專利名稱：模塊組合式豎軸潮流能直驅(qū)式發(fā)電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于海洋可再生能源利用技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種模塊組合式豎軸潮流能直驅(qū)式發(fā)電裝置。
背景技術(shù)：
潮流能發(fā)電裝置安裝于海上，根據(jù)海洋工程的經(jīng)驗，海上施工安裝的成本占裝置總成本的近50%，其中大部分是起重船，打樁船，運輸駁船等工程船的使用費用，這些費用是按海上施工項目內(nèi)容和工作時間計算的；在裝置運行壽命期限內(nèi)，出現(xiàn)故障后，進行檢修和維護也要使用海上工程船，這些都會使全壽命期成本增加。因此，在潮流能發(fā)電裝置的設(shè)計階段，就應(yīng)注意采用方便安裝的結(jié)構(gòu)形式，設(shè)法簡化潮流能發(fā)電裝置安裝時的海上施工，并縮短海上工作時間，可大大減少安裝施工費用。同時，采用結(jié)構(gòu)簡單，長期運行可靠性高的裝置，延長裝置的無故障運行時間，減少全壽命期內(nèi)檢修和維護費用。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡單、運行高效可靠、便于安裝和維護的模塊組合式潮流能發(fā)電裝置，解決現(xiàn)有潮流能裝置結(jié)構(gòu)復雜、安裝困難、維護不便的問題。本實用新型的原理是整個裝置由豎軸渦輪機、盤式直驅(qū)發(fā)電機、可移動框架、導管架樁基礎(chǔ)四大模塊組成。豎軸渦輪機適應(yīng)潮流流向變化，結(jié)構(gòu)簡單，制造容易；直驅(qū)式發(fā)電機發(fā)電效率高達90 %，不需齒輪增速器，運行可靠性高，而常規(guī)的發(fā)電機發(fā)電效率約 70%。將豎軸渦輪機和直驅(qū)式發(fā)電機整體安裝在一個可移動的框架上，形成潮流能裝置的核心單元；導管架樁基礎(chǔ)最先安裝在海上，核心單元再通過聯(lián)接部件安裝在導管架樁基礎(chǔ)上。本實用新型所采用的技術(shù)方案是—種新型模塊式豎軸潮流能直驅(qū)式發(fā)電裝置，整個裝置由豎軸渦輪機、盤式直驅(qū)發(fā)電機、可移動框架和導管架樁基礎(chǔ)四個模塊組成。模塊一，豎軸渦輪機采用固定安裝角的直葉片；籠形葉片支架提高了結(jié)構(gòu)強度和剛度，圓環(huán)形盤面阻止流體沿葉片展向的流動，減少誘導阻力，改善了葉片的水動力性能； 附加阻力葉片使渦輪機在低流速時容易實現(xiàn)自起動。模塊二，盤式直驅(qū)發(fā)電機的磁極和鐵軛布置在圓盤形轉(zhuǎn)子上，圓環(huán)形定子上布置繞組，定子安裝在發(fā)電機外殼上，外殼形成發(fā)電機艙的密封空間，轉(zhuǎn)子傳動軸穿出發(fā)電機艙，并通過聯(lián)軸器與渦輪機主軸相連；模塊三，可移動框架底部支腳插入導管架樁基礎(chǔ)的套筒內(nèi)，可移動框架上端通過柱銷固定在導管架樁基礎(chǔ)頂部，直驅(qū)發(fā)電機通過法蘭盤固定在可移動框架底部；模塊四，導管架樁基礎(chǔ)是整個裝置的支承結(jié)構(gòu)，打樁固定在海底上，其余各模塊均可在陸地上裝配好后整體吊裝并固定在導管架樁基礎(chǔ)上，需要檢修維護時，把渦輪機、直驅(qū)發(fā)電機連同可移動框架組成的核心單元整體吊升出水后，在工作船上或陸地上進行維護作業(yè)。本實用新型的效果和益處是裝置結(jié)構(gòu)簡單，運行可靠，能量轉(zhuǎn)換效率高，大大減少了安裝和維護的海上工作量，使壽命期總成本大大下降，提高了潮流能商業(yè)化開發(fā)的經(jīng)濟效益。

圖1是模塊式豎軸潮流能直驅(qū)式發(fā)電裝置立體視圖。圖2是豎軸渦輪機立體視圖。圖3是盤式直驅(qū)發(fā)電機結(jié)構(gòu)示意圖和立體視圖。圖4是定子繞組和輸出線示意圖。圖5是盤式直驅(qū)發(fā)電機俯視示意圖和仰視視圖。圖6是可移動框架立體視圖。圖7是導管架樁基礎(chǔ)立體視圖。圖中1豎軸渦輪機，2盤式直驅(qū)發(fā)電機，3可移動框架，4導管架樁基礎(chǔ)，5渦輪機主軸，6籠形葉片支架，7直葉片，8附加阻力葉片，9磁極，10鐵軛，11定子，12繞組，13外殼， 14轉(zhuǎn)子軸，15聯(lián)軸器，16整流罩，17軸承，18輪轂，19套筒，20柱銷，21法蘭盤。
具體實施方式
以下結(jié)合技術(shù)方案和附圖詳細敘述本實用新型的具體實施方式
。整個裝置由豎軸渦輪機1、盤式直驅(qū)發(fā)電機2、可移動框架3和導管架樁基礎(chǔ)4四個模塊組成。豎軸渦輪機包括主軸5、籠形葉片支架6、直葉片7、附加阻力葉片8 ；盤式直驅(qū)發(fā)電機的磁極9和鐵軛10 —起構(gòu)成轉(zhuǎn)子，圓環(huán)形定子鐵心11上布置繞組12和輸出線，定子安裝在發(fā)電機外殼13上，外殼13形成發(fā)電機艙的密封空間，轉(zhuǎn)子軸14穿出發(fā)電機艙，并通過聯(lián)軸器15與豎軸渦輪機主軸下端相連，發(fā)電機外殼13外安裝整流罩16，轉(zhuǎn)子軸14通過軸承17安裝在外殼13上；豎軸渦輪機的主軸上端安裝在可移動框架的輪轂18上，可移動框架支腳插入套筒19內(nèi)，可移動框架上端通過柱銷20固定在導管架樁基礎(chǔ)4的頂部，直驅(qū)發(fā)電機通過法蘭盤21固定在可移動框架底部。在水流作用下，豎軸渦輪機主軸5帶動轉(zhuǎn)子軸14轉(zhuǎn)動，繞組12中產(chǎn)生感應(yīng)電流由輸出端輸出。豎軸渦輪機1、盤式直驅(qū)發(fā)電機2、可移動框架3組成核心單元；導管架樁基礎(chǔ)4需打樁固定在海底上，核心單元在陸地上整體裝配好后吊裝在導管架樁基礎(chǔ)4上，并通過聯(lián)接部件固定。
權(quán)利要求1. 一種模塊組合式豎軸潮流能直驅(qū)式發(fā)電裝置，由豎軸渦輪機(1)，盤式直驅(qū)發(fā)電機 0)，可移動框架(3)，導管架樁基礎(chǔ)四大模塊組成，其特征是豎軸渦輪機由主軸(5)， 籠形葉片支架(6)，直葉片(7)，附加阻力葉片(8)組成，主軸上端通過軸承安裝在可移動框架上，主軸下端通過聯(lián)軸器(1 與直驅(qū)發(fā)電機轉(zhuǎn)子軸(14)相連；盤式直驅(qū)發(fā)電機( 包括整流罩(16)，外殼(13)，軸承(17)，鐵軛(10)和磁極(9)構(gòu)成轉(zhuǎn)子，圓環(huán)形定子鐵心(11) 上有繞組(1 和輸出線，定子固定安裝在外殼(1 上，外殼(1 通過法蘭盤固定在可移動框架C3)上，外殼(1 上安裝整流罩(16)；可移動框架支腳插入導管架樁基礎(chǔ)上的套筒(19)內(nèi)，可移動框架C3)上端通過柱銷OO)固定在導管架樁基礎(chǔ)(4)頂部；導管架樁基礎(chǔ)固定在海底上。
專利摘要一種模塊組合式豎軸潮流能直驅(qū)式發(fā)電裝置，屬于海洋可再生能源利用技術(shù)領(lǐng)域。其特征是整個裝置由豎軸渦輪機、盤式直驅(qū)發(fā)電機、可移動框架和導管架樁基礎(chǔ)組成。豎軸渦輪機采用籠形葉片支架、直葉片和附加阻力葉片，主軸上端安裝在輪轂上；盤式直驅(qū)發(fā)電機的磁極和鐵軛構(gòu)成轉(zhuǎn)子，定子上布置繞組，轉(zhuǎn)子軸與主軸相連，定子和外殼固定在可移動框架底部；可移動框架固定在導管架樁基礎(chǔ)上。豎軸渦輪機、盤式直驅(qū)發(fā)電機、可移動框架組成核心單元，在陸上裝配好后整體吊裝并固定安裝。本實用新型的效果和益處是裝置結(jié)構(gòu)簡單，運行可靠，能量轉(zhuǎn)換效率高，大大減少了安裝和維護的海上工作量，使壽命期總成本下降，提高了潮流能商業(yè)化開發(fā)的經(jīng)濟效益。
文檔編號F03B13/26GK202055980SQ20112014548
公開日2011年11月30日 申請日期2011年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月26日
發(fā)明者孫建忠, 康海貴, 張樺, 郭偉, 陳兵, 龍麗吉 申請人:大連理工大學