一種自對流式水平軸潮流能發電裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種潮流能發電設備，特別是關于一種自對流式水平軸潮流能發電裝置。
【背景技術】
[0002]潮流能主要是指海底水道和海峽中較穩定的流動以及由于潮汐導致的有規律的海水流動，它是海洋能中比重最大的一種能量形式，與其他形式的海洋能不同，潮流能持續且相對穩定，變化也有規律可循，并可提前預測預報；潮流能發電不攔海建壩，且發電機組通常浸沒在海中，對海洋生物影響較小，也不會對環境產生三廢污染，不存在常規水電建設中頭疼的占用農田、移民安置等諸多問題，最具有商業開發前景。目前世界各國對潮流能發電技術的研究和投入力度逐漸加大。潮流能發電裝置是常用的一種利用海洋潮流能發電的設備，潮流能發電水輪機是利用葉輪帶動機艙中的發電機轉動發電。當海洋潮流流動方向發生變化時，在不改變水輪機方向的情況下，葉輪的角度不能滿足高效發電的要求。因此，現有技術中的潮流能發電裝置容易受環境影響導致發電效率較低。當今潮流能發電裝置為了適應潮流的流向變化，采用葉片繞自身軸線旋轉的變槳方式，在變槳過程中所面臨的問題是葉輪的葉片根部需要動密封，而且葉片的變槳機構復雜，這使得機組的可靠性大大降低。
【發明內容】
[0003]針對上述問題，本發明的目的是提供一種自對流式水平軸潮流能發電裝置，該裝置能有效解決潮流能發電水輪機的換向難題，并具有較高的發電效率，有效降低機組的振動、噪聲和維護成本。
[0004]為實現上述目的，本發明采取以下技術方案:一種自對流式水平軸潮流能發電裝置，其特征在于:所述發電裝置包括葉輪發電機組和自對流裝置兩部分；所述自對流裝置包括轉盤軸承、箱體、軸承端蓋、動密封結構、連接盤、導電滑環、支架和底座，所述葉輪發電機組通過所述支架直接固定在所述底座上；所述轉盤軸承內圈與所述箱體固定連接，所述轉盤軸承外圈與所述連接盤頂部大端面連接；所述箱體一端連接所述葉輪發電機組，另一端連接所述軸承端蓋，所述軸承端蓋的溝槽內安裝有所述動密封結構；所述連接盤的小端面連接所述支架，其下端固定連接所述底座；所述連接盤內部安裝有所述導電滑環，所述導電滑環的動環電線連接所述葉輪發電機組，所述導電滑環的靜環電線穿過所述底座連接岸上的母線。
[0005]所述葉輪發電機組包括葉片、輪轂和發電機；所述葉片經所述輪轂與所述發電機連接，所述輪轂與所述發電機之間通過主軸直接相連，采用直驅方式；所述葉片朝向所述發電機一側為迎流面；所述發電機的電線與所述導電滑環的動環電線連接。
[0006]所述自對流裝置中還包括充油裝置，所述充油裝置包括油壓彈簧、油囊壓板、油囊、油囊護套和出油管；所述油壓彈簧位于所述油囊護套內部上方，所述油壓彈簧與所述油囊壓板連接，所述油囊壓板與所述油囊護套底部之間設置有所述油囊，所述出油管與所述油囊下端連通，所述油囊經所述出油管接入所述箱體內。
[0007]本發明由于采取以上技術方案，其具有以下優點:1、本發明由于采用軸承、導電滑環、充油裝置和動密封相結合的方法來解決潮流能發電水輪機換向時電纜纏繞問題，在不消耗額外能源的情況下實現潮流能發電水輪機的換向對流，因而解決潮流能發電水輪機的換向難題。2、本發明的發電機組在潮流的沖擊作用下，葉輪、發電機、壓蓋、充油裝置、箱體和箱蓋等主要部件繞支架軸線360°旋轉，保證葉輪迎流面始終迎著潮流方向。3、本發明提供了一種雙向潮流環境下機組整體自動調向功能，因而該裝置具有可靠性高、效率高、安裝簡單等特點，為潮流能開發提供一種可靠的解決方案。
【附圖說明】
[0008]圖1是本發明的整體結構示意圖；
[0009]圖2是圖1中C處放大示意圖；
[0010]圖3是本發明的充油裝置結構示意圖。
【具體實施方式】
[0011]下面結合附圖和實施例對本發明進行詳細的描述。
[0012]如圖1所示，本發明提供一種自對流式水平軸潮流能發電裝置，其包括葉輪發電機組和自對流裝置兩部分。葉輪發電機組包括葉片1、輪轂2和發電機3 ;葉片I經輪轂與發電機3連接。葉片I與輪轂2為固定連接，省去變槳機構；輪轂2與發電機3之間通過主軸直接相連，采用直驅方式，省去了增速裝置。葉片I朝向發電機3—側為迎流面(潮流方向V如圖1所示)，發電機3靠近葉片I 一端稱為前端，遠離葉輪I 一端稱為尾端。
[0013]如圖1、圖2所示，自對流裝置包括轉盤軸承4、箱體5、軸承端蓋7、動密封結構8、連接盤6、導電滑環11、支架9和底座10，葉輪發電機組通過自對流裝置中的支架9直接固定在底座10上，防止支架9與底座10相對轉動。轉盤軸承4內圈與箱體5固定連接，轉盤軸承4的外圈與連接盤6頂部大端面連接，進而通過轉盤軸承4內外圈的相對運動來實現箱體5和連接盤6相對運動。箱體5 —端連接發電機3下端，另一端連接軸承端蓋7，軸承端蓋7的溝槽內安裝有動密封結構8。連接盤6的小端面連接支架9，其下端固定連接底座10 ;連接盤6內部安裝有導電滑環11，導電滑環11的動環電線連接發電機3的電線a，導電滑環11的靜環電線穿過底座10連接岸上的母線b。通過導電滑環11動環與靜環間電接觸連接，實現電能由轉動狀態的發電機電線a到靜止狀態的母線b的傳輸，解決了電線纏繞問題；從導電滑環11靜環出來的電線穿過底座10，連接岸上的母線b，實現對發電機3電量的米集。
[0014]上述實施例中，如圖3所示，自對流裝置中還包括充油裝置，通過充油裝置把潤滑油填充到自對流裝置內部，使自對流裝置中的內部油壓始終大于外部的海水壓力，防止海水穿過動密封結構8進入自對流裝置，腐蝕部件。充油裝置包括油壓彈簧12、油囊壓板14、油囊15、油囊護套13和出油管16。油壓彈簧12位于油囊護套13內部上方，油壓彈簧12與油囊壓板14連接，油囊壓板14與油囊護套13底部之間設置有油囊15，經油壓彈簧12與油囊壓板14將海水壓力傳遞到油囊15。出油管16與油囊15下端連通，油囊15經出油管16接入自對流裝置箱體5內。
[0015]本發明的工作原理如下:對于水平軸海流發電機而言，水流對葉片I的沖擊作用會使水輪機繞其旋轉軸產生一定的轉矩，針對潮流雙向流動的特點，將這一轉矩加以利用:在潮流的沖擊下，水流使葉輪發電機組部分繞底座10產生微偏角度，持續作用下發電機組部分會自動順應水流方向，工作于背流狀態，實現自對流過程。本發明的自對流式水平軸潮流能發電裝置是水輪機組葉片I背流面在完成對準潮流流向后，自對流裝置停止轉動工作，整個裝置結構簡單，易于實現，通過潮流自身的動力引起的微小角度偏移即可實現旋轉調向，不需要其它額外的能量。同時具有密封效果好，抗海水腐蝕性強，在海洋中持續穩定工作。
[0016]上述各實施例僅用于說明本發明，其中各部件的結構、連接方式和制作工藝等都是可以有所變化的，凡是在本發明技術方案的基礎上進行的等同變換和改進，均不應排除在本發明的保護范圍之外。
【主權項】
1.一種自對流式水平軸潮流能發電裝置，其特征在于:所述發電裝置包括葉輪發電機組和自對流裝置兩部分；所述自對流裝置包括轉盤軸承、箱體、軸承端蓋、動密封結構、連接盤、導電滑環、支架和底座，所述葉輪發電機組通過所述支架直接固定在所述底座上；所述轉盤軸承內圈與所述箱體固定連接，所述轉盤軸承外圈與所述連接盤頂部大端面連接；所述箱體一端連接所述葉輪發電機組，另一端連接所述軸承端蓋，所述軸承端蓋的溝槽內安裝有所述動密封結構；所述連接盤的小端面連接所述支架，其下端固定連接所述底座；所述連接盤內部安裝有所述導電滑環，所述導電滑環的動環電線連接所述葉輪發電機組，所述導電滑環的靜環電線穿過所述底座連接岸上的母線。2.如權利要求1所述的一種自對流式水平軸潮流能發電裝置，其特征在于:所述葉輪發電機組包括葉片、輪轂和發電機；所述葉片經所述輪轂與所述發電機連接，所述輪轂與所述發電機之間通過主軸直接相連，采用直驅方式；所述葉片朝向所述發電機一側為迎流面；所述發電機的電線與所述導電滑環的動環電線連接。3.如權利要求1或2所述的一種自對流式水平軸潮流能發電裝置，其特征在于:所述自對流裝置中還包括充油裝置，所述充油裝置包括油壓彈簧、油囊壓板、油囊、油囊護套和出油管；所述油壓彈簧位于所述油囊護套內部上方，所述油壓彈簧與所述油囊壓板連接，所述油囊壓板與所述油囊護套底部之間設置有所述油囊，所述出油管與所述油囊下端連通，所述油囊經所述出油管接入所述箱體內。
【專利摘要】本發明涉及一種自對流式水平軸潮流能發電裝置，其包括葉輪發電機組和自對流裝置兩部分；自對流裝置包括轉盤軸承、箱體、軸承端蓋、動密封結構、連接盤、導電滑環、支架和底座，葉輪發電機組通過支架直接固定在底座上；轉盤軸承內圈與箱體固定連接，轉盤軸承外圈與連接盤頂部大端面連接；箱體一端連接葉輪發電機組，另一端連接軸承端蓋，軸承端蓋的溝槽內安裝有動密封結構；連接盤的小端面連接支架，其下端固定連接底座；連接盤內部安裝有導電滑環，導電滑環的動環電線連接葉輪發電機組，導電滑環的靜環電線穿過底座連接岸上的母線。本發明能有效解決潮流能發電水輪機的換向難題，并具有較高的發電效率，有效降低機組的振動、噪聲和維護成本。
【IPC分類】F03B11/00, F03B13/26
【公開號】CN105065189
【申請號】CN201510463256
【發明人】張琳, 孔凡凱, 李志川, 朱永偉, 馬強, 張理
【申請人】中國海洋石油總公司, 中海油研究總院, 哈爾濱工程大學
【公開日】2015年11月18日
【申請日】2015年7月31日