一种用于从低速水流中生产电能的发电机制造技术

一种用于从低速水流中生产电能的发电机，包括一个连接在轴（１００）上用于相对于一个相反转动的定子（３００）而转动的转子（１５０），一个固定连接于该轴（１００）的齿轮（１６０），其特征在于，至少２个驱动齿轮（３３０）由各自的轴承（３３５）可转动地支承，并经二齿圈与相应的转子和定子联接，将其安装成能自所述转子的轴（１５０）传递旋转能量，由此，当该轴转动时，该定子可以沿该轴的相反方向转动。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于从水体提取能量的设备。更具体地说，本专利技术涉及包括一种能够安置在水体下面的底部上或漂浮在水体上的构件的用于从水体的水流产生能量的装置和多个由该构件支承并由水流驱动的可以替换的发电机组和一种用作安置在水体中的发电机组内的能量供给器的转动部件，以及一种发电机，更具体地说，是一种其定子和转子可以彼此相对地转动的发电机。该装置利用洋、海、江河或其它水体的水面下方的水流。这些水流例如可以是由潮汐变化和/或水下地貌(如沟槽、河床或其它水下狭窄通道)产生的。 按照本专利技术的发电机能够通过使用任何能源而产生电力，但特别适合于被风力和水流驱动，尤其是被低速水流驱动。该发电机还能用作电动机。
技术介绍
大型水体中的水流如由潮汐变化产生的水流是一种可以再生的能源，该能源至今尚未在挪威得到利用，即使这些水流沿挪威海岸可以可靠地预报和本身易于利用。 当大型水体(如海洋或江河)中的水流被迫通过沟槽或其它狭窄通道时，流动速度将提高并将在极大程度上被准直。该狭窄通道的中心区域中的水流将具有通过整个所讨论的截面的几乎相等的速度，这意味着在该区域中安置一台发电机是有利的。 从洋流中产生能量有若干已知的设备和方法。 挪威专利申请1999 1984(Hammerfest Strφm)描述一种用于从洋流和河流中产生电力的装置。整个装置安置在水面下并包括多个具有叶片的涡轮、一个支承系统、一个停留系统和一台发电机。涡轮轴的取向垂直于水的移动方向，而叶片是翼形的、因此不管水的移动方向如何，该涡轮都沿同一方向转动。该涡轮轴支承在固定于该支承和轴泵系统的浮箱的框架上。该装置用组件构成。该装置具有由浮箱和固定在水面下的停留系统调节的正浮力，使得该装置由该停留系统保持在水面下。该装置使用常规叶片。 丹麦专利155454(Hans Marius Pedersen)描述一种浮动水流电站，由利用系缆桩而锚定在水底上的锚上的环状浮子组成。所有涡轮都是可以替换的并排列在一根共同的梁上而能作为一个单元在由该环状浮子限定的区域内被向上摆动到水面。该电站可以围绕该系缆桩而移动，系缆桩的上端连接在前浮子上而桩的下端固定在锚上。 美国专利5,440,176描述一种可以潜水的水涡轮装置，包括悬持在张力支脚型潜水式平台下方的不同组合的涡轮/发电机。 具有相反转动的转子和定子的发电机是众所周知的。在风能
中同轴的相反转动的螺旋浆是已知的，尤其是作为取出当空气流通过第一螺旋桨时供给的转动能的措施。这些相反转动的螺旋桨可以在发电机的同一侧面上，或者在其每个侧面上。这些螺旋桨或者利用齿轮连接在同一发电机上，或者一个螺旋桨连接在转子上而另一个螺旋桨连接在磁场线圈上。早先已知的连接在同一发电机上的相反转动的螺旋桨需要复杂的齿轮驱动和传动，这造成能量的进一步损失。从机械观点看，一个分别连接在转子和定子上的相反转动的螺旋桨要简单得多，但是在至今已知的解决方案中这些磁场线圈需要滑动环，这可能使该解决方案更为复杂，此外，还存在电力和机械能的损失。 在螺旋桨位于发电机(和塔架)的每一侧面上的已知情况中，作为规则而优先的是，下游的螺旋桨应当小于上游的螺旋桨，并设定安装在较大的风速下。 在从水流产生电力时，要求尽可能低的螺旋桨速度。后果是高的转矩以及难于定一个解决方案的标准齿轮的尺寸。 已知的发电机解决方案通常具有恒定的转动速度(螺旋桨的间距调整)和静止的定子。这导致发电机外壳具有非常大的直径，那是不利的。 美国专利4,291,233描述一种具有相反转动的转子和定子的风力涡轮发电机。从具有最好是水平轴的风力驱动的涡轮(螺旋桨)来的转动能量通过一个伞形齿轮传动机构转换为两个最好同心的轴中的转动能量。该涡轮轴附接在该伞形齿轮传动机构上，后者啮合沿相反方向转动的上下小齿轮。这两个小齿轮固定在各自的轴上，这两个轴最好同心而垂直配置。这两个沿相反方向转动的轴各自连接在转子和定子上。 DE 43 04 577 A1描述一种有两对叶片的风力涡轮发电机，这两对叶片分别连接在一个转子和一个定子上，以便沿相反方向转动这两对叶片。两对叶片配置在发电机的同一侧，起两个相反转动的双叶片螺旋桨的作用。该文献没有公开有关定子和转子的相互作用的任何进一步的细节。 DE 196 43 362描述一种具有相反转动的转子和定子的风力涡轮发电机。一个具有连接在涡轮或螺旋桨上的第一端部的轴固定在转子上。定子固定在第二轴端部上，后者转而连接在涡轮或螺旋桨上。轴端部通过轴承支承在轴上，使得转子和定子能够彼此相对地转动。 也参考辅助转子和辅助定子，其中转子固定在外壳上。因此，部件和之间的相对速度是部件和之间的速度的一半。 已知的相反转动的发电机能够分成两类(i)转子和定子由同一涡轮或螺旋桨驱动；(ii)转子和定子由其各自的涡轮或螺旋桨供给转动能。 第一类发电机可用US 4,291,233(如上所述)来例示。该发电机的缺点是在用于相反转动该定子的许多传动中损失许多能量。其次，该发电机很庞大，其制造和维护可能很费钱。因此，需要一种简化类型的发电机，其中转子和定子由同一涡轮或螺旋桨驱动，而且其中使用最少的齿轮传动和不使用伞形齿轮。 第二类发电机可用DE 196 43 362(如上所述)来例示。该发电机的缺点是该发电机包括一个不转动的外部件，装有一个常规的定子绕组。该外壳同时有基座支脚并吸收约一半的总转矩。 主气缸假定在两侧有磁体并通过一个独立的轴转动。在该转子内有另一转动的定子(或转子)。在最内部的转子和磁体转子之间产生的转矩并不冲击基座支脚，而是被螺旋桨之间的磁场吸收。因此，需要一种简化类型的发电机，其中转子和定子的各自的涡轮或螺旋桨向转子和定子供给转动能，其中该基座不需要吸收转子和定子之间的发电机中的转矩，而且其中螺旋桨的转矩全部用于产生电力。
技术实现思路
因此，本专利技术提供一种上述类型的用于从水流产生能量的装置、发电机和螺旋桨型部件。 按照本专利技术的装置包括一个能够安置在所述水体下面的底部上的构件和多个由该构件支承而由水流驱动的可以替换的发电机组。该装置的特征在于，该构件包括多个有一相应的节点中心和从其伸出的基本上水平的臂的节点元件，以及每个节点中心做成一个供伸向水底的高度可以调整的支脚用的衬套的形式。 因而按照本专利技术的装置包括一个能够安置在所述水体下面的底部(B)上的构件和多个由该构件支承而由该水流驱动的可以替换的发电机组，其中该装置的特征是，它能利用可以通过所述衬套而移动的所述支脚来安置在水体下面的底部上，以及该装置能够借助于这些支脚而选择地引到水体中的一个选定的高度，以便使发动机在水体中的位置最优化，或者引到水面上方而使所述发电机组高于水面。 按照本专利技术的装置也包括一种用于从水体的水流产生能量的漂浮装置，该装置包括由多个漂浮部件支承的支承构件，其特征在于，多个支承臂的一端可以枢轴式转动地附接在该构件上，而其另一端附接在各自的发电机上。在一个实施例中，这些支承臂在其第一端和第二端之间包括至少一个结合部，使得每个支承臂能够围绕该结合部折叠，以便由此，与支承臂围绕其第一端的枢轴式连接点跟该构件一起摆动的同时将相应的发电机升出水面。 按照本专利技术的转动部件包括一根轴，该轴安装在一根从本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于从低速水流中生产电能的发电机，包括一个连接在轴（１００）上用于相对于一个相反转动的定子（３００）而转动的转子（１５０），一个固定连接于该轴（１００）的齿轮（１６０），其特征在于，至少２个驱动齿轮（３３０）由各自的轴承（３３５）可转动地支承，并经二齿圈与相应的转子和定子联接，将其安装成能自所述转子的轴（１５０）传递旋转能量，由此，当该轴转动时，该定子可以沿该轴的相反方向转动。

【技术特征摘要】
NO 2001-7-11 20013437;NO 2002-2-18 200208001.一种用于从低速水流中生产电能的发电机，包括一个连接在轴(100)上用于相对于一个相反转动的定子(300)而转动的转子(150)，一个固定连接于该轴(100)的齿轮(160)，其特征在于，至少2个驱动齿轮(330)由各自的轴承(335)可转动地支承，并经二齿圈与相应的转子和定子联接，将其安装成能自所述转子的轴(150)传递旋转能量，由此，当该轴转动时，该定子可以沿该轴的相反方向转动。2.一种权利要求1所述的发电机，其特征在于，传动件(160)被固定地安装在该轴上。3.一种用于从低速水流中生产电能的发电机，包括一个连...

【专利技术属性】
技术研发人员：SD亨里科森，
申请(专利权)人：海德拉潮汐能科技公司，
类型：发明
国别省市：NO[挪威]