用于潮汐流/洋流/河流电力设施的水下水流涡轮机的轴承组件与密封件组合件制造技术

本发明专利技术公开了一种水下电力设施的水下水流涡轮机(1)，特别是潮汐流/洋流/河流电力设施的水下水流涡轮机(1)，该水下水流涡轮机(1)具有发电机舱(2)，发电机舱(2)内布置有用于产生电流的发电机；和驱动单元(8)，其具有能够由水驱动的至少一个转子叶片(12)，其中驱动单元(8)被连接至轴(6)使得驱动单元(8)和轴(6)一起旋转；轴(6)从驱动单元(8)延伸到发电机舱(2)中并且被构造成驱动该发电机，其特征在于，发电机舱(2)与驱动单元(8)之间布置有能够更换的轴承组件与密封件组合件(20)。

Bearing assembly and seal assembly for an underwater flow turbine of a tidal flow / ocean current / river power facility

The invention discloses a power facility underwater flow turbine (1), especially the tidal flow / current / river power facilities under water flow turbine (1), the water flow turbine (1) with generator room (2), (2) arranged in the generator room to produce useful the current of the generator; and a driving unit (8), having at least one rotor blade can be driven by the water (12), wherein the drive unit (8) is connected to the shaft (6) makes the drive unit (8) and a shaft (6) rotates; shaft (6) from the drive unit (8) extended to the generator room (2) and is configured to drive the generator, which is characterized in that the generator room (2) and a drive unit (8) can be replaced with a bearing assembly is arranged between the seal assembly (20).

【技术实现步骤摘要】
用于潮汐流/洋流/河流电力设施的水下水流涡轮机的轴承组件与密封件组合件
本专利技术涉及根据本专利权利要求1的前序部分的用于潮汐流/洋流电力设施(powerplant)的水下水流涡轮机(underwatercurrentturbine)的轴承组件与密封件组合件，以及具有该轴承组件与密封件组合件的水下水流涡轮机。
技术介绍
水下水流涡轮机被用在潮汐流或洋流系统中，以便从海洋能中提取电。这样的涡轮机还可以类似地用在河流中。这样的水下水流涡轮机被浮动安装或直接安装在海床上/河床上且与风力涡轮机具有极大的相似性，但是它们仍然处在发展阶段。这样的水下水流涡轮机通常具有大的尺寸且被安装在难以到达的区域。然而，还未获得将会降低这类电力设施成本的标准设计。此外，水下水流涡轮机可能对密封件有高的需求以便实现具有相连的发电机舱的水下水流涡轮机。因而，正如描述在DE102014204593中的，传统的水下涡轮机具有下述构建方法：其中驱动发电机的轴被套管包围，进而转子叶片被套管支撑以使进入的水最少。此处，外部转子套管被支撑抵靠发电机舱的外表面，外表面在主轴上朝转子延伸且被单独支撑。然而，对于现有技术中已知的这些水下水流涡轮机来说，不利地是，需要多个独立的轴承以便支撑外部转子套管和转子轴两者。此外，所提出的轴承遭受高的负荷且还必须耐受进入的盐水，这极大地缩短了轴承的服役寿命。此外，不利地是，更换轴承只可能一个一个地进行且要完全拆卸整个水下水流涡轮机，这是非常耗时且成本密集的。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是提供具有长的服役寿命且组装和维护简单的一种水下电力设施的水下水流涡轮机，特别是潮汐流/洋流/河流电力设施的水下水流涡轮机。此目的通过根据专利权利要求1的水下水流涡轮机以及通过根据专利权利要求11的可更换的轴承组件与密封件组合件实现。在下文中提出水下电力设施的水下水流涡轮机，特别是潮汐流/洋流/河流电力设施的水下水流涡轮机，其具有发电机舱，发电机舱内布置有用于发电的发电机。这样的水下水流涡轮机被用在潮汐流或洋流系统中，以便从海洋能提取电力。这样的涡轮机还可以被类似地用在河流中。水下流涡轮机被浮动或直接安装在海床/河床上且与风力涡轮机具有极大的相似性，其中风力涡轮机具有塔、具有发电机的舱以及转子。水下流涡轮机通常具有大的尺寸且位于难以到达的区域。下文中描述的水下水流涡轮机还包括具有至少一个能够由水驱动的转子叶片的驱动单元，其中驱动单元被连接至轴，使得驱动单元与轴一起旋转；轴从驱动单元延伸到发电机舱中且被设置成驱动发电机。为了提供特别简单的组装和快速维护的水下水流涡轮机，在发电机舱与驱动单元之间还布置有可更换的轴承组件与密封件组合件。除了用在潮汐电力设施外，所述的涡轮机还可以被用在能够驱动转子叶片的所有其他水流中。此处，可更换的轴承组件与密封件组合件尤其起到支撑轴且相对于涡轮机周围的水密封发电机舱的作用。基于此目的，轴承组件与密封件组合件优选地至少包括一个支撑轴的第一轴承组件和一个相对于轴密封轴承组件与密封件组合件的第一密封件组件。根据一个有优势的示例性实施方案，轴承组件与密封件组合件被密封地安装于水下水流涡轮机，尤其是水下水流涡轮机的发电机舱。除了提供轴与轴承组件与密封件组合件之间的密封的密封件组件外，水下水流涡轮机的轴承组件与密封件组合件与发电机舱的壳体之间的密封安装起到防止水从发电机舱与轴承组件与密封件组合件之间的界面处进入的作用。根据另外的有优势的示例性实施方案，轴承组件与密封件组合件可拆卸地安装于水下水流涡轮机，尤其是水下水流涡轮机的发电机舱。因此，能够在需要时提供可容易且快速更换的组合件单元。同时，可以经由轴承组件与密封件组合件快速实现水下水流涡轮机的安装，使得即使在困难的安装条件下，例如在恶劣天气条件下在海面上安装时，涡轮机也可以被快速且容易地组装或服役。此外，如果轴承组件与密封件组合件包括安装于水下水流涡轮机(尤其是安装于水下水流涡轮机的发电机舱)的组合件壳体，那么这将是优选的。除了轴承和密封件组件之外，此组合件壳体还可以包括其他元件，诸如，例如用于确定振动或温度的传感器或还用于测定组合件壳体内部的密封度(tightness)的湿度传感器。使用湿度传感器，一方面，密封件组件的状态可以被监测，而另一方面，可以检测到过度的湿度值。同时，如果组合件壳体还包括排水系统，那么这将是有优势的，使用该排水系统能够将已经进入组合件壳体的水从水下水流涡轮机排出。此处，排水系统可以与例如湿度传感器配合，使得即使在水透过或密封效果变差的情况下，也能够防止水进入发电机舱。正如另外优选的示例性实施方案显示的，轴承组件与密封件组合件本身可以被构建在发电机舱的前面，然而，还可以的是，轴承组件与密封件组合件被布置在发电机舱的内部。此处，轴承组件与密封件组合件在发电机舱外部的设计提供了下述优势：轴承组件与密封件组合件非常容易安装和更换。相比之下，如果轴承组件与密封件组合件被布置在发电机舱的内部，那么一方面可以具有缩短的构造，另一方面，流动作用于轴承组件与密封件组合件的力可以被更好地转移。此外，内部布置具有下述优势：减小了暴露于海水的受侵袭表面，使得水下流涡轮机的服役寿命可以总体上被增加。为了将轴承组件与密封件组合件安装于水下水流涡轮机，尤其是发电机舱，组合件壳体有利地包括至少一个径向延伸的安装凸缘，优选地安装凸缘可以被螺接于发电机舱。根据是否设计成构建在前面还是构建在内部，还可以设置若干个这样的径向安装凸缘。根据另外的有优势的示例性实施方案，轴承组件与密封件组合件的组合件壳体还包括基本上沿轴向延伸的外表面，至少一个轴承组件被布置在该外表面的径向内侧。至少一个密封件组件还可以被布置在该外表面上(还优选地布置在轴承组件的轴向外侧)。由此，轴承组件的轴承可以被密封件组件保护免受水的影响。根据另外的有优势的示例性实施方案，轴承组件与密封件组合件包括不止一个轴承组件，而是包括优选沿径向和/或沿轴向支撑轴的两个轴承组件。此外，由此可以省略在发电机壳体内的轴承组件。由此能够将被设置成承担整个轴支撑且作为组合件组成部件的轴承组件与密封件组合件容易且快速地安装于水下水流涡轮机。此外，如果轴承组件与密封件组合件包括不止一个密封件组件，而是包括布置在轴承组件的轴向(axially)外侧的两个密封件组件，那么这将是有优势的。利用这些密封件组件，一方面轴承组件与密封件组合件被保护免受进入的水的影响，且同时利用第二密封件组件防止了可能进入组合件壳体中的水进入发电机舱。由此即使在第一密封系统出现故障的情况下也能够确保发电机的电部件免受进入的水的侵袭。此处，密封件组件或多个密封件组件通常包括现有技术充分已知的多个相配合的密封件。根据另外的有优势的示例性实施方案，发电机还包括转子和定子，其中定子被设置成使得定子与发电机舱一起旋转且转子被设置成使得转子与轴一起旋转。水下水流涡轮机也可以通过此易于制造和维护的直接驱动来提供。本专利技术另外的方面涉及一种能够更换的轴承组件与密封件组合件，其用于如前所述的水下电力设施的水下水流涡轮机，特别是潮汐流/洋流/河流电力设施的水下水流涡轮机。本文中，轴承组件与密封件组合件优选包括携带至少一个轴承组件和至少一个密封件组件且可安装于水下水流涡轮机(本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水下电力设施的水下水流涡轮机(1)，特别是潮汐流、洋流、河流电力设施的水下水流涡轮机(1)，所述水下水流涡轮机(1)具有：发电机舱(2)，所述发电机舱(2)内布置有用于产生电流的发电机；和，驱动单元(8)，所述驱动单元(8)具有能够由水驱动的至少一个转子叶片(12)，所述驱动单元(8)连接至轴(6)，使得所述驱动单元(8)和所述轴(6)一起旋转；所述轴(6)从所述驱动单元(8)延伸到所述发电机舱(2)中并被构造成驱动所述发电机，其特征在于，在所述发电机舱(2)与所述驱动单元(8)之间布置有能够更换的轴承组件与密封件组合件(20)。

【技术特征摘要】
2015.09.28 DE 102015218628.81.一种水下电力设施的水下水流涡轮机(1)，特别是潮汐流、洋流、河流电力设施的水下水流涡轮机(1)，所述水下水流涡轮机(1)具有：发电机舱(2)，所述发电机舱(2)内布置有用于产生电流的发电机；和，驱动单元(8)，所述驱动单元(8)具有能够由水驱动的至少一个转子叶片(12)，所述驱动单元(8)连接至轴(6)，使得所述驱动单元(8)和所述轴(6)一起旋转；所述轴(6)从所述驱动单元(8)延伸到所述发电机舱(2)中并被构造成驱动所述发电机，其特征在于，在所述发电机舱(2)与所述驱动单元(8)之间布置有能够更换的轴承组件与密封件组合件(20)。2.如权利要求1所述的水下水流涡轮机(1)，其特征在于，所述轴承组件与密封件组合件(20)密封地安装于所述水下水流涡轮机(1)，特别是安装于所述水下水流涡轮机(1)的所述发电机舱(2)。3.如权利要求1或2所述的水下水流涡轮机(1)，其特征在于，所述轴承组件与密封件组合件(20)可拆卸地安装于所述水下水流涡轮机(1)，特别是安装于所述水下水流涡轮机(1)的所述发电机舱(2)。4.如前述权利要求中任一项所述的水下水流涡轮机(1)，其特征在于，所述轴承组件与密封件组合件(20)至少包括一个支撑所述轴(6)的第一轴承组件(30)和一个相对于所述轴(6)密封所述轴承组件与密封件组合件(20)的第一密封件组件(32)。5.如前述权利要求中任一项所述的水下水流涡轮机(1)，其特征在于，所述轴承组件与密封件组合件(20)包括组合件壳体(21)，所述组合件壳体(...

【专利技术属性】
技术研发人员：迈克尔·鲍曼，马赛厄斯·霍夫曼，
申请(专利权)人：斯凯孚公司，
类型：发明
国别省市：瑞典,SE