名称:潜水式波力水轮发电机

专利人: 李玉文

专利号:202321082653.X

技术领域

潜水式波力水轮发电机,属于波浪能发电技术领域。

背景技术

随着传统能源的逐渐枯竭,各种新能源的利用也逐渐被人们接受。海洋面积辽阔,蕴藏着无限的能量,因此近年来,市面上出现了多种利用海洋中海浪产生的能量实现发电的技术方案。此类技术方案可通过多种方式实现发电,其中比较典型的一种方式是利用海浪推动叶轮转动,叶轮转动时进一步带动发电机的电机轴转动,从而实现发电。

以叶轮带动发电机工作又可分为两种具体方式:

(1)发电机轴与海浪的流动方向平行。在这种方式下,海浪往返时理论上会使叶轮产生相反的转动方向,从而影响发电效率。在现有技术中,解决该问题主要采用以下两种方式实现:1)设置两组叶轮,海浪往返时分别带动两组叶轮转动,可以保证海浪往返时发电机轴转向相同,如申请号为201810385984.8,申请日为2018年4月26日,专利名称为“一种双向做功的海浪能发电装置”的中国发明专利所公开的技术方案。2)对海浪进行“整流”,设置板阀机构,随着海浪的往返,两个方向的板阀分别开启或关闭,使得海浪在往返时分别推动叶轮两侧的叶片转动,如申请号为201420565034.0,申请日为2014年9月29日,专利名称为“新型双向海浪冲击双转子电机发电装置”的中国实用新型专利所公开的技术方案。因此发电机轴与海浪的流动方法平行,为避免海浪往返而造成的发电效率较低的问题,需要设置较为复杂的机械机构,在一定程度上增加了成本。

(2)发电机轴与海浪的流动方向垂直。这种方式可以减少叶轮的设置数量,但是海浪在往返的过程中,对叶轮两侧叶片产生的作用力方向相同,所以此时海浪在发电机轴其中一侧叶轮的表面实际会产生反作用力,从而降低了叶轮的转速,也会对发电效率造成影响。在现有技术中,申请号为201220651777.0,申请日为2012年1月30日,专利名称为“利用海浪和海水流动能发电的设备”的中国实用新型专利提出了一种解决方案,在该技术方案中,叶轮为两段式,包括直接与发电机轴固定的辐条,以及与辐条铰接的叶片,不同侧的叶片随着海浪方向的变化而转动,避免了海浪对不同侧叶片产生的反作用力,然而在该技术方案中,由于叶片与辐条铰接,因此海浪在往返时对铰接轴的作用力较大,而海浪的轻度不可控,因此容易造成叶片的损坏。

同时以叶轮带动发电机工作的技术方案,受海浪强度的影响较大,当因恶劣天气而造成海浪强度较大时,随叶轮的冲击较大。因此设计一种能够较少海浪对叶轮的反作用力,且能够降低大强度海浪对叶轮影响的技术方案,成为本领域亟待解决的问题。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是:克服现有技术的不足,提供一种通过设置随海浪流动方向摆动的叶片,无论海浪处于何种流向,叶轮中均存在有一半数量的叶片推动发电机轴转动,避免了部分叶片产生的反作用力对发电机轴转速的影响,提高了发电效率的潜水式波力水轮发电机。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:该潜水式波力水轮发电机,包括发电机,其特征在于:设置有底座,发电机可升降的设置在底座上方,发电机的发电机轴竖直设置,在发电机轴的顶部设置有随海浪转动的叶轮,在叶轮内均匀设置有多个随海浪流动方向摆动的叶片。

优选的,叶轮包括叶轮架,叶片通过叶片轴均匀设置在叶轮架的外圈。

优选的,叶片包括弹性片,弹性片与叶片轴固定,叶片板固定在弹性片的外周圈。

优选的,在底座的表面设置有升降机构,发电机固定在升降机构顶部。

优选的,升降机构包括外管以及位于外管内的内管,发电机固定在内管的顶部。

优选的,在内管的顶部水平设置有支撑台,发电机固定在支撑台表面。

优选的,在升降机构和底座之间设置有多条支撑柱。

与现有技术相比,本实用新型所具有的有益效果是:

1、在本潜水式波力水轮发电机中,通过设置随海浪流动方向摆动的叶片,因此无论海浪处于何种流向,叶轮中均存在有一半数量的叶片推动发电机轴转动,而海浪返回时,通过另一半数量的叶片带动发电机轴转动。因此避免了部分叶片产生的反作用力对发电机轴转速的影响,提高了发电效率。

2、在本潜水式波力水轮发电机中,发电机可升降的设置在底座表面,当因特殊天气原因会导致海浪过大时,可以提前是升降机构下降,使叶轮下降至最低处,减少海浪对叶轮的冲击。

3、在升降机构和底座之间设置有多条支撑柱,通过支撑柱对升降机构和底座之间进行加强。

4、发电机优选采用永磁发电机实现,发电机的定子上设置磁体,转子上设置有线圈,因此省略了滑环和碳刷,又有利于水下作业的绝缘。
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