專利名稱：轉(zhuǎn)環(huán)形豎軸直驅(qū)式潮流能發(fā)電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于海洋可再生能源利用技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種轉(zhuǎn)環(huán)形豎軸直驅(qū)式潮流能發(fā)電裝置。
背景技術(shù)：
目前應(yīng)用最多的潮流能發(fā)電裝置是水平軸渦輪式和豎軸渦輪式裝置(如 Darrieus型和Gorlov型渦輪機(jī)裝置)，近期還出現(xiàn)了振蕩水翼式等非渦輪機(jī)形式的裝置。 水平軸渦輪式和豎軸渦輪式裝置的轉(zhuǎn)子繞旋轉(zhuǎn)軸做多周的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，其轉(zhuǎn)速遠(yuǎn)低于發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速，通常需要齒輪加速裝置提高轉(zhuǎn)速后再帶動(dòng)發(fā)電機(jī)。而振蕩水翼式裝置由于只做小角度范圍內(nèi)的往復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)，通常帶動(dòng)液壓裝置，把轉(zhuǎn)軸的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為液壓能，再通過液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)。無論是齒輪加速器還是液壓裝置，都是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造、裝配精度要求高的部件。 因而造成制造成本高、可靠性差、海上維護(hù)困難，對(duì)裝置的全壽命期運(yùn)行和維護(hù)帶來負(fù)面影響。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行可靠性高的潮流能發(fā)電裝置，解決現(xiàn)有潮流能裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造成本高、可靠性低、維護(hù)困難的問題。本實(shí)用新型的原理是把直驅(qū)式發(fā)電機(jī)與豎軸直葉片Darrieus渦輪機(jī)結(jié)合成整體，形成一種新型的潮流能發(fā)電裝置。轉(zhuǎn)子作為潮流渦輪機(jī)葉片安裝在圓環(huán)形框架上，圓環(huán)形框架同時(shí)也作為直驅(qū)式發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子，內(nèi)設(shè)感應(yīng)線圈；支承轉(zhuǎn)子的圓環(huán)形構(gòu)件同時(shí)也作為直驅(qū)式發(fā)電機(jī)的定子，內(nèi)設(shè)磁鐵，轉(zhuǎn)子和定子構(gòu)成直驅(qū)式發(fā)電機(jī)的核心部件；轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速不高，但旋轉(zhuǎn)半徑較大，在轉(zhuǎn)子外緣處的線速度很大；根據(jù)發(fā)電機(jī)的發(fā)電原理，當(dāng)導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)切割磁力線時(shí)，在導(dǎo)體中會(huì)產(chǎn)生電流，導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)切割磁力線的線速度越大，產(chǎn)生的電流越大。本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是—種轉(zhuǎn)環(huán)形豎軸直驅(qū)式潮流能發(fā)電裝置，該裝置包括圓環(huán)形轉(zhuǎn)子、直葉片、圓環(huán)形定子、支座、感應(yīng)線圈、磁鐵。基礎(chǔ)支座安放或錨固于水底。圓環(huán)形定子固定在基礎(chǔ)支座上。多組扇形導(dǎo)線線圈鑲嵌在圓環(huán)形定子圓環(huán)面內(nèi)，沿圓周均勻布置；每個(gè)線圈兩支引出導(dǎo)線，各線圈同側(cè)引出導(dǎo)線分別連接，作為直驅(qū)式發(fā)電機(jī)的輸出線引出。圓環(huán)形轉(zhuǎn)子的截面為C形，套在圓環(huán)形定子上；在圓環(huán)形定子圓環(huán)盤面上設(shè)置環(huán)形滑道，在圓環(huán)形轉(zhuǎn)子上對(duì)應(yīng)滑道的位置安裝多個(gè)小型滾輪，使之沿滑道滾動(dòng)，以確保圓環(huán)形定子和圓環(huán)形轉(zhuǎn)子之間的相對(duì)位置和間隙，并減小兩構(gòu)件相對(duì)運(yùn)動(dòng)的阻力。在圓環(huán)形轉(zhuǎn)子包覆定子的兩側(cè)壁內(nèi)成對(duì)安裝磁鐵，異性磁極相對(duì)， 產(chǎn)生垂直于圓環(huán)形定子盤面的磁場；多組磁鐵沿轉(zhuǎn)子圓周均勻布置，使相鄰兩對(duì)磁鐵磁極相反布置，即一對(duì)磁鐵N極在上，S極在下，則相鄰一對(duì)磁鐵S極在上，N極在下，以此類推；
3相鄰兩對(duì)磁鐵中心沿轉(zhuǎn)子圓周的間距等于定子上扇形線圈沿半徑方向的兩支導(dǎo)線的間距。 多個(gè)直葉片兩端固定安裝在上下兩個(gè)環(huán)形轉(zhuǎn)子上；多個(gè)葉片與兩個(gè)圓環(huán)轉(zhuǎn)子形成一個(gè)籠式結(jié)構(gòu)；在水動(dòng)力作用下轉(zhuǎn)子繞豎軸旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子磁場與定子線圈相對(duì)運(yùn)動(dòng)，在定子線圈中產(chǎn)生電流，并通過輸出導(dǎo)線輸出。轉(zhuǎn)子可用輕質(zhì)材料制作，減小重量。本實(shí)用新型的效果和益處是不需要齒輪加速器、大型軸承或液壓系統(tǒng)等部件，整個(gè)裝置只有轉(zhuǎn)子和葉片組成的整體籠式結(jié)構(gòu)是主要運(yùn)動(dòng)部件，結(jié)構(gòu)簡單可靠，大大降低了制造、安裝和維護(hù)成本。

圖1是轉(zhuǎn)環(huán)形豎軸直驅(qū)式潮流能發(fā)電裝置立體視圖。圖2是圓環(huán)形定子和支座立體視圖。圖3是圓環(huán)形轉(zhuǎn)子和直葉片組成的整體籠式結(jié)構(gòu)立體視圖。圖4是圓環(huán)形定子內(nèi)感應(yīng)線圈和圓環(huán)形轉(zhuǎn)子內(nèi)磁鐵布置立體視圖。圖中1圓環(huán)形轉(zhuǎn)子，2直葉片，3圓環(huán)形定子，4支座，5感應(yīng)線圈，6磁鐵A(N極向下)，7磁鐵B(S極向上)，8滾輪軌道，9電流輸出端A，10電流輸出端B。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合技術(shù)方案和附圖詳細(xì)敘述本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
。轉(zhuǎn)子1和葉片2組合成一個(gè)整體籠式結(jié)構(gòu)；定子3和支座4也固定安裝在一起；轉(zhuǎn)子1套在定子3上，轉(zhuǎn)子內(nèi)壁上安裝滾輪，滾輪可沿定子3盤面和外緣的軌道8滾動(dòng)；感應(yīng)線圈5封閉在定子3盤面內(nèi)；N極向下的磁鐵A6和S極向上磁鐵B7成對(duì)安裝在轉(zhuǎn)子1上下壁內(nèi)；感應(yīng)線圈5中產(chǎn)生的電流通過輸出端A9和輸出端BlO輸出。在水流作用下，葉片 2上水動(dòng)力產(chǎn)生扭矩，帶動(dòng)轉(zhuǎn)子1和葉片2組合成的籠式結(jié)構(gòu)沿定子3上的滾輪軌道運(yùn)動(dòng)； 轉(zhuǎn)子1內(nèi)的成對(duì)磁鐵A6和磁鐵B7之間的磁場相對(duì)于定子3內(nèi)的感應(yīng)線圈5運(yùn)動(dòng)，感應(yīng)線圈5切割磁力線產(chǎn)生電流，電流通過輸出端A9和輸出端BlO輸出。
權(quán)利要求1. 一種轉(zhuǎn)環(huán)形豎軸直驅(qū)式潮流能發(fā)電裝置，由圓環(huán)形轉(zhuǎn)子(1)、直葉片O)、圓環(huán)形定子(3)、支座0)、感應(yīng)線圈(5)、磁鐵(6、7)，滾輪軌道(8)，電流輸出端A(9)，電流輸出端 B(IO)組成，其特征是圓環(huán)形轉(zhuǎn)子(1)和直葉片( 組合成一個(gè)整體籠式結(jié)構(gòu)，圓環(huán)形定子(3)和支座(4)也固定安裝在一起，圓環(huán)形轉(zhuǎn)子(1)套在圓環(huán)形定子C3)上，圓環(huán)形轉(zhuǎn)子 ⑴內(nèi)壁上安裝滾輪，滾輪可沿圓環(huán)形定子⑶盤面和外緣的滾輪軌道⑶滾動(dòng)，感應(yīng)線圈 (5)封閉在圓環(huán)形定子(3)盤面內(nèi)，N極向下的磁鐵A(6)和S極向上磁鐵B(7)成對(duì)安裝在圓環(huán)形轉(zhuǎn)子(1)上下壁內(nèi)，感應(yīng)線圈(5)中產(chǎn)生的電流通過電流輸出端A(9)和電流輸出端 B(IO)輸出；分別安裝在圓環(huán)形轉(zhuǎn)子(1)和圓環(huán)形定子(3)內(nèi)的感應(yīng)線圈(5)和磁鐵(6， 7)構(gòu)成了直驅(qū)式發(fā)電機(jī)，在水流作用下，直葉片( 上的水動(dòng)力產(chǎn)生扭矩，帶動(dòng)圓環(huán)形轉(zhuǎn)子 ⑴繞圓環(huán)形定子⑶運(yùn)動(dòng)，感應(yīng)線圈(5)與磁鐵(6，7)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)切割磁力線產(chǎn)生電流， 電流通過輸出端A (9)和輸出端B(IO)輸出。
專利摘要一種轉(zhuǎn)環(huán)形豎軸直驅(qū)式潮流能發(fā)電裝置，屬于海洋可再生能源利用技術(shù)領(lǐng)域。其特征是感應(yīng)線圈布置在定子圓環(huán)面內(nèi)；轉(zhuǎn)子的截面為C形，三面包覆在定子上，并以定子為支承；定子的上下壁內(nèi)成對(duì)安裝磁鐵，沿圓周均布，異性磁極相對(duì)，且沿圓周方向相鄰兩對(duì)磁鐵磁極相反布置；多個(gè)葉片與兩個(gè)圓環(huán)轉(zhuǎn)子形成一個(gè)籠式結(jié)構(gòu)；在水動(dòng)力作用下轉(zhuǎn)子繞豎軸旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子磁場與感應(yīng)線圈相對(duì)運(yùn)動(dòng)，在感應(yīng)線圈中產(chǎn)生電流并輸出。本實(shí)用新型的效果和益處是，不需要齒輪加速器、大型軸承或液壓系統(tǒng)等部件，整個(gè)裝置只有轉(zhuǎn)子和葉片組成的整體籠式結(jié)構(gòu)是主要運(yùn)動(dòng)部件，結(jié)構(gòu)簡單可靠，大大降低了制造、安裝和維護(hù)成本。
文檔編號(hào)F03B13/26GK201982238SQ20112007252
公開日2011年9月21日 申請(qǐng)日期2011年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月11日
發(fā)明者康海貴, 張樺, 陳兵 申請(qǐng)人:大連理工大學(xué)