[发明专利]一种用于深海微流条件下的小型潮流能发电装置

说明书

本发明公开了一种用于深海微流条件下的小型潮流能发电装置。主要包括内外双桨叶和双转子环形电机，内外双桨叶由内环桨叶和外环桨叶组合而成，内环桨叶和外环桨叶分别固定布置在同一环形板的内圈和外圈，在内环桨叶和外双桨叶交界处布置双转子环形电机。本发明的内环桨叶叶片采用大扭角的设计方式，增加了装置在低流速时的启动性能；外环桨叶叶片则采用相对扭角较小的设计，保证了运行状态相对较高的捕能效率，且高实度阻力型的内外环桨叶减少了产能波动，采用双转子环形电机，简化了传动系统使该电机系统设计更加简单可靠，同时便于密封。

技术领域

本发明涉及潮流能发电装置，具体涉及一种用于深海微流条件下的小型潮流能发电装置，主要可在深海微流环境下进行工作并为海洋设备提供原位供能。

背景技术

随着近些年的发展，潮流能开发技术已经逐渐走向成熟，国内外已有多台该类装置进行了研发和测试。目前，该项技术主要表现为两个发展趋势：一是机组大型化、阵列化，用于商业化的电网供电或海岛供电；二是小型化、简易化，用于低功耗水下设施的原位供电。本发明所设计的小型潮流能发电装置主要考虑用于第二种工作情况。

小型化装置起步于目前已经较为成熟的大型化装置研制初期，其发展较早，研究往往都是作为大型化机组的缩尺模型来进行研制的，而对于真正服务与工程应用的小型化机组研究目前仍然较少。在此方面，主要存在两个问题：一方面，小型化装置结构简单，难以像大型装置一样配合上复杂的传动、变桨、启停等控制系统；另一方面，小型化机组由于尺寸较小，实际运行中转子水动力性能受到尺度效应影响较大，其水动力特性方面与大型化的机组存在较大的差别，极大的限制了装置的发电效率和工作环境。因此，对于小型化机组，必须进行针对性的全局设计才可以保证其在实际工程应用中达到预想的效果。

发明内容

基于目前潮流能技术方面小型化机组的不足，本发明目的在于设计一种可以用于深海微流条件下的小型潮流能发电装置，并用于未来为水下设备进行原位供电。

本发明的技术方案是：

本发明主要包括内外双桨叶和双转子环形电机，内外双桨叶由内环桨叶和外环桨叶组合而成，内环桨叶和外环桨叶分别固定布置在同一环形板的内圈和外圈，在内环桨叶和外双桨叶交界处布置双转子环形电机。

所述的双转子环形电机的结构包括三相绕组定子和双环磁组转子，双环磁组转子包括内环磁钢和外环磁钢，环形板的内圈周围布置内环磁钢，内环磁钢通过导磁铁圈紧贴内环桨叶的叶片，内环桨叶的叶片内端均连接到轴套上；环形板的外圈周围布置外环磁钢，外环磁钢通过导磁铁圈紧贴外环桨叶的叶片。

三相绕组定子包括环形外壳，环形外壳是由圆形的内圈壳体和外圈壳体同心布置而成，且内圈壳体和外圈壳体之间通过沿圆周间隔布置的多个径向隔板固定连接，内圈壳体和外圈壳体之间设置绕组绕线槽；定子中线圈通过绕线骨架三相绕组式绕线镶嵌在定子绕线槽中：相邻三个绕线骨架分别为ABC三相，每间隔两个为同一相位绕线骨架，每相线圈绕在九个骨架上。最后线圈通过环氧树脂灌封在定子中。内圈壳体通过带镂空的支杆连接转轴固定处，转轴固定处位于内圈壳体和外圈壳体的圆心，转轴和转轴固定处相固定连接，转轴通过轴承活动套装在轴套内。

所述的三相绕组定子朝向圆心的内圈壳体上沿内圈壳体圆周间隔布置有凸块，凸块上开有圆通孔作为电流导线输出孔。

所述的外环桨叶的叶片数量根据需求在3-12片直接灵活布置，外环桨叶的翼型采用对称直叶片。

所述的内环桨叶和外环桨叶与双环磁组转子同步转动，内环桨叶和外环桨叶具备捕获双向潮流的能力。

所述的内环桨叶和外环桨叶的转轴与电机直接相连。

所述的双转子环形电机的密封采用环氧树脂进行密封，内外环磁钢通过环氧树脂灌封在双环磁组转子中，线圈通过环氧树脂灌封在三相绕组定子中。

本发明的有益效果是：