一种采用双水轮机的漂浮式洋流能发电系统技术方案

本发明专利技术公开了一种采用双水轮机的漂浮式海洋能发电系统，包括浮仓

【技术实现步骤摘要】
一种采用双水轮机的漂浮式洋流能发电系统


[0001]本专利技术涉及洋流能发电技术，具体涉及基于磁力耦合传能的能量转换系统
。

技术介绍

[0002]海洋面积占地球总面积的
71%
，波浪中蕴含了巨大的能量，有海流能
、
波浪能
、
盐差能
、
温差能等
。
所谓海流能，是海水因密度
、
风应力
、
地转偏向力
、
引潮力等作用而形成的大规模相对稳定的流动所具有的能量
。
根据成因，海流有由风引起的风海流，由水温
、
盐度引起的密度流，由潮汐引起的潮流等
。
这些海流所储存的动能，称为海流能
。
[0003]目前，我国泭洋潮流能发电系统还处于研究阶段，尚有许多技术上和发电系统总体设计上急需突破的方面
。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种采用双水轮机的漂浮式洋流能发电系统，提高发电效率，增强可靠性，并使其结构更简单，能够适应于快速投放
。
[0005]为实现本专利技术上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种采用双水轮机的漂浮式洋流能发电系统，包括浮仓
、
能量转化系统和水轮机，所述能量转化系统设置于浮仓内，所述水轮机通过水轮机转动轴连接能量转化系统
。
所述水轮机设置两组，两组各有一根所述水轮机转动轴，第一水轮机转动轴为中空转轴，第二水轮机转动轴从其中间穿过，且两个水轮机采取同轴心相反方向转动的方式布置；所述能量转化系统包括三层磁力耦合传动结构
、
发电机和发电机转轴；所述三层磁力耦合传动结构包括第一层慢转子
、
中间层导磁转子和第三层快转子，三层相互之间留有一定气隙，所述第一水轮机转动轴与第一层慢转子固接，所述第二水轮机转动轴与中间层导磁转子固接，第三层快转子与发电机转轴固接；所述发电机安装在机架上
。
当两组水轮机在洋流推动下相对转动，第一层慢转子和中间层导磁转子即相对转动，通过第一层慢转子
、
中间层导磁转子和第三层快转子三者之间的磁场耦合，导致第三层快转子转动，即采用类似磁力齿轮的工作原理，由此带动发电机，从而将两个水轮机从洋流中获得的转动的机械能传递给发电机发电
。
[0006]进一步地，所述三层磁力耦合传动结构采用盘式三层转子结构，包括第一磁轮盘
、
导磁盘和第二磁轮盘依次沿轴向靠近设置并相互之间留有一定气隙，第一磁轮盘作为第一层慢转子，中间的导磁盘作为中间层导磁转子，第二磁轮盘为第三层快转子
。
[0007]进一步地，所述第一磁轮盘和第二磁轮盘的盘面上按圆周均匀分布有永磁体，永磁体的南北极方向与水轮机转动轴轴向平行，且每个盘面上相邻的永磁体的南北极交替排列，所述导磁盘的盘面上按圆周均匀分布有导磁体，永磁体和导磁体的形状
、
大小
、
数量根据能量传输及调速的需求而定
。
[0008]进一步地，所述三层磁力耦合传动结构采用筒式三层转子结构，最外层为慢转子，为轴向排列的条状永磁体，以磁场南北极径向交替排列，中间层为导磁转子，为轴向排列的
导磁体，第三层为快转子，为轴向排列的条状永磁体，以磁场南北极径向交替排列
。
[0009]进一步地，对于三层磁力耦合传动结构，所述第一层慢转子的永磁体数量为
P
21
，
第三层快转子的永磁体数量为
P
23
，其中
P
21
>P
23
。
[0010]进一步地，导磁体数量为
N
22
，为了达到一个好的磁场耦合效果，优选下述关系：
P
21
+ P
23
= N
22
进一步地，所述发电系统与水下的锚链连接，漂浮在水下，且水轮机转动轴的轴向与洋流方向同向布置，由此接收洋流的运行能量
。
[0011]本专利技术提供的采用双水轮机的漂浮式海洋能发电系统，双水轮机采取同轴心反向转动的方式，可以有效的平衡两个水轮机转动产生的扭矩，两组水轮机的转动在能量转换系统中的三层磁力耦合传动结构的磁耦合作用下转化为发电机的单向转动，并且，通过对各磁力和导磁转子上分布的永磁体和导磁体的数量进行优化设置，三层磁力耦合传动结构的磁耦合作用还能有效提升发电机的转速，提高发电效率，使得这种结构的洋流能发电系统相对于曾出现过的漂浮式海洋能发电系统，具有结构更简单，可靠性强，造价低，效率更高，可以快速投放等优点
。
附图说明
[0012]图1是本专利技术一个实施例公开的采用双水轮机漂浮式洋流能发电系统的结构示意图；图2是一个实施例的磁力耦合传动结构采用盘式三层转子结构的能量转化系统的结构示意图，图3是图2中的磁轮盘（
21
）
、
导磁盘（
22
）和磁轮盘
(23)
的永磁体及导磁体的布置示意图；图中：1‑
浮仓，2‑
能量转化系统，
21
‑
第一磁轮盘，
211
‑
第一永磁体，
22
‑
导磁盘，
221
‑
导磁体
。23
‑
第二磁轮盘，
231
‑
第二永磁体，
24
‑
发电机，
25
‑
发电机转轴，
26
‑
机架，3‑
第一水轮机，4‑
第一水轮机转动轴，5‑
第二水轮机，6‑
第二水轮机转动轴，7‑
动密封
。
具体实施方式
[0013]下面结合附图和非限定性实施例对本专利技术作进一步说明：参见图
1、
图2和图3，本实施例是一种采用双水轮机的漂浮式洋流能发电系统的详细结构，其包括浮仓1，能量转化系统2，第一水轮机3，第一水轮机转动轴4，第二水轮机5，第二水轮机转动轴6等主要部件
。
能量转化系统2设置于浮仓1内，两个水轮机均通过各自的水轮机转动轴连接该能量转化系统
2。
[0014]其中，本系统是采用的双水轮机结构形式，第一水轮机转动轴4是中空转轴，第二
水轮机转动轴6从第一水轮机转动轴4的中间穿过，双水轮机即第一水轮机3和第二水轮机5采取同轴心相反方向转动的方式布置
。
在水轮机转动轴进入浮体1的位置，采用动密封
7。
[0015]本系统的能量转化系统2的能量传递采用的是三层磁力耦合传递结构，即磁力齿轮，具体采用的是盘式三层转子结构形式
。
能量转化系统2包括三层磁力转盘结构...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种采用双水轮机的漂浮式洋流能发电系统，包括浮仓（1）
、
能量转化系统（2）和水轮机（3），所述能量转化系统（2）设置于浮仓（1）内，所述水轮机通过水轮机转动轴连接能量转化系统（2）；其特征在于，所述水轮机设置两组，两组各有一根所述水轮机转动轴，第一水轮机转动轴（4）为中空转轴，第二水轮机转动轴（6）从其中间穿过，且两组水轮机采取同轴心相反方向转动的方式布置；所述能量转化系统（2）包括三层磁力耦合传动结构
、
发电机（
24
）和发电机转轴（
25
）；所述三层磁力耦合传动结构包括第一层慢转子
、
中间层导磁转子和第三层快转子，三层相互之间留有一定气隙，所述第一水轮机转动轴（4）与第一层慢转子固接，所述第二水轮机转动轴（6）与中间层导磁转子固接，第三层快转子与发电机转轴（
25
）固接；所述发电机（
24
）安装在机架（
26
）上；当两组水轮机在洋流推动下相对转动，第一层慢转子和中间层导磁转子即相对转动，通过第一层慢转子
、
中间层导磁转子和第三层快转子三者之间的磁场耦合，导致第三层快转子转动，带动发电机（
24
），从而将两个水轮机从从洋流中获得的转动的机械能传递给发电机（
24
）发电
。2.
根据权利要求1所述的采用双水轮机的漂浮式洋流能发电系统，其特征在于，所述三层磁力耦合传动结构采用盘式三层转子结构，包括第一磁轮盘（
21
）
、
导磁盘（
22
）和第二磁轮盘
(23)
依次沿轴向靠近设置并相互之间留有一定气隙，第一磁轮盘（
21
）作为第一层慢转子，中间的导磁盘（
22
）作为中间层导磁转子，第二磁轮盘
(23)
第三层快转...

【专利技术属性】
技术研发人员：王维俊，李滨，
申请(专利权)人：中国人民解放军军事科学院系统工程研究院，
类型：发明
国别省市：