一种潮流波浪能发电装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种潮流波浪能发电装置，包括基座、垂直轴水轮机、转子-轴承系统、发电室和浮子，发电室内设置有变速永磁耦合传动系统、第一发电机、储能装置、测速刹车装置和第二发电机的定子部分，第一发电机为正反双向旋转电机，第二发电机为永磁直线电机；第一发电机的输出端和第二发电机的输出端均与储能装置的输入端相接；垂直轴水轮机中心固定轴的底端固定安装在基座上，转动输出轴的顶端通过转子-轴承系统与第二永磁耦合片的输入端相接；浮子固定安装在直线电机动子上。本发明专利技术提供的潮流波浪能发电装置，兼具潮流能发电装置与波浪能发电装置的优点，能够大幅度提高发电的效率，为海上以及水下设备提供充足的电量。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种潮流波浪能发电装置，包括基座、垂直轴水轮机、转子-轴承系统、发电室和浮子，发电室内设置有变速永磁耦合传动系统、第一发电机、储能装置、测速刹车装置和第二发电机的定子部分，第一发电机为正反双向旋转电机，第二发电机为永磁直线电机；第一发电机的输出端和第二发电机的输出端均与储能装置的输入端相接；垂直轴水轮机中心固定轴的底端固定安装在基座上，转动输出轴的顶端通过转子-轴承系统与第二永磁耦合片的输入端相接；浮子固定安装在直线电机动子上。本专利技术提供的潮流波浪能发电装置，兼具潮流能发电装置与波浪能发电装置的优点，能够大幅度提高发电的效率，为海上以及水下设备提供充足的电量。【专利说明】一种潮流波浪能发电装置
本专利技术涉及一种综合利用海洋潮流以及波浪能来发电的装置。
技术介绍
20世纪以来，随着社会经济的迅猛发展以及不可再生能源资源的枯竭与环境的日益恶化，寻找并开发新的可替代清洁能源，已经成为人类应对能源环境和永续发展的重要选择。而海洋能作为一种储量大、可再生的清洁能源日益受到人们的关注，据初步计算，海洋能的理论储量是目前全世界各国每年耗能量的几百倍甚至几千倍，开发潜力巨大。以潮流能与波浪能胃里，据估计，世界各大洋中所有海流总功率达到5 X IO9KW左右，在我国根据已统计的结果显示，沿岸的潮流能的理论平均功率为1395 X IO4Kff ;根据世界能源委员会的调查显示，全球可利用的波浪能达到了 2X IO9KW,对于我国而言，波浪能的理论存储量约为7X IO7KW左右。如果将海洋能源充分合理、高效、经济的利用，将会使得我国能源的结构更加合理，资源利用更加的充分。潮流能发电为一种通过潮流驱动水轮机的叶轮旋转，将流体的动能转化为叶轮的机械能，进而通过机械或液压传动系统将能量传递给发电机，驱动发电机旋转发电的方式；波浪能发电为一种利用中间介质将波浪能转换为中间介质的内能或者机械能，再通过传动机构等驱动发电机发电的方式。若能够将潮流能发电和波浪能发电集合在一起，将使得潮流能与波浪能互为补充，得到更好的经济效益。
技术实现思路
专利技术目的:为了克服现有技术中存在的不足，本专利技术提供一种潮流波浪能发电装置，是一种综合利用潮流能与波浪能的新型发电装置，能够让潮流能与波浪能互为补充，具有更好的经济效益。技术方案:为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为:一种潮流波浪能发电装置，包括基座、垂直轴水轮机、转子-轴承系统、发电室和浮子；所述发电室内设置有变速永磁耦合传动系统、第一发电机、储能装置、测速刹车装置和第二发电机的直线电机定子，所述变速永磁耦合传动系统包括相适配的第一永磁耦合片和第二永磁稱合片,所述第一发电机为正反双向旋转电机,所述第二发电机为永磁直线电机，所述第二发电机包括相适配的直线电机动子和直线电机定子，其中直线电机动子套设在发电室外侧；所述第一永磁稱合片的输出端与第一发电机的输入端相接，第一发电机的输出端和第二发电机的输出端均与储能装置的输入端相接，所述测速刹车装置设置在第一永磁耦合片的输出端和第一发电机的输入端之间；在发电室的下端设置有密封板，在发电室的上端设置有密封层，所述密封板和密封层将发电室隔离出一个密封室，所述第一永磁耦合片、第一发电机、储能装置、测速刹车装置和直线电机定子位于密封室内；所述垂直轴水轮机中心固定轴的底端固定安装在基座上，转动输出轴的顶端通过转子-轴承系统与第二永磁耦合片的输入端相接；所述浮子固定安装在直线电机动子上。本专利技术中，潮流发电通过第一发电机实现，波浪发电通过第二发电机实现。相比现有的单一发电方式的垂直轴发电装置或波浪能发电装置，本专利技术兼具了两种发电方式，在水下流速不高或波浪波速不高时，依旧能够依靠波浪或潮流能进行发电，提高了整个装置的发电总量，避免出现断电现象，提高整个装置的发电可靠性。使用变速永磁耦合传动系统，使得在第一发电机之前无需再设置变速齿轮箱，使得整个发电室部分结构简单，同时降低了水下密封防腐的难度，减少了发电的各项能量损耗，提高了整体的发电效率。相比传统的采用旋转电机作为能量转换器的波浪发电装置，本专利技术采用永磁直线电机实现，直线电机动子直接与漂浮在海面上的浮子相连接，在波浪的作用下上下运动，不需要气缸、齿轮或液压缸等中间转换装置，因而结构简单、易于维护、且能够提高发电效率。另外，本专利技术在使用时可直接将基座固定设置在海底桩基上，对水深的要求不高，便于安装调试以及维护，具有良好的应用于推广的前景，是一种值得推广的海洋能发电装置。优选的，所述垂直轴水轮机包括套设在中心固定轴外的转动输出轴、支撑臂、叶端盘和叶片，所述支撑臂一端固定在转动输出轴上，另一端向外辐射伸出，所述叶片的两端分别通过叶端盘安装在支撑臂的另一端上；在垂直轴水轮机外套设有导流罩。在叶片的两端设置叶端盘，能够达到降低涡流损耗以及振动的目的；在叶片外侧垂直于潮流方向上设置导流罩能够达到增强垂直轴水轮机盘面的来流速度。优选的，所述叶片采用变偏角式叶片，能够改善垂直轴水轮机的启动性能。优选的，所述导流罩为W型导流罩结构。优选的，所述叶片为高强度玻璃钢复合材料，所述支撑臂和叶端盘为钢材质，所述叶片、支撑臂、叶端盘和导流罩的表面均设置有防腐层。优选的，所述第一发电机为正反双向旋转电机，比如级数多、转速低的正反双向旋转电机，所述第二发电机为永磁直线电机，比如采用halbach充磁方式的永磁直线电机。优选的，所述变速永磁耦合传动系统为适用于旋转电机的磁转子结构。优选的，所述转动输出轴和转子-轴承系统之间通过刚性联轴器连接，所述转子-轴承系统和第二永磁耦合片的输入端之间通过柔性联轴器连接。优选的，所述直线电机动子使用环氧树脂密封。有益效果:本专利技术提供的潮流波浪能发电装置，将潮流能发电技术与波浪能发电技术有机地结合在一起，形成了一种综合利用潮流能与波浪能发电的装置，该装置具有潮流能发电装置与波浪能发电装置的优点，同时还能够弥补两者的不足，解决单一装置的缺点，大幅度提高发电的效率，为海上以及水下设备提供充足的电量。【专利附图】【附图说明】图1为本专利技术的结构示意图；图2为潮流波浪发电流程图；图3为本专利技术在海中的安装示意图。【具体实施方式】下面结合附图对本专利技术作更进一步的说明。 如图1、图2所示为一种一种潮流波浪能发电装置，包括基座1、垂直轴水轮机2、转子-轴承系统7、发电室8和浮子21。所述垂直轴水轮机2包括套设在中心固定轴外的转动输出轴、支撑臂4、叶端盘5和叶片3，所述支撑臂4 一端固定在转动输出轴上，另一端向外辐射伸出，所述叶片3的两端分别通过叶端盘5安装在支撑臂4的另一端上；在垂直轴水轮机2外套设有导流罩6 ;所述叶片3采用变偏角式叶片，所述导流罩6为W型导流罩结构。所述叶片3为高强度玻璃钢复合材料，所述支撑臂4和叶端盘5为钢材质，所述叶片3、支撑臂4、叶端盘5和导流罩6的表面均设置有防腐层。所述发电室8内设置有变速永磁耦合传动系统9、第一发电机13、储能装置14、测速刹车装置15和第二发电机16的直线电机定子18 ;所述变速永磁耦合传动系统9，为适用于旋转电机的磁转子结构，包括相适配的第一永磁稱合片10和第二永磁稱合片11 ;所述第一发电机13为正反双向旋转电机；所述第二发电机16为永磁直线电机本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种潮流波浪能发电装置，其特征在于：包括基座（1）、垂直轴水轮机（2）、转子?轴承系统（7）、发电室（8）和浮子（21）；所述发电室（8）内设置有变速永磁耦合传动系统（9）、第一发电机（13）、储能装置（14）、测速刹车装置（15）和第二发电机（16）的直线电机定子（18），所述变速永磁耦合传动系统（9）包括相适配的第一永磁耦合片（10）和第二永磁耦合片（11），所述第一发电机（13）为正反双向旋转电机，所述第二发电机（16）为永磁直线电机，所述第二发电机（16）包括相适配的直线电机动子（17）和直线电机定子（18），其中直线电机动子（17）套设在发电室（8）外侧；所述第一永磁耦合片（10）的输出端与第一发电机（13）的输入端相接，第一发电机（13）的输出端和第二发电机（16）的输出端均与储能装置（14）的输入端相接，所述测速刹车装置（15）设置在第一永磁耦合片（10）的输出端和第一发电机（13）的输入端之间；在发电室（8）的下端设置有密封板（12），在发电室（8）的上端设置有密封层（20），所述密封板（12）和密封层（20）将发电室（8）隔离出一个密封室（19），所述第一永磁耦合片（10）、第一发电机（13）、储能装置（14）、测速刹车装置（15）和直线电机定子（18）位于密封室（19）内；所述垂直轴水轮机（2）中心固定轴的底端固定安装在基座（1）上，转动输出轴的顶端通过转子?轴承系统（7）与第二永磁耦合片（11）的输入端相接；所述浮子（21）固定安装在直线电机动子（17）上。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：余海涛，陈洁琳，闻程，张笑薇，胡敏强，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：