[发明专利]双桨叶双向水平轴海流能发电装置

说明书

双桨叶双向水平轴海流能发电装置，包括连接在第一主轴前端的第一桨叶，连接在第二主轴前端的桨叶，第一桨叶和第二桨叶的工作方向相反，第一主轴穿设在为空心的第二主轴内，第一主轴的后端作为输入轴连接第一离合器，第二主轴的后端作为输入轴连接第二离合器，第一离合器和第二离合器共用一输出转轴，该共用的输出转轴通过增速箱连接发电机的输入轴，该海流能发电装置还包括采用液体粘性传动的减速刹车离合器；发电方式可以是永磁发电机配置全功率变流器并网，若第一、第二离合器为粘液离合器时，发电方式可采用同步发电机发电并网。本发明提供一种可在双向来流的作用下发电、双向发电时无需变桨距机构的双桨叶双向水平轴海流能发电装置。

技术领域

本发明属于海流能发电领域，具体涉及一种水平轴海流能发电装置，适合于海流能的双向来流发电。

背景技术

在可再生能源领域中，海流能是一种清洁可再生能源，我国海流能储量丰富，其开发利用潜力巨大。海流能具有能量密度大、可预测性强等优点，水平轴海流能发电装置是将海流能转换成电能的装置，现有的水平轴海流能发电装置多为单向发电，也即在单向来流的推动下发电，单向发电技术上比较容易，但近海很多地形潮涨潮落，要提高发电量，必须实现双向发电。而实现水平轴海流能发电装置双向发电的控制方法则是对桨叶进行变桨距控制。海流能单向发电装置是定距桨装置，海流能双向发电装置是变桨距装置。

海流能发电装置的变桨距机构主要具备以下功能：首先，通过变桨距机构可以驱动桨叶绕其参考线方向旋转180°来适应海流方向的变化；其次，变桨距机构可以通过旋转桨叶使桨叶在最佳的攻角下工作，充分吸收海流能量，达到最佳的输出功率；除此之外，在遭受恶劣海况海流超过极限速度时，变桨距机构使叶片偏离最佳工作点，从而将叶片的捕获功率稳定在额定功率附近。

根据动力部件的不同，现有的变桨距机构可以分为电动变桨距驱动和液压变桨距驱动，电动变桨距驱动采用电机连接减速箱的结构形式，液压变桨距驱动采用液压缸连接推杆的结构形式或者液压马达驱动形式。在实际应用中二者各有优缺点，比如液压变桨距驱动具有传递扭矩大、便于集中布置等优点，而电动变桨驱动则不存在非线性、泄漏、卡涩等现象。

但是现有的电动变桨距机构和液压变桨距机构通常结构比较复杂，可靠性较差，整个变桨距系统造价昂贵，整体鲁棒性较差。变桨距机构要考虑到的问题有：海水密封问题，即桨叶和轮毂间的密封；桨叶和桨毂之间的轴承问题；进油系统、供电系统、以及检测桨叶位置的传感器的布置要避免复杂；电机、液压马达、油缸要占较大空间。尤其在海上出现故障，修理较困难，会产生较大的修理费用。

也有不通过变桨距方式现双向发电的固定桨双向发电装置，其结构为，桨叶、主轴、增速箱、联轴器、发电机、联轴器、增速箱、主轴、桨叶依次相连，相当于采用两台固定桨单向发电装置（二者对应于不同的海流流向）尾部和尾部对接，只是二者共用一个发电机，省略了一个发电机。但是这种固定桨双向发电装置长度较长，整体刚性较差，体积较大，安装使用不方便。

发明内容

为了克服现有的水平轴海流能发电存在的上述问题，本发明提供一种可在双向来流的作用下发电、双向发电时无需变桨距机构、刚性好、体积相对更小、运行平稳可靠的双桨叶双向水平轴海流能发电装置。

本发明采用以下的技术方案：

双桨叶双向水平轴海流能发电装置，其箱体外设有由海流推动旋转的第一桨叶和第二桨叶，所述第一桨叶连接在第一主轴的前端，所述第二桨叶连接在第二主轴的前端，第一桨叶位于第二桨叶前方，所述第一主轴穿设在为空心的第二主轴内，支承第一主轴的轴承中有可承受海流轴向推力的轴承,支承第二主轴的轴承中有可承受海流轴向推力的轴承；

第一主轴的后端作为输入轴连接第一离合器，第二主轴的后端作为输入轴连接第二离合器，第一离合器和第二离合器共用一输出转轴，当第一离合器接合或者第二离合器接合时，均可使该共用的输出转轴旋转；所述共用的输出转轴连接增速箱的输入轴，所述增速箱的输出轴连接发电机的输入轴；