的四周，约束转子磁极0323的漏磁向外扩散，提高感应效率，并作为磁屏蔽及减少转子支架0321等金属构件的发热，还可起到加固转子磁极0323的作用。

其中，硅钢片(silicon lamination)是一种含碳极低的硅铁软磁合金，一般含硅量为0.5～4.5％。加入硅可提高铁的电阻率和最大磁导率，降低矫顽力、铁芯损耗(铁损)和磁时效。

其中，转子磁极0323为永磁铁，用于产生磁场。当转子磁极0323随转子支架0321旋转时，转子磁极0323的磁场随之发生旋转。由于定子0330保持固定，定子0330与转子磁极0323之间具有相对运动，定子0330的定子绕组0333切割转子磁极0323产生的运动磁场，产生感应电流而实现发电。

示范性地，发电机0300包括定子0330，以与转子0320形成发电结构。其中，定子0330设置于复数个转子0320之间，优选地，转子0320成对地分布于定子0330的两端，均与定子0330之间发生相对旋转而实现电磁感应发电。

示范性地，定子0330与转子0320均具有盘式结构，且气隙磁通沿转子0320的轴向布置。例如，第一转子0320A、定子0330与第二转子0320B均为圆盘构造，并沿转子0320的轴向依次紧密连接。

其中，气隙磁通是发电机0300进行机电能量转换的媒介，把机械能转化成电能。由于定子绕组0333为励磁绕组，当其中通电时会产生旋转磁势。该旋转磁势施加于定子0330与转子0320之间的气隙上，根据磁路的欧姆定律，气隙中产生流经气隙的磁通。

转子磁极0323的电磁转矩经气隙磁通传递至定子绕组0333，使定子绕组0333产生感应电动势。由于定子0330与转子0320均具有盘式结构，气隙磁通具有沿轴向分布的特点。

其中，定子0330的结构形式众多。示范性地，定子0330包括定子壳体0331、定子铁芯0332与复数个定子绕组0333，定子铁芯0332设置于定子壳体0331的内部。复数个定子绕组0333沿转子0320的旋转圆周分布，较佳地，为均匀分布。

示范性地，定子壳体0331与定子铁芯0332固定连接后由转动轴0310一并贯穿，转动轴0310可旋转地保持于定子铁芯0332上。换言之，当转动轴0310旋转时，定子壳体0331与定子铁芯0332均保持静止。示范性地，定子壳体0331具有环形辐射状结构，于其辐条上设有定子铁芯0332。进一步地，定子铁芯0332为与定子壳体0331共轴的环形体。

其中，定子铁芯0332是电机磁路的重要组成部分，它和转子磁轭0322、定子0330和转子0320之间的气隙一起组成发电机0300的完整磁路。定子铁芯0332用于增强定子绕组0333的感应效率，并增加定子0330的结构强度。定子铁芯0332由结构性能与导磁性能俱佳的材料制成，示范性地，定子铁芯0332由硅钢片制成。

其中，定子绕组0333是指安装在定子0330上的绕组。绕组是由多个线圈或线圈组构成一相或整个电磁电路的统称，每一线圈由金属铜线绕设而成，并与外部电池或用电器连接而输出电能。当发生电磁感应时，定子绕组0333上产生感应电流，实现发电。补充说明，定子绕组0333按三相布置连接。

示范性地，第一转轮0210与第二转轮0220由防护罩0500连接固定，进一步保证前二者的运动同步性。进一步地，发电机0300位于防护罩0500之内部，受到防护罩0500的良好保护，避免遭受海水侵蚀而具有较佳的使用寿命与可靠性。

示范性地，防护罩0500具有管状结构，以容纳发电机0300而提供结构保护。进一步地，第一转轮0210、第二转轮0220与防护罩0500包围而成具有良好密封性的封闭容腔，避免海水的进入。

在这里示出和描述的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制，因此，示例性实施例的其他示例可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种扩张型潮汐能发电装置，其特征在于，包括用于导流潮水的导流管，所述导流管内部设有发电机与分居所述发电机两端的成对转轮，所述成对转轮用于驱动所述发电机的转子旋转；

所述发电机具有用于安装所述转子的转动轴，所述转动轴两端分别与所述成对转轮连接，所述转动轴可旋转地保持于所述导流管上；

所述转子为复数个，并对称地设置于所述转动轴上。

2.根据权利要求1所述的扩张型潮汐能发电装置，其特征在于，所述发电机包括设置于复数个所述转子之间的定子，所述定子包括定子壳体、定子铁芯与复数个定子绕组，所述定子铁芯设置于所述定子壳体内部，复数个所述定子绕组沿所述转子的旋转圆周分布。

3.根据权利要求2所述的扩张型潮汐能发电装置，其特征在于，所述定子壳体与所述定子铁芯固定连接后由所述转动轴一并贯穿，所述转动轴可旋转地保持于所述定子铁芯上。

4.根据权利要求2所述的扩张型潮汐能发电装置，其特征在于，所述定子与所述转子均具有盘式结构，且气隙磁通沿所述转子的轴向布置。

5.根据权利要求1所述的扩张型潮汐能发电装置，其特征在于，所述转子包括转子支架、转子磁轭与复数个转子磁极，所述转子支架套设于所述转动轴上，所述转子磁轭设置于所述转子支架的外周，复数个所述转子磁极沿所述转子的旋转圆周分布于所述转子磁轭上。

6.根据权利要求1所述的扩张型潮汐能发电装置，其特征在于，所述成对转轮包括第一转轮与第二转轮，所述转动轴一端与所述第一转轮连接，另一端与所述第二转轮连接。

7.根据权利要求6所述的扩张型潮汐能发电装置，其特征在于，所述第一转轮与所述第二转轮由防护罩连接固定。

8.根据权利要求1所述的扩张型潮汐能发电装置，其特征在于，所述导流管两端具有扩张结构，并通过支管座固定于海床上。