新型雙向海浪沖擊雙轉(zhuǎn)子電機(jī)發(fā)電裝置制造方法
【專利摘要】一種雙向雙流道雙轉(zhuǎn)子海浪沖擊發(fā)電裝置，它包括上下層海水引導(dǎo)槽、彈簧復(fù)位鉸接軸、翻板閥限位塊、上下層葉輪、翻板閥、雙轉(zhuǎn)子電機(jī)、增速齒輪箱、隔板、同軸軸桿的外軸套、同軸軸桿的內(nèi)軸心、蓄電池、底板；所述海水引導(dǎo)槽水平放置并與海浪的沖擊方向平行。本實(shí)用新型充分利用了海浪的往復(fù)流動(dòng)特性，在海浪的往復(fù)流動(dòng)過(guò)程中都可以發(fā)電，采用雙轉(zhuǎn)子電機(jī)大大提高了能量轉(zhuǎn)換效率。同傳統(tǒng)海浪發(fā)電裝置相比，本裝置還具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維修方便、工作可靠、運(yùn)行壽命長(zhǎng)、適用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】新型雙向海浪沖擊雙轉(zhuǎn)子電機(jī)發(fā)電裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種能夠收集海浪的來(lái)回、往復(fù)沖擊動(dòng)能，并沖擊雙轉(zhuǎn)子電機(jī)發(fā)電的裝置，屬波浪能發(fā)電【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]海洋波浪能能流密度高、儲(chǔ)量巨大且分布廣泛，是未來(lái)海洋能利用的主要方向。目前，海洋波浪能發(fā)電技術(shù)已取得長(zhǎng)足進(jìn)步，海浪發(fā)電裝置種類繁多，絕大多數(shù)波浪發(fā)電裝置都是先將波浪能轉(zhuǎn)換成某個(gè)載體的機(jī)械能，再將得到的能量轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)機(jī)械(如水力透平、空氣透平、液壓電動(dòng)機(jī)等)的機(jī)械能，最后利用發(fā)電機(jī)將旋轉(zhuǎn)機(jī)械的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能。大量研究表明，進(jìn)一步提高波浪能裝置的能量轉(zhuǎn)換效率以及可靠性，是波浪能利用技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵。但由于波浪運(yùn)動(dòng)的多向性和往復(fù)性，使得人們至今也未能設(shè)計(jì)出合理的能量俘獲系統(tǒng)和動(dòng)力攝取系統(tǒng)，因此現(xiàn)有的海浪發(fā)電裝置普遍存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、能量轉(zhuǎn)換效率低、可靠性差的問(wèn)題，大大影響了該項(xiàng)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，設(shè)計(jì)一套高效的能量捕獲裝置，充分利用波浪能來(lái)回、往復(fù)運(yùn)動(dòng)蘊(yùn)含的巨大動(dòng)能，實(shí)現(xiàn)高效率的發(fā)電。
[0004]本實(shí)用新型所述問(wèn)題是由以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0005]一種雙向雙流道雙轉(zhuǎn)子海浪沖擊發(fā)電裝置，構(gòu)成中包括蓄電池、翻板閥、翻板閥限位塊、彈簧復(fù)位鉸接軸、雙轉(zhuǎn)子電機(jī)、增速齒輪箱、同軸軸桿、隔板、底板、雙層海水引導(dǎo)槽和兩個(gè)葉輪，所述雙層海水引導(dǎo)槽水平放置并與海浪的沖擊方向平行；所述同軸軸桿豎直放置，分內(nèi)軸心和外軸套，并通過(guò)軸承座固定在中間隔板上。在每層海水引導(dǎo)槽上分別放置一個(gè)葉輪，上層海水引導(dǎo)槽中的葉輪通過(guò)外軸套與雙轉(zhuǎn)子電機(jī)的外轉(zhuǎn)子連接，下層海水引導(dǎo)槽中的葉輪通過(guò)內(nèi)軸心與雙轉(zhuǎn)子電機(jī)的內(nèi)轉(zhuǎn)子連接，上、下層葉輪旋轉(zhuǎn)方向相反，再經(jīng)增速齒輪箱加速，驅(qū)動(dòng)雙轉(zhuǎn)子電機(jī)內(nèi)、外轉(zhuǎn)子向相反方向旋轉(zhuǎn)發(fā)電，并將電能儲(chǔ)存在蓄電池中；在每層海水引導(dǎo)槽上分別對(duì)稱放置四個(gè)翻板閥，每層引導(dǎo)槽上的四個(gè)翻板閥分成兩組，每組的兩個(gè)翻板閥分別安裝在一層海水引導(dǎo)槽的兩個(gè)內(nèi)側(cè)壁上，二者相互對(duì)應(yīng)且開啟方向相反；位于海水引導(dǎo)槽的同一側(cè)壁上的兩個(gè)翻板閥開啟方向相同。
[0006]上述雙向雙流道雙轉(zhuǎn)子海浪沖擊發(fā)電裝置，在上層海水引導(dǎo)槽中，同一組的兩個(gè)翻板閥之間設(shè)置有翻板閥限位塊，所述翻板閥限位塊固定在中間隔板上，下層海水引導(dǎo)槽與上層布局類似。
[0007]上述雙向雙流道雙轉(zhuǎn)子海浪沖擊發(fā)電裝置，所述上、下層海水引導(dǎo)槽的兩端均為逐漸擴(kuò)口的喇叭狀，上、下層引導(dǎo)槽通過(guò)中間隔板分開。
[0008]上述雙向雙流道雙轉(zhuǎn)子海浪沖擊發(fā)電裝置，在上層海水引導(dǎo)槽中，所述翻板閥通過(guò)彈簧復(fù)位鉸接軸與槽的內(nèi)側(cè)壁連接，下層海水引導(dǎo)槽與上層布局類似。
[0009]上述雙向雙流道雙轉(zhuǎn)子海浪沖擊發(fā)電裝置，所述雙轉(zhuǎn)子發(fā)電機(jī)有內(nèi)轉(zhuǎn)子和外轉(zhuǎn)子且內(nèi)、外轉(zhuǎn)子都可旋轉(zhuǎn)，在本裝置中由兩個(gè)葉輪通過(guò)同軸軸桿與增速齒輪箱分別帶動(dòng)沿相反方向旋轉(zhuǎn)。
[0010]上述雙向雙流道雙轉(zhuǎn)子海浪沖擊發(fā)電裝置，所述同軸軸桿由內(nèi)軸心與外軸套組成，外軸套與內(nèi)軸心可相對(duì)旋轉(zhuǎn)，外軸套通過(guò)軸承座固定在中間隔板上，以固定同軸軸桿。[0011 ] 上述雙向雙流道雙轉(zhuǎn)子海浪沖擊發(fā)電裝置，上層海水引導(dǎo)槽中的葉輪通過(guò)外軸套與雙轉(zhuǎn)子電機(jī)的外轉(zhuǎn)子連接，下層海水引導(dǎo)槽中的葉輪通過(guò)內(nèi)軸心與雙轉(zhuǎn)子電機(jī)的內(nèi)轉(zhuǎn)子連接。
[0012]本實(shí)用新型充分利用了海浪的往復(fù)流動(dòng)特性，在海浪的來(lái)、去過(guò)程中都可以發(fā)電，大大提高了能量轉(zhuǎn)換效率。同傳統(tǒng)海浪發(fā)電裝置相比，本裝置還具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維修方便、工作安全可靠、運(yùn)行壽命長(zhǎng)、適用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0014]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2是圖1中上層海水引導(dǎo)槽的俯視圖；
[0016]圖3是圖1中下層海水引導(dǎo)槽的俯視圖；
[0017]圖4是本實(shí)用新型在海浪來(lái)時(shí)，上層海水引導(dǎo)槽的工作狀態(tài)；
[0018]圖5是本實(shí)用新型在海浪去時(shí)，上層海水引導(dǎo)槽的工作狀態(tài)；
[0019]圖6是本實(shí)用新型在海浪來(lái)時(shí)，下層海水引導(dǎo)槽的工作狀態(tài)；
[0020]圖7是本實(shí)用新型在海浪去時(shí)，下層海水引導(dǎo)槽的工作狀態(tài)；
[0021]圖中標(biāo)號(hào)清單為:1、海水引導(dǎo)槽；2、彈簧復(fù)位鉸接軸；3、翻板閥限位塊；4、葉輪；
5、翻板閥；6、雙轉(zhuǎn)子電機(jī)；7、增速齒輪箱；8、隔板；9、同軸軸桿的外軸套；10、同軸軸桿的內(nèi)軸心；11、蓄電池；12、底板。

【具體實(shí)施方式】
[0022]參看圖1、圖2、圖3，圖2是上層海水引導(dǎo)槽的俯視圖，圖3是下層海水引導(dǎo)槽的俯視圖，上、下層海水引導(dǎo)槽的布局類似，上、下層海水引導(dǎo)槽由中間隔板8分隔開。本實(shí)用新型由海水引導(dǎo)槽I (分上下層)，彈簧復(fù)位鉸接軸2，翻板閥限位塊3，葉輪4 (分上下層)，翻板閥5，雙轉(zhuǎn)子電機(jī)6，增速齒輪箱7，隔板8，同軸軸桿的外軸套9，同軸軸桿的內(nèi)軸心10，蓄電池11，底板12組成。對(duì)于每一層海水引導(dǎo)槽中的四個(gè)翻板閥5均通過(guò)彈簧復(fù)位鉸接軸2與每層海水引導(dǎo)槽的側(cè)壁連接；對(duì)于上層海水引導(dǎo)槽中的兩個(gè)翻板閥限位塊2與隔板8固定連接；對(duì)于下層海水引導(dǎo)槽中的兩個(gè)翻板閥限位塊2與底板12固定連接；對(duì)于上層海水引導(dǎo)槽中的葉輪4與同軸軸桿的外軸套9連接，外軸套上端再經(jīng)增速齒輪箱7加速與雙轉(zhuǎn)子電機(jī)6的外轉(zhuǎn)子連接；對(duì)于下層海水引導(dǎo)槽中的葉輪與同軸軸桿的內(nèi)軸心10連接，內(nèi)軸心上端再經(jīng)增速齒輪箱加速與雙轉(zhuǎn)子電機(jī)的內(nèi)轉(zhuǎn)子連接。外軸套通過(guò)軸承座固定在隔板8上，以固定同軸軸桿，內(nèi)軸心穿過(guò)隔板8與下層葉輪連接，外軸套不穿過(guò)隔板8，僅位于隔板8之上，與上層葉輪連接。蓄電池10用于儲(chǔ)存雙轉(zhuǎn)子電機(jī)6發(fā)出的電能。
[0023]在近海，由于受到海岸線的阻擋，海浪會(huì)來(lái)回沖擊。上層海水引導(dǎo)槽的工作原理是:如圖4，當(dāng)波浪從左向右沖過(guò)來(lái)時(shí)，在上層海水引導(dǎo)槽中，下面的兩個(gè)翻板閥受沖擊打開，上面的兩個(gè)翻板閥在海浪的沖擊下緊緊靠在上層翻板閥限位塊上，處于關(guān)閉狀態(tài)。由于處于打開狀態(tài)的兩個(gè)翻板閥總是位于海水引導(dǎo)槽的同一側(cè)壁上，因此灌入上層海水引導(dǎo)槽中的巨大的海水沖擊上層葉輪逆時(shí)針快速旋轉(zhuǎn)，葉輪經(jīng)增速齒輪箱驅(qū)動(dòng)雙轉(zhuǎn)子電機(jī)的外轉(zhuǎn)子逆時(shí)針快速旋轉(zhuǎn)；同理，如圖5，當(dāng)海浪退去時(shí)，即海浪從右向左沖過(guò)來(lái)，剛剛處于打開狀態(tài)的兩個(gè)翻板閥受沖擊力及彈簧復(fù)位鉸接軸的彈力立即關(guān)閉，而剛剛處于關(guān)閉狀態(tài)的兩個(gè)翻板閥則受沖擊打開，使葉輪又受到海浪的沖擊，又沿逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，也即雙轉(zhuǎn)子電機(jī)的外轉(zhuǎn)子又沿逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，因此，對(duì)于上層海水引導(dǎo)槽，無(wú)論海水的來(lái)、去，電機(jī)外轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向不變，都是逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。
[0024]下層海水引導(dǎo)槽的工作方式與上層恰好相反:如圖6，當(dāng)波浪從左向右沖過(guò)來(lái)時(shí)，在下層海水引導(dǎo)槽中，上面的兩個(gè)翻板閥受沖擊打開，下面的兩個(gè)翻板閥關(guān)閉，灌入下層海水引導(dǎo)槽中的巨大的海水沖擊下層葉輪順時(shí)針快速旋轉(zhuǎn)，葉輪經(jīng)增速齒輪箱驅(qū)動(dòng)雙轉(zhuǎn)子電機(jī)的內(nèi)轉(zhuǎn)子順時(shí)針快速旋轉(zhuǎn)；同理，如圖7，當(dāng)海浪退去時(shí)，即海浪從右向左沖過(guò)來(lái)，剛剛處于打開狀態(tài)的兩個(gè)翻板閥受沖擊力及彈簧復(fù)位鉸接軸的彈力立即關(guān)閉，而剛剛處于關(guān)閉狀態(tài)的兩個(gè)翻板閥則受沖擊打開，使葉輪又受到海浪的沖擊，又沿順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，也即雙轉(zhuǎn)子電機(jī)的內(nèi)轉(zhuǎn)子又沿順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，因此，對(duì)于下層海水引導(dǎo)槽，無(wú)論海水的來(lái)、去，電機(jī)內(nèi)轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向不變，都是順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。
[0025]上、下層海水引導(dǎo)槽在海浪的來(lái)、去過(guò)程中工作方式恰好相反，這其中的翻板閥限位塊3起到了關(guān)鍵的作用，上、下層槽中的翻板閥限位塊放置方式恰好相反，以保證實(shí)現(xiàn)這種效果。這樣在海浪持續(xù)不斷的沖擊下，上、下層葉輪旋轉(zhuǎn)方向總是相反，使雙轉(zhuǎn)子電機(jī)的內(nèi)、外轉(zhuǎn)子也保持相反的方向旋轉(zhuǎn)，雙轉(zhuǎn)子電機(jī)就可源源不斷地向外輸出電能，儲(chǔ)存到蓄電池中，再經(jīng)輸出電路為負(fù)載供電。
[0026]本裝置充分利用海浪的往復(fù)流動(dòng)性，海浪的往復(fù)運(yùn)動(dòng)都能發(fā)電。海水引導(dǎo)槽的入口及出口處設(shè)計(jì)成喇叭口狀，可以增加海水引導(dǎo)槽中波浪的流速，提高波浪能的轉(zhuǎn)化效率。本裝置適于安裝在近岸且波浪較大的海岸上，出現(xiàn)故障時(shí)可把整個(gè)裝置拿到岸上進(jìn)行維修，也可將此裝置以某種陣列的方式聯(lián)結(jié)來(lái)得到較大的電能輸出，使在潮漲潮落都能發(fā)出電能。本裝置安裝及維修方便，實(shí)際使用時(shí)只需將裝置投放在大海邊即可，而維修時(shí)只需把裝置拿到岸上進(jìn)行維修即可。
【權(quán)利要求】
1.一種雙向雙流道雙轉(zhuǎn)子海浪沖擊發(fā)電裝置，其特征是，它包括上下層海水引導(dǎo)槽(I)、彈簧復(fù)位鉸接軸(2)、翻板閥限位塊(3)、上下層葉輪(4)、翻板閥(5)、雙轉(zhuǎn)子電機(jī)(6)、增速齒輪箱⑵、隔板(8)、同軸軸桿的外軸套(9)、同軸軸桿的內(nèi)軸心(10)、蓄電池(11)、底板(12);所述海水引導(dǎo)槽⑴水平放置并與海浪的沖擊方向平行；所述上下層葉輪⑷分別位于上下層海水引導(dǎo)槽(I)內(nèi)，其中上層葉輪連接同軸軸桿的外軸套(9)，再經(jīng)增速齒輪箱(7)與雙轉(zhuǎn)子電機(jī)(6)的外轉(zhuǎn)子連接，下層葉輪連接同軸軸桿的內(nèi)軸心(10)，再經(jīng)增速齒輪箱(7)與雙轉(zhuǎn)子電機(jī)(6)的內(nèi)轉(zhuǎn)子連接；所述翻板閥(5)共八個(gè)，每層海水引導(dǎo)槽(I)各四個(gè)，每層的四個(gè)翻板閥(5)分成兩組，每組的兩個(gè)翻板閥(5)分別安裝在海水引導(dǎo)槽(I)相對(duì)的兩個(gè)內(nèi)側(cè)壁上，二者相互對(duì)應(yīng)且開啟方向相反，位于每層海水引導(dǎo)槽(I)的同一側(cè)壁上的兩個(gè)翻板閥(5)開啟方向相同；所述翻板閥限位塊(3)共四個(gè)，每層海水引導(dǎo)槽(I)各兩個(gè)，其中上層的翻板閥限位塊(3)固定在隔板(8)上，下層的翻板閥限位塊(3)固定在底板(12)上；所述同軸軸桿的外軸套(9)通過(guò)軸承座固定在隔板(8)上，以固定同軸軸桿，同軸軸桿的內(nèi)軸心(10)穿過(guò)隔板(8)與下層葉輪相連；所述雙轉(zhuǎn)子電機(jī)(6)有內(nèi)、外轉(zhuǎn)子，內(nèi)、外轉(zhuǎn)子都可旋轉(zhuǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙向雙流道雙轉(zhuǎn)子海浪沖擊發(fā)電裝置，其特征在于，在每層海水引導(dǎo)槽(I)上，在同一組的兩個(gè)翻板閥(5)之間設(shè)置有翻板閥限位塊(3)，上層翻板閥限位塊(3)固定在隔板(8)上，下層翻板閥限位塊(3)固定在底板(12)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙向雙流道雙轉(zhuǎn)子海浪沖擊發(fā)電裝置，其特征在于，所述海水引導(dǎo)槽⑴的兩端為喇叭口狀。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙向雙流道雙轉(zhuǎn)子海浪沖擊發(fā)電裝置，其特征在于，所述翻板閥(5)通過(guò)彈簧復(fù)位鉸接軸(2)與海水引導(dǎo)槽⑴的側(cè)壁連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙向雙流道雙轉(zhuǎn)子海浪沖擊發(fā)電裝置，其特征在于，所用電機(jī)為雙轉(zhuǎn)子電機(jī)￠)，分內(nèi)、外轉(zhuǎn)子，內(nèi)轉(zhuǎn)子連接下層葉輪，外轉(zhuǎn)子連接上層葉輪。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙向雙流道雙轉(zhuǎn)子海浪沖擊發(fā)電裝置，其特征在于，所述同軸軸桿由同軸軸桿的外軸套(9)和同軸軸桿的內(nèi)軸心(10)組成，同軸軸桿的外軸套(9)通過(guò)軸承座固定在隔板(8)上，以固定同軸軸桿，外軸套與上層葉輪相連，同軸軸桿的內(nèi)軸心(10)穿過(guò)隔板⑶與下層葉輪相連。
【文檔編號(hào)】F03B13/22GK204186528SQ201420565034
【公開日】2015年3月4日 申請(qǐng)日期:2014年9月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月29日
【發(fā)明者】翟俊義, 任建文, 渠衛(wèi)東, 劉獻(xiàn)超 申請(qǐng)人:華北電力大學(xué)（保定）