海洋能发电装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种海洋能发电装置，包括发电机、至少一个水平轴水轮机、密封舱以及至少一根外轴。至少一个水平轴水轮机包括叶轮转子和传动模块，叶轮转子转动形成的动能通过传动模块传递给发电机。传动模块位于密封舱内，叶轮转子位于密封舱外。外轴的一端与密封舱连通，另一端位于水面以上，外轴具有特定的内径宽度用于让维修人员或维修机器通过外轴进入到密封舱内以进行维修。

Marine Power Generation Device

【技术实现步骤摘要】
海洋能发电装置相关的申请本申请是申请号为201710302145.0，申请日为2017年5月2日，专利技术名称为《海洋能发电装置及其海洋能发电漏水保护装置》的中国专利技术专利申请的分案，母案要求申请号为201710114124.6，申请日为2017年2月28日的中国专利技术专利申请的优先权，其内容整体并入此处。
本专利技术属于海洋能发电领域，尤其涉及一种海洋能发电装置。
技术介绍
海洋能(包含潮汐能、潮流能、波浪能、海流能)是指海水流动的能量，作为可再生能源，储量丰富，分布广泛，具有极好的开发前景和价值。海洋能的利用方式主要是发电，其工作原理与风力发电类似，即通过能量转换装置，将海水的机械能转换成电能。具体而言，首先海水冲击水轮机，水轮机将水流的能量转换为旋转的机械能，然后水轮机经过机械传动系统带动发电机发电，最终转换成电能。现今能源日益短缺，温室效应日益严重，能源需要低碳化，所以风能，海洋能等清洁能源是未来能源的发展方向。但现在这些清洁能源的发电设备，除了风能利用比较成熟外，海洋能的利用还都是在起步阶段，没有通用和成熟的设备。由于海洋中环境复杂，因此海洋能发电装置比一般的其他发电装置需要维修的次数会更多，导致维修成本居高不下。一般用于海洋能发电的有两种发电机，一种是水平轴水轮发电机，其轴线平行于水平面，另一种是垂直轴水轮发电机，其轴线垂直于水平面。水平轴水轮发电机由于其所有电气元件(包括叶轮转子、发电机、齿轮箱、增速箱等)均在水下，因此对于整个机体的密封性要求非常高。特别是叶轮转子和齿轮箱的连接处，需要采用密封圈进行密封。密封圈由于存在老化松弛问题，为了保障密封圈的密封性能，最少每三年要更换一次。更换的时候需要停止整个海洋能发电装置的运行。为了安装新的密封圈，其它的一些元件也要进行相应的拆除和重新安装，这大大增加了更换难度，提高了维修成本。特别地，由于维修人员并不能经常到海里查看密封圈是否老化以及密封是否牢靠，因此并不能准确地知晓密封圈要更换的时间。为了避免水流渗入到水平轴水轮机的内部懂导致水平轴水轮机的损毁，保险起见，密封圈即便没有老化，每年甚至半年就需要更换。由于维修保养的时候发电需要停止导致无法产生收益，并且维修保养操作需要消耗不小的人力物力，频繁的维修保养给海洋能发电的商业化运营带来了巨大的阻碍。另外，与发电机连接的齿轮箱在使用一段时间之后需要更换机油，并且发电装置用到的轴承也需要更换机油，所以水平轴水轮发电机的维修和保养更加困难，成本更高。因此，即便水平轴水轮发电机的发电效率高于垂直轴水轮发电机，但水平轴水轮发电机商业化仍然非常困难。随着水中深度的增加，压强逐渐增大。由于发电机组外部的压强会远远大于内部的压强，因此外部水流很容易渗透到发电机组内部从而损毁发电机组。为了增强发电机组的抗压性能和密封性能，对发电机组外壳的强度和结构的密封性会有更高的要求，并且有些普通的密封圈根本无法满足深海处的密封要求，需要特制的密封圈，从而导致生产成本的攀升，；另一方面，为了增加发电机组的抗压性能和密封性能，发电机组的体积需要进一步缩小以使发电机组内的所有元件(增速箱、传动元件、发电机等)都紧密设置，这样增加了元件之间的摩擦，极大地影响了发电机组的效率。由于现有的海洋能发电装置无法解决完全密封的问题，现有的海洋能发电装置在水深方向通常都只设置一个水轮发电机以避免深水处压强太大导致密封困难。然而，这样对深水处的海洋能无法充分利用。另一方面，由于潮流能是利用海洋的潮流进行发电。伴随着涨潮和落潮，潮流的方向会发生改变。传统的大部分水平轴水轮发电机都不可以旋转，导致潮流能发电机只能利用涨潮或者落潮进行发电，发电效率极低。现有技术人员为了充分利用涨潮和落潮产生的能量，选择安装两套发电系统。一套发电系统的叶轮朝向涨潮方向，另一套发电系统的叶轮朝向落潮方向。虽然看似涨潮和落潮产生的能量都充分得以利用，但是在涨潮或落潮时，始终会有一套发电系统闲置。增加一套发电系统使得生产成本翻倍，而产生的电能功率的提高远不及成本的增加，这极大地限制了海洋能发电装置的推广和运用。
技术实现思路
本专利技术为了克服现有技术中的至少一个不足，提供一种海洋能发电装置。本专利技术提供一种海洋能发电装置，包括发电机、至少一个水平轴水轮机、密封舱以及至少一根外轴。至少一个水平轴水轮机包括叶轮转子和传动模块，叶轮转子转动形成的动能通过传动模块传递给发电机。传动模块位于密封舱内，叶轮转子位于密封舱外。外轴的一端与密封舱连通，另一端位于水面以上，外轴具有特定的内径宽度用于让维修人员或维修机器通过外轴进入到密封舱内以进行维修。于本专利技术的一实施例中，海洋能发电装置还包括至少一个漏水保护装置，对应于水平轴水轮机设置。至少一个漏水保护装置包括储水舱和水泵。储水舱积存从外部渗漏到海洋能发电装置内的水。水泵抽取储水舱内的水到海洋能发电装置外部。于本专利技术的一实施例中，漏水保护装置还包括液位传感器，与储水舱对应设置以检测储水舱内的水位，当液位传感器检测储水舱内的水位达到预设值时，水泵运行以抽取储水舱内的水到海洋能发电装置外部。于本专利技术的一实施例中，发电机是位于密封舱内。于本专利技术的一实施例中，发电机是位于水面以上。于本专利技术的一实施例中，海洋能发电装置还包括变角传动机构，连接水平轴水轮机和发电机，将水平轴水轮机产生的动能传递给发电机。于本专利技术的一实施例中，海洋能发电装置还包括增压管，与外轴内连通以增加外轴和密封舱内的压强，使外轴和密封舱内的气压大于外部海水的压强。于本专利技术的一实施例中，海洋能发电装置还包括止水圈，位于叶轮转子朝向密封舱的一侧。于本专利技术的一实施例中，海洋能发电装置还包括多个叶片密封圈，叶轮转子包括多个叶片和轮毂，每个叶片密封圈设置于每个叶片和轮毂的连接处。综上所述，本专利技术提供的海洋能发电装置中的外轴具有足够的宽度且外轴的一端位于水面上，维修人员或维修机器可以通过外轴，从水面上进入到海洋能发电装置的内部，最终进入到密封舱内，对密封舱内的所有电气元件(包括但不限于齿轮箱、增速箱、发电机)进行维修以及对轴承和齿轮箱等元件更换机油。通过这种设置，无需特地将整个水平轴水轮机提出水面进行维修，整个维修可以直接在水面下(但又隔绝水)进行，减少维修需要消耗的人力物力，大幅度降低维修成本。并且有些元件可以不用拆卸，直接进行维修养护，大大降低维修难度。另外，维修人员或维修机器可以非常方便地进入到发电装置内部检查是否有电气元件出现问题，尽早发现问题，克服了现有技术无法事先检查或者必须停止发电后才能进行检查的问题。特别地，本专利技术通过设置漏水保护装置，即便密封圈有一点老化松动，如果水从密封圈的松动处渗漏进来，海洋能发电装置内的漏水也肯定不会蔓延到发电机和水平轴水轮机位于密封舱内的传动模块上，从而有效地保证了水平轴水轮机和发电机的安全性。最终减少维修更换密封圈的频率，从而大大降低维修更换的成本，使得每次海洋能发电装置正常发电的周期得以延长，产生的效益能够得到保证，提高了海洋能发电装置的商业化运用。另外，本专利技术实施例的海洋能发电装置通过设置传动模块和变角传动机构，从而能够将传统的水平轴水轮发电机的发电机部分和其他增速箱等电气元件从水里提升到水面以上。虽然变角传动机构在机械领域已经存在，但是在海洋能发电量领域，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种海洋能发电装置，其特征在于，包括：发电机；至少一个水平轴水轮机，包括叶轮转子和传动模块，所述叶轮转子转动形成的动能通过所述传动模块传递给所述发电机；密封舱，所述传动模块位于所述密封舱内，所述叶轮转子位于所述密封舱外；至少一根外轴，其一端与所述密封舱连通，另一端位于水面以上，所述至少一根外轴具有特定的内径宽度用于让维修人员或维修机器通过外轴进入到密封舱内以进行维修。

【技术特征摘要】
2017.02.28 CN 20171011412461.一种海洋能发电装置，其特征在于，包括：发电机；至少一个水平轴水轮机，包括叶轮转子和传动模块，所述叶轮转子转动形成的动能通过所述传动模块传递给所述发电机；密封舱，所述传动模块位于所述密封舱内，所述叶轮转子位于所述密封舱外；至少一根外轴，其一端与所述密封舱连通，另一端位于水面以上，所述至少一根外轴具有特定的内径宽度用于让维修人员或维修机器通过外轴进入到密封舱内以进行维修。2.根据权利要求1所述的海洋能发电装置，其特征在于，所述海洋能发电装置还包括至少一个漏水保护装置，对应于水平轴水轮机设置，所述至少一个漏水保护装置包括：储水舱，积存从外部渗漏到海洋能发电装置内的水；水泵，抽取储水舱内的水到海洋能发电装置外部。3.根据权利要求2所述的海洋能发电装置，其特征在于，漏水保护装置还包括液位传感器，与储水舱对应设置以检测储水舱内的水位，当液位传感器检测储水舱内的水位达到预设值时，水泵运行...

【专利技术属性】
技术研发人员：林东，
申请(专利权)人：杭州林东新能源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33