一種雙向雙流道雙轉(zhuǎn)子海浪沖擊發(fā)電裝置制造方法
【專利摘要】一種雙向雙流道雙轉(zhuǎn)子海浪沖擊發(fā)電裝置，海水引導(dǎo)槽水平放置與海浪沖擊方向平行；上下層葉輪分別位于上下層引導(dǎo)槽內(nèi)，上層葉輪連接同軸軸桿外軸套，經(jīng)增速齒輪箱連接雙轉(zhuǎn)子電機外轉(zhuǎn)子，下層葉輪連接同軸軸桿內(nèi)軸心，經(jīng)增速齒輪箱連接內(nèi)轉(zhuǎn)子；翻板閥共八個，每層引導(dǎo)槽各四個，分別安裝在引導(dǎo)槽兩個內(nèi)側(cè)壁上，位于每層引導(dǎo)槽的同一側(cè)壁上的兩個翻板閥開啟方向相同，不同側(cè)壁上的翻板閥開啟方向相反；每層引導(dǎo)槽各兩個翻板閥限位塊，上層限位塊固定在隔板，下層限位塊固定在底板；同軸軸桿外軸套通過軸承座固定在隔板上，內(nèi)軸心穿過隔板連接下層葉輪。本裝置使用時平放在海岸邊，充分利用海浪的往復(fù)流動性，海浪的往復(fù)流動都可發(fā)電。
【專利說明】一種雙向雙流道雙轉(zhuǎn)子海浪沖擊發(fā)電裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種能夠收集海浪的來回、往復(fù)沖擊動能，并沖擊雙轉(zhuǎn)子電機發(fā)電的裝置，屬波浪能發(fā)電【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]海洋波浪能能流密度高、儲量巨大且分布廣泛，是未來海洋能利用的主要方向。目前，海洋波浪能發(fā)電技術(shù)已取得長足進步，海浪發(fā)電裝置種類繁多，絕大多數(shù)波浪發(fā)電裝置都是先將波浪能轉(zhuǎn)換成某個載體的機械能，再將得到的能量轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)機械(如水力透平、空氣透平、液壓電動機等)的機械能，最后利用發(fā)電機將旋轉(zhuǎn)機械的機械能轉(zhuǎn)換成電能。大量研宄表明，進一步提高波浪能裝置的能量轉(zhuǎn)換效率以及可靠性，是波浪能利用技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵。但由于波浪運動的多向性和往復(fù)性，使得人們至今也未能設(shè)計出合理的能量俘獲系統(tǒng)和動力攝取系統(tǒng)，因此現(xiàn)有的海浪發(fā)電裝置普遍存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、能量轉(zhuǎn)換效率低、可靠性差的問題，大大影響了該項技術(shù)的進一步發(fā)展。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，設(shè)計一套高效的能量捕獲裝置，充分利用波浪能來回、往復(fù)運動蘊含的巨大動能，實現(xiàn)高效率的發(fā)電。
[0004]本發(fā)明所述問題是由以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
[0005]一種雙向雙流道雙轉(zhuǎn)子海浪沖擊發(fā)電裝置，構(gòu)成中包括蓄電池、翻板閥、翻板閥限位塊、彈簧復(fù)位鉸接軸、雙轉(zhuǎn)子電機、增速齒輪箱、同軸軸桿、隔板、底板、雙層海水引導(dǎo)槽和兩個葉輪，所述雙層海水引導(dǎo)槽水平放置并與海浪的沖擊方向平行；所述同軸軸桿豎直放置，分內(nèi)軸心和外軸套，并通過軸承座固定在中間隔板上。在每層海水引導(dǎo)槽上分別放置一個葉輪，上層海水引導(dǎo)槽中的葉輪通過外軸套與雙轉(zhuǎn)子電機的外轉(zhuǎn)子連接，下層海水引導(dǎo)槽中的葉輪通過內(nèi)軸心與雙轉(zhuǎn)子電機的內(nèi)轉(zhuǎn)子連接，上、下層葉輪旋轉(zhuǎn)方向相反，再經(jīng)增速齒輪箱加速，驅(qū)動雙轉(zhuǎn)子電機內(nèi)、外轉(zhuǎn)子向相反方向旋轉(zhuǎn)發(fā)電，并將電能儲存在蓄電池中；在每層海水引導(dǎo)槽上分別對稱放置四個翻板閥，每層引導(dǎo)槽上的四個翻板閥分成兩組，每組的兩個翻板閥分別安裝在一層海水引導(dǎo)槽的兩個內(nèi)側(cè)壁上，二者相互對應(yīng)且開啟方向相反；位于海水引導(dǎo)槽的同一側(cè)壁上的兩個翻板閥開啟方向相同。
[0006]上述雙向雙流道雙轉(zhuǎn)子海浪沖擊發(fā)電裝置，在上層海水引導(dǎo)槽中，同一組的兩個翻板閥之間設(shè)置有翻板閥限位塊，所述翻板閥限位塊固定在中間隔板上，下層海水引導(dǎo)槽與上層布局類似。
[0007]上述雙向雙流道雙轉(zhuǎn)子海浪沖擊發(fā)電裝置，所述上、下層海水引導(dǎo)槽的兩端均為逐漸擴口的喇叭狀，上、下層引導(dǎo)槽通過中間隔板分開。
[0008]上述雙向雙流道雙轉(zhuǎn)子海浪沖擊發(fā)電裝置，在上層海水引導(dǎo)槽中，所述翻板閥通過彈簧復(fù)位鉸接軸與槽的內(nèi)側(cè)壁連接，下層海水引導(dǎo)槽與上層布局類似。
[0009]上述雙向雙流道雙轉(zhuǎn)子海浪沖擊發(fā)電裝置，所述雙轉(zhuǎn)子發(fā)電機有內(nèi)轉(zhuǎn)子和外轉(zhuǎn)子且內(nèi)、外轉(zhuǎn)子都可旋轉(zhuǎn)，在本裝置中由兩個葉輪通過同軸軸桿與增速齒輪箱分別帶動沿相反方向旋轉(zhuǎn)。
[0010]上述雙向雙流道雙轉(zhuǎn)子海浪沖擊發(fā)電裝置，所述同軸軸桿由內(nèi)軸心與外軸套組成，外軸套與內(nèi)軸心可相對旋轉(zhuǎn)，外軸套通過軸承座固定在中間隔板上，以固定同軸軸桿。
[0011]上述雙向雙流道雙轉(zhuǎn)子海浪沖擊發(fā)電裝置，上層海水引導(dǎo)槽中的葉輪通過外軸套與雙轉(zhuǎn)子電機的外轉(zhuǎn)子連接，下層海水引導(dǎo)槽中的葉輪通過內(nèi)軸心與雙轉(zhuǎn)子電機的內(nèi)轉(zhuǎn)子連接。
[0012]本發(fā)明充分利用了海浪的往復(fù)流動特性，在海浪的來、去過程中都可以發(fā)電，大大提高了能量轉(zhuǎn)換效率。同傳統(tǒng)海浪發(fā)電裝置相比，本裝置還具有結(jié)構(gòu)簡單、維修方便、工作安全可靠、運行壽命長、適用范圍廣等優(yōu)點。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明。
[0014]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2是圖1中上層海水引導(dǎo)槽的俯視圖；
[0016]圖3是圖1中下層海水引導(dǎo)槽的俯視圖；
[0017]圖4是本發(fā)明在海浪來時，上層海水引導(dǎo)槽的工作狀態(tài)；
[0018]圖5是本發(fā)明在海浪去時，上層海水引導(dǎo)槽的工作狀態(tài)；
[0019]圖6是本發(fā)明在海浪來時，下層海水引導(dǎo)槽的工作狀態(tài)；
[0020]圖7是本發(fā)明在海浪去時，下層海水引導(dǎo)槽的工作狀態(tài)；
[0021]圖中標(biāo)號清單為:1、海水引導(dǎo)槽；2、彈簧復(fù)位鉸接軸；3、翻板閥限位塊；4、葉輪；
5、翻板閥；6、雙轉(zhuǎn)子電機；7、增速齒輪箱；8、隔板；9、同軸軸桿的外軸套；10、同軸軸桿的內(nèi)軸心；11、蓄電池；12、底板。

【具體實施方式】
[0022]參看圖1、圖2、圖3，圖2是上層海水引導(dǎo)槽的俯視圖，圖3是下層海水引導(dǎo)槽的俯視圖，上、下層海水引導(dǎo)槽的布局類似，上、下層海水引導(dǎo)槽由中間隔板8分隔開。本發(fā)明由海水引導(dǎo)槽I (分上下層)，彈簧復(fù)位鉸接軸2，翻板閥限位塊3，葉輪4 (分上下層)，翻板閥5，雙轉(zhuǎn)子電機6，增速齒輪箱7，隔板8，同軸軸桿的外軸套9，同軸軸桿的內(nèi)軸心10，蓄電池11，底板12組成。對于每一層海水引導(dǎo)槽中的四個翻板閥5均通過彈簧復(fù)位鉸接軸2與每層海水引導(dǎo)槽的側(cè)壁連接；對于上層海水引導(dǎo)槽中的兩個翻板閥限位塊2與隔板8固定連接；對于下層海水引導(dǎo)槽中的兩個翻板閥限位塊2與底板12固定連接；對于上層海水引導(dǎo)槽中的葉輪4與同軸軸桿的外軸套9連接，外軸套上端再經(jīng)增速齒輪箱7加速與雙轉(zhuǎn)子電機6的外轉(zhuǎn)子連接；對于下層海水引導(dǎo)槽中的葉輪與同軸軸桿的內(nèi)軸心10連接，內(nèi)軸心上端再經(jīng)增速齒輪箱加速與雙轉(zhuǎn)子電機的內(nèi)轉(zhuǎn)子連接。外軸套通過軸承座固定在隔板8上，以固定同軸軸桿，內(nèi)軸心穿過隔板8與下層葉輪連接，外軸套不穿過隔板8，僅位于隔板8之上，與上層葉輪連接。蓄電池1用于儲存雙轉(zhuǎn)子電機6發(fā)出的電能。
[0023]在近海，由于受到海岸線的阻擋，海浪會來回沖擊。上層海水引導(dǎo)槽的工作原理是:如圖4，當(dāng)波浪從左向右沖過來時，在上層海水引導(dǎo)槽中，下面的兩個翻板閥受沖擊打開，上面的兩個翻板閥在海浪的沖擊下緊緊靠在上層翻板閥限位塊上，處于關(guān)閉狀態(tài)。由于處于打開狀態(tài)的兩個翻板閥總是位于海水引導(dǎo)槽的同一側(cè)壁上，因此灌入上層海水引導(dǎo)槽中的巨大的海水沖擊上層葉輪逆時針快速旋轉(zhuǎn)，葉輪經(jīng)增速齒輪箱驅(qū)動雙轉(zhuǎn)子電機的外轉(zhuǎn)子逆時針快速旋轉(zhuǎn)；同理，如圖5，當(dāng)海浪退去時，即海浪從右向左沖過來，剛剛處于打開狀態(tài)的兩個翻板閥受沖擊力及彈簧復(fù)位鉸接軸的彈力立即關(guān)閉，而剛剛處于關(guān)閉狀態(tài)的兩個翻板閥則受沖擊打開，使葉輪又受到海浪的沖擊，又沿逆時針旋轉(zhuǎn)，也即雙轉(zhuǎn)子電機的外轉(zhuǎn)子又沿逆時針旋轉(zhuǎn)，因此，對于上層海水引導(dǎo)槽，無論海水的來、去，電機外轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向不變，都是逆時針旋轉(zhuǎn)。
[0024]下層海水引導(dǎo)槽的工作方式與上層恰好相反:如圖6，當(dāng)波浪從左向右沖過來時，在下層海水引導(dǎo)槽中，上面的兩個翻板閥受沖擊打開，下面的兩個翻板閥關(guān)閉，灌入下層海水引導(dǎo)槽中的巨大的海水沖擊下層葉輪順時針快速旋轉(zhuǎn)，葉輪經(jīng)增速齒輪箱驅(qū)動雙轉(zhuǎn)子電機的內(nèi)轉(zhuǎn)子順時針快速旋轉(zhuǎn)；同理，如圖7，當(dāng)海浪退去時，即海浪從右向左沖過來，剛剛處于打開狀態(tài)的兩個翻板閥受沖擊力及彈簧復(fù)位鉸接軸的彈力立即關(guān)閉，而剛剛處于關(guān)閉狀態(tài)的兩個翻板閥則受沖擊打開，使葉輪又受到海浪的沖擊，又沿順時針旋轉(zhuǎn)，也即雙轉(zhuǎn)子電機的內(nèi)轉(zhuǎn)子又沿順時針旋轉(zhuǎn)，因此，對于下層海水引導(dǎo)槽，無論海水的來、去，電機內(nèi)轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向不變，都是順時針旋轉(zhuǎn)。
[0025]上、下層海水引導(dǎo)槽在海浪的來、去過程中工作方式恰好相反，這其中的翻板閥限位塊3起到了關(guān)鍵的作用，上、下層槽中的翻板閥限位塊放置方式恰好相反，以保證實現(xiàn)這種效果。這樣在海浪持續(xù)不斷的沖擊下，上、下層葉輪旋轉(zhuǎn)方向總是相反，使雙轉(zhuǎn)子電機的內(nèi)、外轉(zhuǎn)子也保持相反的方向旋轉(zhuǎn)，雙轉(zhuǎn)子電機就可源源不斷地向外輸出電能，儲存到蓄電池中，再經(jīng)輸出電路為負(fù)載供電。
[0026]本裝置充分利用海浪的往復(fù)流動性，海浪的往復(fù)運動都能發(fā)電。海水引導(dǎo)槽的入口及出口處設(shè)計成喇叭口狀，可以增加海水引導(dǎo)槽中波浪的流速，提高波浪能的轉(zhuǎn)化效率。本裝置適于安裝在近岸且波浪較大的海岸上，出現(xiàn)故障時可把整個裝置拿到岸上進行維修，也可將此裝置以某種陣列的方式聯(lián)結(jié)來得到較大的電能輸出，使在潮漲潮落都能發(fā)出電能。本裝置安裝及維修方便，實際使用時只需將裝置投放在大海邊即可，而維修時只需把裝置拿到岸上進行維修即可。
【權(quán)利要求】
1.一種雙向雙流道雙轉(zhuǎn)子海浪沖擊發(fā)電裝置，其特征是，它包括上下層海水引導(dǎo)槽(I)、彈簧復(fù)位鉸接軸⑵、翻板閥限位塊(3)、上下層葉輪⑷、翻板閥(5)、雙轉(zhuǎn)子電機(6)、增速齒輪箱(7)、隔板(8)、同軸軸桿的外軸套(9)、同軸軸桿的內(nèi)軸心(10)、蓄電池(11)、底板(12)。所述海水引導(dǎo)槽(I)水平放置并與海浪的沖擊方向平行；所述上下層葉輪(4)分別位于上下層海水引導(dǎo)槽(I)內(nèi)，其中上層葉輪連接同軸軸桿的外軸套(9)，再經(jīng)增速齒輪箱(7)與雙轉(zhuǎn)子電機￠)的外轉(zhuǎn)子連接，下層葉輪連接同軸軸桿的內(nèi)軸心(10)，再經(jīng)增速齒輪箱(7)與雙轉(zhuǎn)子電機￠)的內(nèi)轉(zhuǎn)子連接；所述翻板閥(5)共八個，每層海水引導(dǎo)槽(I)各四個，每層的四個翻板閥(5)分成兩組，每組的兩個翻板閥(5)分別安裝在海水引導(dǎo)槽(I)相對的兩個內(nèi)側(cè)壁上，二者相互對應(yīng)且開啟方向相反，位于每層海水引導(dǎo)槽(I)的同一側(cè)壁上的兩個翻板閥(5)開啟方向相同；所述翻板閥限位塊(3)共四個，每層海水引導(dǎo)槽(I)各兩個，其中上層的翻板閥限位塊(3)固定在隔板(8)上，下層的翻板閥限位塊(3)固定在底板(12)上；所述同軸軸桿的外軸套(9)通過軸承座固定在隔板(8)上，以固定同軸軸桿，同軸軸桿的內(nèi)軸心(10)穿過隔板⑶與下層葉輪相連；所述雙轉(zhuǎn)子電機(6)有內(nèi)、夕卜轉(zhuǎn)子，內(nèi)、外轉(zhuǎn)子都可旋轉(zhuǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙向雙流道雙轉(zhuǎn)子海浪沖擊發(fā)電裝置，其特征在于，在每層海水引導(dǎo)槽(I)上，在同一組的兩個翻板閥(5)之間設(shè)置有翻板閥限位塊(3)，上層翻板閥限位塊(3)固定在隔板(8)上，下層翻板閥限位塊(3)固定在底板(12)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙向雙流道雙轉(zhuǎn)子海浪沖擊發(fā)電裝置，其特征在于，所述海水引導(dǎo)槽(I)的兩端為喇叭口狀。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙向雙流道雙轉(zhuǎn)子海浪沖擊發(fā)電裝置，其特征在于，所述翻板閥(5)通過彈簧復(fù)位鉸接軸(2)與海水引導(dǎo)槽(I)的側(cè)壁連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙向雙流道雙轉(zhuǎn)子海浪沖擊發(fā)電裝置，其特征在于，所用電機為雙轉(zhuǎn)子電機￠)，分內(nèi)、外轉(zhuǎn)子，內(nèi)轉(zhuǎn)子連接下層葉輪，外轉(zhuǎn)子連接上層葉輪。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙向雙流道雙轉(zhuǎn)子海浪沖擊發(fā)電裝置，其特征在于，所述同軸軸桿由同軸軸桿的外軸套(9)和同軸軸桿的內(nèi)軸心(10)組成，同軸軸桿的外軸套(9)通過軸承座固定在隔板(8)上，以固定同軸軸桿，外軸套與上層葉輪相連，同軸軸桿的內(nèi)軸心(10)穿過隔板(8)與下層葉輪相連。
【文檔編號】F03B13/22GK104481788SQ201410508704
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年9月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月29日
【發(fā)明者】翟俊義, 任建文, 渠衛(wèi)東, 劉獻超 申請人:華北電力大學(xué)（保定）