專利名稱：潮流能一體式雙轉(zhuǎn)子直驅(qū)發(fā)電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于海洋可再生能源利用技術(shù)領(lǐng)域，涉及到一種利用潮流能的一體式雙轉(zhuǎn)子直驅(qū)發(fā)電裝置。
背景技術(shù)：
潮流能發(fā)電裝置通常包括水輪機(jī)和發(fā)電機(jī)以及支承結(jié)構(gòu)等。水輪機(jī)有軸流式(水平軸)和橫流式(當(dāng)軸位于垂直面內(nèi)時(shí)，習(xí)慣上稱為垂直軸式)兩種。橫流式水輪機(jī)雖然效率不如軸流式水輪機(jī)，但可適應(yīng)任意來流方向，不需要迎流調(diào)整裝置，因而結(jié)構(gòu)簡單，建造成本低，運(yùn)行可靠。常規(guī)的發(fā)電機(jī)通常需要齒輪增速裝置，把由水輪機(jī)輸入的轉(zhuǎn)速提高后再帶動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子發(fā)電。齒輪增速裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本高，運(yùn)行可靠性低；當(dāng)前的趨勢是用直驅(qū)發(fā)電機(jī)代替常規(guī)發(fā)電機(jī)，省去齒輪增速裝置，使發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)簡化，可靠性大大提高。由于潮流流速通常只有幾米每秒，受潮流能水輪機(jī)水動(dòng)力性能的限制，水輪機(jī)的轉(zhuǎn)速較低，往往每分鐘只有幾十轉(zhuǎn)。而轉(zhuǎn)速小，則需要更多的磁極和繞組才能得到較高的電功率輸出。直驅(qū)發(fā)電機(jī)尺寸要做的很大，其材料用量、結(jié)構(gòu)重量和制造成本都大大提高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明把兩個(gè)橫流式水輪機(jī)和相應(yīng)的轉(zhuǎn)子分別構(gòu)成一體式結(jié)構(gòu)，然后通過轉(zhuǎn)軸分別連接在直驅(qū)發(fā)電機(jī)外殼上，構(gòu)成整體的水輪機(jī)——雙轉(zhuǎn)子直驅(qū)發(fā)電機(jī)一體裝置。并利用橫流式水輪機(jī)對來流方向的適應(yīng)性，由一臺(tái)橫流式水輪機(jī)帶動(dòng)外轉(zhuǎn)子正轉(zhuǎn)，另一臺(tái)橫流式水輪機(jī)帶動(dòng)內(nèi)轉(zhuǎn)子反轉(zhuǎn)，使兩個(gè)同軸線的轉(zhuǎn)子間的相對轉(zhuǎn)速比通常的定子一轉(zhuǎn)子式發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速加倍，提供一種運(yùn)行可靠性高、制造成本低、結(jié)構(gòu)簡單的潮流能發(fā)電裝置。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是直驅(qū)發(fā)電機(jī)由雙轉(zhuǎn)子組成外轉(zhuǎn)子中的磁極沿圓周均布安裝在鐵軛的內(nèi)壁上，夕卜轉(zhuǎn)子與橫流式水輪機(jī)A同一軸線固定安裝在橫流式水輪機(jī)A的一端，由橫流式水輪機(jī)A驅(qū)動(dòng)，構(gòu)成一體式結(jié)構(gòu)；內(nèi)轉(zhuǎn)子包括繞組和鐵芯，內(nèi)轉(zhuǎn)子與橫流式水輪機(jī)B同一軸線固定安裝在橫流式水輪機(jī)B—端，由橫流式水輪機(jī)B驅(qū)動(dòng)，且內(nèi)轉(zhuǎn)子中繞組內(nèi)產(chǎn)生的電流通過電樞輸出，構(gòu)成另一個(gè)一體式結(jié)構(gòu)。外轉(zhuǎn)子和內(nèi)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)軸分別穿過密封圈和軸承連接在直驅(qū)發(fā)電機(jī)外殼上，且外轉(zhuǎn)子和內(nèi)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸的軸線在同一條直線上。把兩臺(tái)橫流式水輪機(jī)A和B上的葉片安裝方向相反，兩臺(tái)橫流式水輪機(jī)A和B的旋轉(zhuǎn)方向相反，驅(qū)動(dòng)直驅(qū)發(fā)電機(jī)的兩個(gè)轉(zhuǎn)子也同樣是相反方向旋轉(zhuǎn)。直驅(qū)發(fā)電機(jī)外殼固定在支座上，支座可以固定在座底式基礎(chǔ)上，也可以懸吊式固定在浮式載體的下方；整流罩固定在直驅(qū)發(fā)電機(jī)外殼外，以減小水流對直驅(qū)發(fā)電機(jī)的作用力。本發(fā)明的效果和益處是一、采用雙轉(zhuǎn)子的直驅(qū)發(fā)電機(jī)，轉(zhuǎn)子間的相對轉(zhuǎn)速可達(dá)到每分鐘近百轉(zhuǎn)，可大大減少直驅(qū)發(fā)電機(jī)的重量、尺寸和制造成本；二、相對于通常的橫流水輪機(jī)一直驅(qū)發(fā)電機(jī)系統(tǒng)，等于是把一臺(tái)水輪機(jī)沿軸線分成兩臺(tái)，并連接在發(fā)電機(jī)的兩端，而每臺(tái)水輪機(jī)軸線長度只有原來的一半，結(jié)構(gòu)在水流作用下不易變形，運(yùn)行時(shí)的振動(dòng)和疲勞破壞大大減少，可靠性和水動(dòng)力效率大大改善。


圖1a是潮流能一體式雙轉(zhuǎn)子直驅(qū)發(fā)電裝置座底式安裝立體視圖。圖1b是潮流能一體式雙轉(zhuǎn)子直驅(qū)發(fā)電裝置座底式安裝前視圖。圖1c是潮流能一體式雙轉(zhuǎn)子直驅(qū)發(fā)電裝置座底式安裝側(cè)視圖。圖1d是潮流能一體式雙轉(zhuǎn)子直驅(qū)發(fā)電裝置懸吊式安裝立體視圖。圖2是直驅(qū)發(fā)電機(jī)雙轉(zhuǎn)子局部剖視圖。圖3是潮流能一體式雙轉(zhuǎn)子直驅(qū)發(fā)電裝置分解圖。圖中1水輪機(jī)A，2水輪機(jī)B，3外轉(zhuǎn)子，4內(nèi)轉(zhuǎn)子(繞組和鐵芯)，5直驅(qū)發(fā)電機(jī)外殼，6支座，7整流罩，8密封圈和軸承，9外轉(zhuǎn)子的鐵軛，10外轉(zhuǎn)子的磁極，11電樞。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合技術(shù)方案和附圖詳細(xì)敘述本發(fā)明的具體實(shí)施方式
。直驅(qū)發(fā)電機(jī)由雙轉(zhuǎn)子組成；在外轉(zhuǎn)子3中，磁極10沿圓周均布安裝在鐵軛9的內(nèi)壁上；外轉(zhuǎn)子3與橫流式水輪機(jī)A同軸線固定安裝在橫流式水輪機(jī)A的一端，由橫流式水輪機(jī)A驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)；內(nèi)轉(zhuǎn)子4中包括繞組和鐵芯，與橫流式水輪機(jī)B同軸線固定安裝在橫流式水輪機(jī)B —端，由橫流式水輪機(jī)B帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)；內(nèi)轉(zhuǎn)子4中線圈內(nèi)產(chǎn)生的電流通過電樞11輸出；外轉(zhuǎn)子3和內(nèi)轉(zhuǎn)子4的轉(zhuǎn)軸分別穿過密封圈和軸承8連接在直驅(qū)發(fā)電機(jī)外殼5上；直驅(qū)發(fā)電機(jī)外殼5固定在支座6上,支座6可以固定在座底式基礎(chǔ)上,也可以懸吊式固定在浮式載體的下方；整流罩7固定在直驅(qū)發(fā)電機(jī)外殼5外，以減小水流對直驅(qū)發(fā)電機(jī)的作用力。把兩臺(tái)橫流式水輪機(jī)A和B上的葉片在相反方向安裝，來流時(shí)，兩臺(tái)橫流式水輪機(jī)A和B的旋轉(zhuǎn)方向相反，驅(qū)動(dòng)直驅(qū)發(fā)電機(jī)的兩個(gè)轉(zhuǎn)子也同樣是相反方向旋轉(zhuǎn)，使兩個(gè)轉(zhuǎn)子之間的相對轉(zhuǎn)速，相當(dāng)于通常的定子一轉(zhuǎn)子式發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的兩倍。
權(quán)利要求
1.一種潮流能一體式雙轉(zhuǎn)子直驅(qū)發(fā)電裝置，其特征在于，該裝置包括水輪機(jī)A、水輪機(jī)B、外轉(zhuǎn)子(3)、內(nèi)轉(zhuǎn)子(4)、直驅(qū)發(fā)電機(jī)外殼(5)、密封圈和軸承(8)和電樞(11);外轉(zhuǎn)子(3)中的磁極(10)沿圓周均布安裝在外轉(zhuǎn)子的鐵軛(9)的內(nèi)壁上，外轉(zhuǎn)子(3)與橫流式水輪機(jī)A同一軸線固定在橫流式水輪機(jī)A的一端，由橫流式水輪機(jī)A驅(qū)動(dòng),構(gòu)成一體式結(jié)構(gòu)；內(nèi)轉(zhuǎn)子(4)包括繞組和鐵芯，內(nèi)轉(zhuǎn)子(4)與橫流式水輪機(jī)B同一軸線固定在橫流式水輪機(jī)B —端，并由橫流式水輪機(jī)B驅(qū)動(dòng)，且內(nèi)轉(zhuǎn)子(4 )中繞組內(nèi)產(chǎn)生的電流通過電樞(11)輸出，構(gòu)成另一個(gè)一體式結(jié)構(gòu)；外轉(zhuǎn)子和內(nèi)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)軸分別穿過密封圈和軸承(8)連接在直驅(qū)發(fā)電機(jī)外殼(5)上，外轉(zhuǎn)子和內(nèi)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)軸軸線在同一條直線上；把兩臺(tái)橫流式水輪機(jī)A和B上的葉片安裝方向相反。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種潮流能一體式雙轉(zhuǎn)子直驅(qū)發(fā)電裝置，其特征在于，直驅(qū)發(fā)電機(jī)外殼(5)固定在支座(6)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種潮流能一體式雙轉(zhuǎn)子直驅(qū)發(fā)電裝置，其特征在于，支座(6)固定在座底式基礎(chǔ)上或懸吊式固定在浮式載體的下方。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的一種潮流能一體式雙轉(zhuǎn)子直驅(qū)發(fā)電裝置，其特征在于，直驅(qū)發(fā)電機(jī)外殼(5)外固定有整流罩(7)。
全文摘要
一種潮流能的一體式雙轉(zhuǎn)子直驅(qū)發(fā)電裝置，屬于海洋可再生能源利用技術(shù)領(lǐng)域。其包括水輪機(jī)A、水輪機(jī)B、外轉(zhuǎn)子(3)、內(nèi)轉(zhuǎn)子(4)、直驅(qū)發(fā)電機(jī)外殼(5)、密封圈和軸承(8)和電樞(11)。外轉(zhuǎn)子的磁極沿圓周均布安裝在外轉(zhuǎn)子的鐵軛的內(nèi)壁上，其與橫流式水輪機(jī)A同軸線固定在橫流式水輪機(jī)A的一端；內(nèi)轉(zhuǎn)子包括繞組和鐵芯，其與橫流式水輪機(jī)B同軸線固定在橫流式水輪機(jī)B一端，內(nèi)轉(zhuǎn)子中繞組內(nèi)產(chǎn)生的電流通過電樞輸出；外轉(zhuǎn)子和內(nèi)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)軸分別穿過密封圈和軸承連接在直驅(qū)發(fā)電機(jī)外殼上，外轉(zhuǎn)子和內(nèi)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)軸軸線在同一條直線上。把兩臺(tái)橫流式水輪機(jī)A和B上的葉片在相反方向安裝。直驅(qū)發(fā)電機(jī)外殼固定在支座上，支座可以固定在座底式基礎(chǔ)上，也可以懸吊式固定在浮式載體的下方；整流罩固定在直驅(qū)發(fā)電機(jī)外殼外。
文檔編號(hào)F03B13/26GK102996323SQ20121053961
公開日2013年3月27日 申請日期2012年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月12日
發(fā)明者陳兵 申請人:大連理工大學(xué)