專利名稱：導(dǎo)流型反擊式雙轉(zhuǎn)子潮流能水輪機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種水力發(fā)電設(shè)備機械技術(shù)領(lǐng)域的水輪機。
背景技術(shù)：
海洋潮流能是一種情節(jié)的可再生能源，開發(fā)海洋潮流能對緩解能緩和環(huán)境問題具有重要的意義。潮流能發(fā)電技術(shù)是隸屬于水力發(fā)電技術(shù)的一部分，它是利用海水的周期性漲落，所產(chǎn)生的流體勢能帶動發(fā)電設(shè)備進行運轉(zhuǎn)，從而產(chǎn)生電能，炒樓能水輪機作為潮流能的一種獲取裝置，其形成與發(fā)展的歷史還比較短暫，主要開啟與上世紀(jì)末，由一些歐美國家進行研制，其基本結(jié)構(gòu)主要從風(fēng)機結(jié)構(gòu)演變而來，被稱為“水下風(fēng)車”。傳統(tǒng)的潮流能水輪機一般是單轉(zhuǎn)子的，即整體水輪機只有一個葉輪部件。由于潮流能水輪機的工作環(huán)境是在海平面以下，是靠水流流過葉輪所產(chǎn)生的扭矩進行工作的，所以基本不存在水力勢能的做功情況，屬于零水頭工作；加之海水的流速較慢，因此，這種水輪機輸出功率并不高；并且水流流過葉輪之后，會產(chǎn)生很強的湍動能，這種能量會對下游環(huán)境產(chǎn)生很大破壞，從而影響生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性?？梢酝ㄟ^在下游增加一個葉輪，通過合理改變?nèi)~片的翼型，使其反向旋轉(zhuǎn)，從而抵消掉一部分上游葉輪所產(chǎn)生的湍動能。當(dāng)前，很多西方國家就成功利用帶有兩個葉輪的風(fēng)機，成功解決了風(fēng)力場內(nèi)風(fēng)機尾流的相互干擾問題。但受這種風(fēng)機結(jié)構(gòu)重量的限制，它的裝機容量一般都很小，很難形成大規(guī)模的風(fēng)力發(fā)電站。我國的潮流能資源豐富，全國共130個水道，在舟山群島各島之間的水道是我國潮流最大的海域，如西后門水道，冊子水道，金塘水道、秀山水道、龜山水道等，潮流速度可達4. Om/s ；自江蘇斗龍港向南，經(jīng)長江口、浙江、福建沿海潮流也有1. 5-3. Om/s ；渤海海峽北側(cè)老鐵山水道達3. Om/s ；瓊州海峽2. 0-2. 5m/s ；渤海沿岸的齋堂島水道2. Om/s。然而， 我國潮流能開發(fā)技術(shù)起步較晚，目前還不能形成產(chǎn)業(yè)化經(jīng)營。因此，積極研制潮流能水輪機設(shè)備，開發(fā)潮流能資源，對解決我國目前能源緊缺，不可再生資源開發(fā)過量等問題，具有重大的意義。同時，這也是一件功在當(dāng)代利在千秋的重要舉措。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供可以解決水輪機發(fā)電量小、容易損壞、工作不穩(wěn)定等問題的導(dǎo)流型反擊式雙轉(zhuǎn)子潮流能水輪機。本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的本發(fā)明導(dǎo)流型反擊式雙轉(zhuǎn)子潮流能水輪機，其特征是包括導(dǎo)流罩、外殼、葉輪、 增速齒輪箱、發(fā)電機，導(dǎo)流罩通過導(dǎo)流罩支架連接外殼，葉輪、增速齒輪箱、發(fā)電機安裝在外殼里，所述的葉輪包括上游葉輪和下游葉輪，上游葉輪和下游葉輪上安裝葉片，所述的增速齒輪箱包括上游增速齒輪箱和下游增速齒輪箱，上游葉輪與上游增速齒輪箱的輸入軸相連接，下游葉輪與下游增速齒輪箱的輸入軸相連，上游增速齒輪箱的輸出軸與發(fā)電機外轉(zhuǎn)子相連接，下游增速齒輪箱的輸出軸與發(fā)電機內(nèi)轉(zhuǎn)子相連接，發(fā)電機內(nèi)轉(zhuǎn)子置于發(fā)電機外轉(zhuǎn)子內(nèi)部。本發(fā)明還可以包括1、還包括剎車裝置，所述的剎車裝置包括制動盤和制動片，制動盤與增速齒輪箱相連。2、所述的上游葉輪與下游葉輪的中心在同一條軸線上，且上游葉輪與下游葉輪成逆向旋轉(zhuǎn)。3、所述的導(dǎo)流罩的形狀一端為漸縮形、另一端為漸放形。4、所述的葉輪的外側(cè)安裝導(dǎo)流帽，安裝葉輪上的葉片分別為三片，葉片按周向均勻分布。本發(fā)明的優(yōu)勢在于本發(fā)明能量利用率高，導(dǎo)流罩能增加來流的流速，從而提高來流的動能，它配有上、下游兩個葉輪，不僅能對來流的能量充分利用，而且，由于兩個葉輪轉(zhuǎn)向相反，能夠有效增加發(fā)電機轉(zhuǎn)子的相對轉(zhuǎn)速，從而提高發(fā)電量。同時，其內(nèi)部安裝的增速齒輪箱能有效的提高葉輪的輸入轉(zhuǎn)速，從而增加發(fā)電機轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度。另外，上游葉輪產(chǎn)生的湍流由下游葉輪抵消掉，這樣不僅會降低對環(huán)境產(chǎn)生的損害，而且還有利于發(fā)電機組穩(wěn)定的工作。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明的圖1中的A的放大圖；圖3為本發(fā)明的導(dǎo)流罩的剖面圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖舉例對本發(fā)明做更詳細(xì)地描述結(jié)合圖1 3，如圖1所示本發(fā)明導(dǎo)流型雙轉(zhuǎn)子潮流能發(fā)電水輪機，它包括安裝在外圍的導(dǎo)流罩1、導(dǎo)流帽2、上游葉輪3、上游增速齒輪箱4、發(fā)電機外轉(zhuǎn)子5、發(fā)電機內(nèi)轉(zhuǎn)子 6、下游增速齒輪箱7、剎車裝置8及下游葉輪9構(gòu)成。導(dǎo)流罩1通過導(dǎo)流罩支架Ia與水輪機的外殼體相連接，上游葉輪3的輪轂通過鍵與上游增速齒輪箱4的輸入軸相連接，下游葉輪9通過鍵與下游增速齒輪箱7的輸入軸相連，上游葉輪3與下游葉輪9的中心在同一條軸線上，兩個葉輪成逆向旋轉(zhuǎn)，上游增速齒輪箱4的輸出軸與發(fā)電機外轉(zhuǎn)子5通過聯(lián)軸器相連接，下游增速齒輪箱7的輸出軸通過聯(lián)軸器與發(fā)電機內(nèi)轉(zhuǎn)子6相連接。發(fā)電機內(nèi)轉(zhuǎn)子6 置于發(fā)電機外轉(zhuǎn)子5內(nèi)部。所述上游增速齒輪箱4的輸出端與發(fā)電機外轉(zhuǎn)子5通過聯(lián)軸器連接，所述下游增速齒輪箱7的輸出端與發(fā)電機內(nèi)轉(zhuǎn)子6通過聯(lián)軸器相連接，發(fā)電機的外轉(zhuǎn)子5及內(nèi)轉(zhuǎn)子6 均采用軸承支撐，兩轉(zhuǎn)子在同一軸線上相對旋轉(zhuǎn)切割磁力線，從而產(chǎn)生電能。剎車裝置8的制動盤8a在箱體端蓋與增速齒輪箱之間，制動盤8a通過鍵連接方式，與增速齒輪箱的輸入軸相連接，當(dāng)發(fā)生臺風(fēng)或其它極端惡劣的自然現(xiàn)象，引起葉輪的轉(zhuǎn)速發(fā)生波動時，為防止水輪機的電控系統(tǒng)發(fā)生破壞，剎車裝置制動片7b將自動啟動，將制動盤抱死。葉輪采用周向均勻布置三個葉片3a，每個葉片3a的根部與葉輪輪轂通過脹緊套加相連接。水輪機的殼體通過導(dǎo)流罩支架Ia固定在導(dǎo)流罩1的中心，殼體與導(dǎo)流罩支架 Ia之間通過螺栓相連接。為保證水流能順利流過，導(dǎo)流罩支架Ia的截面也是流線型的。
本發(fā)明的目的是為解決潮流能水輪機在低水頭的復(fù)雜海洋環(huán)境中，由于水動力不足及臺風(fēng)等復(fù)雜天氣情況影響，造成了水輪機發(fā)電量小、容易損壞、工作不穩(wěn)定等問題，而發(fā)明的一種新型潮流能發(fā)電設(shè)備。它的外部安裝有導(dǎo)流罩1設(shè)備，由于其截面造型的特殊性，它能夠增強來流的流速，從而增強來流的水動力性能。它的內(nèi)部放置兩臺增速器及一臺雙轉(zhuǎn)子發(fā)電機，兩臺增速器的輸入端分別與上下游葉輪相連接，輸出端分別與雙轉(zhuǎn)子發(fā)電機的內(nèi)、外轉(zhuǎn)子相連，且上、下游葉輪旋轉(zhuǎn)的方向相反，即上游葉輪3如果順時針旋轉(zhuǎn)，下游葉輪9則逆時針旋轉(zhuǎn)。雙轉(zhuǎn)子發(fā)電機的內(nèi)、外轉(zhuǎn)子同軸逆向旋轉(zhuǎn)，切割磁力線產(chǎn)生電能，內(nèi)、 外轉(zhuǎn)子均采用軸承支撐。這樣發(fā)電機的相對轉(zhuǎn)速提高了 2倍，發(fā)電量也會相應(yīng)提高。同時， 為防止由于水流不穩(wěn)定，造成發(fā)電設(shè)備的損壞，它的內(nèi)部安裝了制動裝置8，可以有效的阻止葉輪的旋轉(zhuǎn)，從而保護發(fā)電設(shè)備。
權(quán)利要求
1.導(dǎo)流型反擊式雙轉(zhuǎn)子潮流能水輪機，其特征是包括導(dǎo)流罩、外殼、葉輪、增速齒輪箱、發(fā)電機，導(dǎo)流罩通過導(dǎo)流罩支架連接外殼，葉輪、增速齒輪箱、發(fā)電機安裝在外殼里，所述的葉輪包括上游葉輪和下游葉輪，上游葉輪和下游葉輪上安裝葉片，所述的增速齒輪箱包括上游增速齒輪箱和下游增速齒輪箱，上游葉輪與上游增速齒輪箱的輸入軸相連接，下游葉輪與下游增速齒輪箱的輸入軸相連，上游增速齒輪箱的輸出軸與發(fā)電機外轉(zhuǎn)子相連接，下游增速齒輪箱的輸出軸與發(fā)電機內(nèi)轉(zhuǎn)子相連接，發(fā)電機內(nèi)轉(zhuǎn)子置于發(fā)電機外轉(zhuǎn)子內(nèi)部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)流型反擊式雙轉(zhuǎn)子潮流能水輪機，其特征是還包括剎車裝置，所述的剎車裝置包括制動盤和制動片，制動盤與增速齒輪箱相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的導(dǎo)流型反擊式雙轉(zhuǎn)子潮流能水輪機，其特征是所述的上游葉輪與下游葉輪的中心在同一條軸線上，且上游葉輪與下游葉輪成逆向旋轉(zhuǎn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的導(dǎo)流型反擊式雙轉(zhuǎn)子潮流能水輪機，其特征是所述的導(dǎo)流罩的形狀一端為漸縮形、另一端為漸放形。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的導(dǎo)流型反擊式雙轉(zhuǎn)子潮流能水輪機，其特征是所述的導(dǎo)流罩的形狀一端為漸縮形、另一端為漸放形。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的導(dǎo)流型反擊式雙轉(zhuǎn)子潮流能水輪機，其特征是所述的葉輪的外側(cè)安裝導(dǎo)流帽，安裝葉輪上的葉片分別為三片，葉片按周向均勻分布。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的導(dǎo)流型反擊式雙轉(zhuǎn)子潮流能水輪機，其特征是所述的葉輪的外側(cè)安裝導(dǎo)流帽，安裝葉輪上的葉片分別為三片，葉片按周向均勻分布。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的導(dǎo)流型反擊式雙轉(zhuǎn)子潮流能水輪機，其特征是所述的葉輪的外側(cè)安裝導(dǎo)流帽，安裝葉輪上的葉片分別為三片，葉片按周向均勻分布。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的導(dǎo)流型反擊式雙轉(zhuǎn)子潮流能水輪機，其特征是所述的葉輪的外側(cè)安裝導(dǎo)流帽，安裝葉輪上的葉片分別為三片，葉片按周向均勻分布。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于提供導(dǎo)流型反擊式雙轉(zhuǎn)子潮流能水輪機，包括導(dǎo)流罩、外殼、葉輪、增速齒輪箱、發(fā)電機，導(dǎo)流罩通過導(dǎo)流罩支架連接外殼，葉輪、增速齒輪箱、發(fā)電機安裝在外殼里，所述的葉輪包括上游葉輪和下游葉輪，上游葉輪和下游葉輪上安裝葉片，所述的增速齒輪箱包括上游增速齒輪箱和下游增速齒輪箱，上游葉輪與上游增速齒輪箱的輸入軸相連接，下游葉輪與下游增速齒輪箱的輸入軸相連，上游增速齒輪箱的輸出軸與發(fā)電機外轉(zhuǎn)子相連接，下游增速齒輪箱的輸出軸與發(fā)電機內(nèi)轉(zhuǎn)子相連接，發(fā)電機內(nèi)轉(zhuǎn)子置于發(fā)電機外轉(zhuǎn)子內(nèi)部。本發(fā)明能量利用率高，不僅能對來流的能量充分利用，而且能夠有效增加發(fā)電機轉(zhuǎn)子的相對轉(zhuǎn)速，從而提高發(fā)電量。
文檔編號F03B3/18GK102400843SQ20111032912
公開日2012年4月4日 申請日期2011年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月26日
發(fā)明者孔凡凱, 孫桂林, 張敏, 張鑫, 朱永偉, 李文龍, 李熠, 趙智博, 鄭大勇 申請人:哈爾濱工程大學(xué)