轉子自浮式小型海流發電裝置的製作方法

2023-05-30 13:46:16

專利名稱：轉子自浮式小型海流發電裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於利用低速海流發電及供電裝置技術領域。
背景技術：
目前，隨著海洋開發和環保工作力度的加大，各種海事探測裝置的投放數量也越來越多，特別是置於海底連續提供測量數據的水下測量儀器的投放也在增加。水下測量儀器目前只能依靠蓄電池供電，僅能維持半年到一年的供電，而每更換一次電源就需數萬元至十幾萬元人民幣；太陽能電池板僅對探測浮標補充部分能量，同時也極易遭受不法破壞。

發明內容
本實用新型的發明目的就是提供一種利用海洋每12小時變更一次方向的低速海流發電及長期向探測儀器供電的轉子自浮式小型海流發電裝置。
本實用新型的技術方案是由水輪機和發電機及供電裝置組成，在水輪機的外部由兩級喇叭狀的前縮管和後縮管連接而成，在後縮管和後縮管的外部有泡沫浮力層，在前、後縮管內裝有轉子前支撐板和轉子後支撐板，軸流式轉子通過前後石墨—陶瓷軸承安裝在轉子前支撐板和轉子後支撐板上，在轉子後部裝有組合磁推力軸承，轉子通過軟碟機動軸與發電機連接，在軟碟機動軸上安裝有防堵葉輪；水輪機通過連接杆固定在浮標上，在前縮管的前部裝有防堵網。
在水下使用時水輪機和發電機也可做成一體。
本實用新型構造簡單，工作壽命長，可在水下為測量儀器提供電力，而且造價較低，很有推廣價值。


圖1為本實用新型的結構示意圖。
具體實施方式
水輪機的外部由兩級喇叭狀的前縮管2和後縮管9連接而成，在前縮管2和後縮管9的外部有泡沫浮力層3，兩級縮管有減小流體能量損失的作用，水輪機軸流式轉子6位於整個水輪機的偏後部，在後縮管9內裝有轉子6前支撐板4和轉子後支撐板8，軸流式轉子6通過前石墨—陶瓷軸承5和組合磁推力軸承7分別安裝在轉子前支撐板4和轉子後支撐板8上，轉子6通過軟碟機動軸10與發電機12連接，在軟碟機動軸10上安裝有防堵葉輪11；水輪機通過連接杆13固定在浮標15上，在前縮管的前部裝有防堵網1。圖1中14為海面。由於轉子中填充合適的浮力泡沫，使轉子的浮力略小於海水比重，可浮在海水中不下沉，故稱自浮式轉子。這種設計可最大限度地減小轉子軸的徑向力，減小摩擦損失，而且不會發生不慎將轉子沉入海低的麻煩。轉子前連接的碳纖維—橡膠複合材料軟軸，可在90度自然彎曲狀態下去驅動發電機發電，更可以把轉子上的扭矩傳遞到海面上部的發電機發電，這可以避免發電機在海水中浸泡工作，簡化發電機的構造。轉子軸前、後的石墨—陶瓷海水潤滑軸承及稀土強推力軸承不但不會受海水腐蝕，而且還能靠海水潤滑。轉子後部的磁推力軸承使轉子和定子之間只有海水的粘滯阻力損失而無接觸摩擦損失。此外塑料葉輪在注塑時，材料滲入了防止海洋生物附著的材料，可較長時間延緩海洋生物在葉輪表面生長。
圖中轉子6通過前後軸承5、7與前後支撐板4、8與定子也就是兩級縮管3、9相連。水流進入前縮管2後衝擊轉子6，第2級縮管9的設置是為了增加水流衝擊轉子葉片的效率。前部設置了凸狀硬防堵網1，以防止海洋漂浮垃圾和小魚進入水輪機卡住轉子。凸狀硬大孔防堵網有海流自動清理垃圾附著作用。發電機採用多極式發電機及PWM(脈衝寬調製驅動器)12，可在低轉速下得到頻率儘量高些的交流電，經PWM處理後變成穩定的直流電提供給儀器。
權利要求一種轉子自浮式小型海流發電裝置，是由水輪機和發電機及供電裝置組成，其特徵在於在水輪機的外部由兩級喇叭狀的前縮管(2)和後縮管(9)連接而成，在前縮管(2)和後縮管(9)的外部有泡沫浮力層(3)，在前、後縮管內裝有轉子前支撐板(4)和轉子後支撐板(8)，軸流式轉子(6)通過前石墨—陶瓷軸承(5)和組合磁推力軸承(7)分別安裝在轉子前支撐板(4)和轉子後支撐板(8)上，轉子通過軟碟機動軸(10)與發電機(12)連接，在軟碟機動軸(10)上安裝有防堵葉輪(11)；水輪機通過連接杆(13)固定在浮標(15)上，在前縮管(2)的前部裝有防堵網(1)。
專利摘要一種轉子自浮式小型海流發電裝置,屬於利用低速海流發電及供電裝置技術領域,是由水輪機和發電機及供電裝置組成,在水輪機的外部由兩級喇叭狀的前縮管和後縮管連接而成,在後縮管和後縮管的外部有泡沫浮力層,在前、後縮管內裝有轉子前支撐板和轉子後支撐板,軸流式轉子通過前後石墨－陶瓷軸承安裝在轉子前支撐板和轉子後支撐板上,在轉子後部裝有組合磁推力軸承,轉子通過軟碟機動軸與發電機連接,在軟碟機動軸上安裝有防堵葉輪;水輪機通過連接杆固定在浮標上,在前縮管的前部裝有防堵網;本實用新型構造簡單,工作壽命長,可在水下為測量儀器提供電力,而且造價較低,很有推廣價值。
文檔編號F03B3/04GK2520425SQ0220970
公開日2002年11月13日 申請日期2002年1月10日 優先權日2002年1月10日
發明者張雪明, 丁永耀 申請人:張雪明