潮流能發電裝置的制造方法
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及一種發電裝置，尤其涉及一種潮流能發電裝置。
【背景技術】
[0002]海洋能(包含潮汐能、潮流能、波浪能、海流能)是指海水流動的能量，作為可再生能源，儲量豐富，分布廣泛，具有極好的開發前景和價值。海洋能的利用方式主要是發電，其工作原理與風力發電和常規水力發電類似，即通過能量轉換裝置，將海水的機械能轉換成電能。具體而言，首先海水沖擊水輪機，水輪機將水流的能量轉換為旋轉的機械能，然后水輪機經過機械傳動系統帶動發電機發電，最終轉換成電能。
[0003]現今能源日益短缺，溫室效應日益嚴重，能源需要低碳化，所以風能，海洋能等清潔能源是未來能源的發展方向。但現在這些清潔能源的發電設備，除了風能利用比較成熟夕卜，海洋能的利用還都是在起步階段，沒有通用和成熟的設備。現有的少數設備也存在效率低下，設備不能大規模化的問題。
[0004]由于海洋環境復雜，水中阻力大，傳統的海洋能發電裝置的安裝都必須在海里進行，困難度高，費用龐大。另外，由于發電裝置長期接觸海水，在海水的長期侵蝕和巨大沖擊力下，海洋能發電裝置使用一段時間后就要定期進行維修或更換。然而傳統的海洋能發電裝置的維修和更換也均在海里進行，困難度高，成本巨大。甚至，因為部分組件的損壞，導致整個海洋能發電裝置的報廢，這是海洋能發電裝置高成本的重要原因之一，也是造成現有的海洋能發電裝置無法大規模化、商業化運營的直接原因。然而，目前海洋能發電領域的技術人員都忽略了對安裝和維修方式的改進。
[0005]另外，傳統的海洋能發電裝置只采用一個或最多兩個垂直軸水輪發電機，為了提高發電功率，通常水輪機的葉輪的直徑和沿水深方向的長度需要制造得盡可能大。然而，現有的垂直軸水輪機受到制作材料以及使用環境的限制，根本無法做大和做深。已知的垂直軸水輪機在海里的深度最深僅能達到海面以下5-6米。整個海洋能發電裝置的規模受到嚴重制約，發電功率無法滿足需求，發電裝置的成本也居高不下。
[0006]但是，目前海洋能發電領域的技術人員都存在著技術偏見，只著重于研發如何將水輪發電機的葉輪部分做大或者對葉輪葉片的結構進行改進以提高單個水輪發電機的發電功率。目前本領域沒有任何人研究如何在不改變葉輪的前提下，提高發電功率且降低成本以適合商業運用。
[0007]另一方面，現有海洋能發電裝置在水深方向(即垂直于水平面的方向)僅能設置一個垂直軸水輪機，其原因不光是上述提及的垂直軸水輪機無法在水深方向做長，還有個重要原因是垂直軸水輪機的中心軸在實際應用中也無法深入海里足夠深的地方。現有技術中只要中心軸做的特別長，由于海水巨大的沖擊力，中心軸很容易發生變形甚至斷裂，從而導致整個發電裝置無法使用。再者，現有技術人員都忽略了軸承對中心軸保護的問題。通常傳統的海洋能發電裝置中的中心軸只受到一個最多兩個軸承進行保護。
[0008]軸承的密封性是決定軸承工作性能的重要指標之一。現有技術中通常采用增加密封圈的方式來提高軸承的密封性。無論是陸地上使用的轉軸，還是潛艇或輪船中使用的轉軸，其大部分受到的是沿軸向的外力。因此傳統的密封圈就能解決傳統的軸承密封的需求。
[0009]然而，利用海洋能，尤其是潮流能進行發電的發電裝置，其使用的中心軸會受到水流沿徑向的巨大沖擊力。使用一段時間后，中心軸和傳統軸承之間的密封圈容易發生變形，軸承的密封性將無法保證。由于無法解決密封需求高的問題，現有的海洋能發電裝置只能舍棄采用油作為潤滑劑的滾動軸承，選擇可以用水作為潤滑劑的滑動軸承。但是，現有技術人員都忽略了一個問題。能作為潤滑劑的水必須是清水。換言之，由于水流中常含有大量泥沙，若密封圈因為彈性變形導致外部的水攜帶泥沙等雜質涌入軸承內，不但無法實現對軸承的潤滑作用，還會影響中心軸的正常工作，最終影響發電裝置的發電效率。
[0010]因此，現有的海洋能發電裝置除了上述提及的安裝維修和中心軸無法做長的問題以外，還常常面臨需要更換軸系(包括中心軸和軸承)導致成本攀高的問題。
【發明內容】
[0011]本發明為了克服現有技術中的至少一個不足，提供一種潮流能發電裝置。
[0012]為了實現上述目的，本發明提供一種潮流能發電裝置，包括外框架、至少一個內框架、至少兩個水輪機、至少一根中心軸、至少一個發電機和至少三個軸承。至少一個內框架可分離地設置于外框架內。至少兩個水輪機位于水面下且設置于一個內框架內，至少兩個水輪機為同軸設置，至少兩個水輪機為垂直軸水輪機；。至少一根中心軸穿設至少兩個水輪機，中心軸的軸線方向垂直于水平面，中心軸隨水輪機的轉動而轉動。至少一個發電機位于水面上，至少一個發電機連接于中心軸的一端。至少三個軸承套設中心軸，至少三個軸承分別位于兩個水輪機的兩側和中間。
[0013]于本發明的一實施例中，水輪機的數量為至少四個，每兩個同軸設置的水輪機為一組，至少兩組水輪機設置于一個內框架內，相鄰兩組的水輪機呈軸對稱設置以使相鄰兩組水輪機的轉動方向相反。
[0014]于本發明的一實施例中，潮流能發電裝置還包括水下軸系轉動保護裝置，每個水下軸系轉動保護裝置包括潤滑劑存儲箱、至少六個密封圈和導管。潤滑劑存儲箱存儲有潤滑劑，潤滑劑存儲箱位于水面上。每兩個密封圈對應于一個軸承且套設于中心軸上，每兩個密封圈與對應的軸承和中心軸之間形成潤滑劑腔。導管的一端連通潤滑劑存儲箱，另一端連通潤滑劑腔。
[0015]于本發明的一實施例中，水下軸系轉動保護裝置還包括檢測模組，設置于潤滑劑存儲箱以檢測潤滑劑是否減少。
[0016]于本發明的一實施例中，軸承為滑動軸承，每個潤滑劑腔由兩個密封圈與軸承和中心軸形成。
[0017]于本發明的一實施例中，軸承為滾動軸承，水下軸系轉動保護裝置還包括軸承座，每個潤滑劑腔由兩個密封圈、軸承、軸承座和中心軸形成。
[0018]于本發明的一實施例中，外框架具有多個固定粧，所述外框架通過打粧的方式固定于海底。
[0019]于本發明的一實施例中，外框架具有多個減小水流阻力結構。
[0020]綜上所述，本發明提供的潮流能發電裝置通過設置可分離的內框架和外框架，使得發電裝置可以在水面上進行模塊化組裝和替換，大幅度降低維修和安裝費用，克服了傳統海洋能發電裝置無法商業化、大規模化的難題。并且，通過在中心軸上同軸設置至少兩個水輪機和設置至少三個軸承，對中心軸實現“多點約束”，使得潮流能發電裝置的規模不光可以橫向(垂直于水流的水平方向)擴張也可以縱向(垂直于水平面的水深方向)擴張，大幅度提高了發電功率，克服了現有海洋能發電裝置無法“做大”、“做深”的難題。
[0021]另外，本發明提供的水下軸系轉動保護裝置能有效保護外界雜質，尤其是水中的泥沙進入軸承，從而有效保護軸承的正常工作。本發明提供的潮流能發電裝置，通過采用水下軸系轉動保護裝置，在延長軸承使用壽命的同時，大幅度降低了維修次數和維修成本，同時有效地保證了發電效率不受影響。另外，本發明提供的潮流能發電裝置中的軸承可采用滾動軸承，克服了現有技術中水下軸系只能使用水潤滑的滑動軸承的技術壁皇。
[0022]并且，通過設置檢測模組，能夠及時且直觀地知道軸承的密封性是否降低，從而有效指導維修人員何時何處進行維修，提高維修的及時性和可靠性。另外，框架為可分離的外框架和內框架，可以方便快捷地對水下軸系轉動保護裝置進行維修或更換，大大降低了維修成本。
[0023]為讓本發明的上述和其它目的、特征和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，并配合附圖，作詳細說明如下。
【附圖說明】
[0024]圖1所示為本發明第一實施例提供的潮流能發電裝置的側視圖。
[0025]圖2所示為圖1中圓圈標識V的放大示意圖。
[0026]圖3所示為本發明第二實施例提供的潮流能發電裝置的俯視圖。
[0027]圖4所示為本發明第二實施例提供的潮流能發電裝置的主視圖。
[0028]圖5所示為根據本發明第二實施例所述的潮流能發電裝置的一個內置模塊的示意圖。
[0029]圖6所示為圖5中圓圈標識U的放大示意圖。
【具體實施方式】
[0030]圖1所示為本發明第一實施例提供的潮流能發電裝置的側視圖。圖2所示為圖1中圓圈標識V的放大示意圖。請一并參考圖1和圖2。
[0031]本實施例提供的潮流能發電裝置100包括外框架1、至少一個內框架2、至少兩個水輪機3、至少一根中心軸4、至少一個發電機5和至少三個軸承6。
[0032]至少一個內框架2可分離地設置于外框架1內。于本實施例中，內框架2上可設有卡勾(圖未示)，外框架1上可設有卡槽(圖未示)，內框架2通過卡勾和卡槽的相互卡合嵌入到外框架1