[实用新型]具有变角传动机构的海洋能发电装置

说明书

技术领域

本实用新型属于海洋能发电领域，尤其涉及一种具有变角传动机构的海洋能发电装置。

背景技术

海洋能(包含潮汐能、潮流能、波浪能、海流能)是指海水流动的能量，作为可再生能源，储量丰富，分布广泛，具有极好的开发前景和价值。海洋能的利用方式主要是发电，其工作原理与风力发电类似，即通过能量转换装置，将海水的机械能转换成电能。具体而言，首先海水冲击水轮机，水轮机将水流的能量转换为旋转的机械能，然后水轮机经过机械传动系统带动发电机发电，最终转换成电能。

现今能源日益短缺，温室效应日益严重，能源需要低碳化，所以风能，海洋能等清洁能源是未来能源的发展方向。但现在这些清洁能源的发电设备，除了风能利用比较成熟外，海洋能的利用还都是在起步阶段，没有通用和成熟的设备。现有的少数设备也存在效率低下，设备不能大规模化的问题。

由于海洋环境复杂，水中阻力大，传统的海洋能发电装置的安装都必须在海里进行，困难度高，费用庞大。另外，由于发电装置长期接触海水，在海水的长期侵蚀和巨大冲击力下，加上装置本身不停做功产生的劳损，海洋能发电装置使用一段时间后就需要定期进行维修或更换。然而传统的海洋能发电装置的维修和更换也均在海里进行，困难度高，成本巨大。甚至，因为部分组件的损坏，导致整个海洋能发电装置的报废，这是海洋能发电装置高成本的重要原因之一，也是造成现有的海洋能发电装置无法大规模化、商业化运营的直接原因。

尤其是水平轴水轮发电机，由于其所有电器元件(包括叶片、发电机、齿轮箱、增速箱等)均在水下。特别地，与发电机连接的齿轮箱在使用一段时间之后需要更换机油，所以水平轴水轮发电机的维修和保养更加困难，成本更高。因此，即便水平轴水轮发电机的发电效率高于垂直轴水轮发电机，但水平轴水轮发电机商业化仍然非常困难。

并且，随着水中深度的增加，压强逐渐增大。由于发电机组外部的压强会远远大于内部的压强，因此外部水流很容易渗透到发电机组内部从而损毁发电机组。为了增强发电机组的抗压性能和密封性能，对发电机组外壳的强度和结构的密封性会有更高的要求，从而导致生产成本的攀升；另一方面，为了增加发电机组的抗压性能和密封性能，发电机组的体积需要进一步缩小以使发电机组内的所有元件(增速箱、传动元件、发电机等)都紧密设置，这样增加了元件之间的摩擦，极大地影响了发电机组的效率。为了避免这些问题，现有的海洋能发电装置在垂直于水平面方向都只设置一个水轮发电机以避免水深处压强太大的问题。然而，这样对水中深处的潮流能无法充分利用。

另一方面，由于潮流能是利用海洋的潮流进行发电。伴随着涨潮和落潮，潮流的方向会发生改变。传统的大部分水平轴水轮发电机都不可以旋转，导致潮流能发电机只能利用涨潮或者落潮进行发电，发电效率极低。现有技术人员为了充分利用涨潮和落潮产生的能量，选择安装两套发电系统。一套发电系统的叶轮朝向涨潮方向，另一套发电系统的叶轮朝向落潮方向。虽然看似涨潮和落潮产生的能量都充分得以利用，但是在涨潮或落潮时，始终会有一套发电系统闲置。增加一套发电系统使得生产成本翻倍，而产生的电能功率的提高远不及成本的增加，这极大地限制了海洋能发电装置的推广和运用。

实用新型内容

本实用新型为了克服现有技术中的至少一个不足，提供一种具有变角传动机构的海洋能发电装置。

为了实现本实用新型的一目的，本实用新型提供一种具有变角传动机构的海洋能发电装置，包括发电机、至少一根传动轴、至少一个水平轴水轮机和至少一个变角传动机构。当海洋能发电装置发电时，发电机位于水平面以上。传动轴的一端连接发电机，传动轴的轴线方向垂直于水平面。水平轴水轮机的轴线方向平行于水平面。变角传动机构连接水平轴水轮机和传动轴，将水平轴水轮机产生的动能传递给传动轴。

于本实用新型的一实施例中，具有变角传动机构的海洋能发电装置还包括至少一根外轴，传动轴套设于外轴之内，外轴转动时带动水平轴水轮机改变朝向。

于本实用新型的一实施例中，具有变角传动机构的海洋能发电装置还包括电机，连接外轴以驱动外轴转动。

于本实用新型的一实施例中，具有变角传动机构的海洋能发电装置还包括增压管，与外轴内连通以增加外轴内的压强，使外轴内的气压大于外部海水的压强。

于本实用新型的一实施例中，具有变角传动机构的海洋能发电装置还包括多个密封圈，分别设于水平轴水轮机处和变角传动机构处以实现外部密封。