用于水下线性发电机的定子框架制造技术

本发明专利技术涉及一种用于水下线性发电机的定子框架（12）。根据本发明专利技术，定子框架（12）包括具有金属圆柱形管，安装装置（13，14，15，16）用于将定子封包安装至管的内壁。定子框架（12）还是线性发电机的外周向壁。本发明专利技术还涉及这种定子框架（12）的使用，并且涉及一种用于制造具有这种定子框架（12）的线性发电机的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术在第一方面中涉及一种用于水下线性发电机（submerged lineargenerator）的定子框架。在第二方面中，本专利技术涉及这种定子框架的使用，并且在第三方面中，本专利技术涉及用于制造具有这种定子框架的线性发电机的方法。在本申请中，术语“径向的”、“轴向的”、“横向的”等指代通过转换器（translator）的中心的往复运动（即，如果没有另做明确说明，那么就是中心轴线）限定的轴线的方向。术语“上部的”和“下部的”指代竖直方向并涉及所讨论的部件在波浪发电单元（wave power unit）工作时的位置。
技术介绍
海中以及大的内陆湖中的波浪运动构成了迄今几乎没有被利用的潜在能量源。然而，已提出多种建议，以在发电机中使用海浪的竖直运动来产生电能。由于海面上的点进行往复竖直运动，因此使用线性发电机来产生电能是适当的。WO 03/058055公开了这样一种波浪发电单元：发电机的移动部件（即，与旋转发电机中的转子相对应的且在本申请中被称作转换器的部件）相对于发电机的定子往复运动。在该公开中，定子锚定在海床中。转换器通过柔性连接装置（诸如缆线、缆绳或链条）连接至漂浮在海上的本体。发电机的定子和转换器封装在防水壳体中。由于发电机靠近海底设置或者设置在海底，因此发电机的保养和维护是复杂的。这要求发电机在工作时是非常可靠的。此外，为了提供工业规模的有竞争力的能量源，使用<br>于制造和装配发电机的成本最小化是重要的。关于高可靠性和低制造成本的要求意味着发电机的优化设计和构造。
技术实现思路
本专利技术的目的在于满足上述要求。特别地本专利技术的目的在于满足在防水壳体与发电机的内部部件之间的关系方面的这些要求。本专利技术的第一方面中的此目的得以实现，因为介绍性地说明的这种类型的定子框架具有以下特定特征：定子框架包括由金属的圆柱形管，安装装置用于将定子封包（stator packet）安装至管的内壁，该管还形成线性发电机的外周向壁。这种定子框架实现了如下的双重功能：形成封装壳体的一部分以及定子的可靠且合理安装。通过将壳体的一部分用作定子框架，所需要的发电机的部件的数量将较低。框架壁的内侧上的安装装置允许定子封包直接在该框架上的合理安装。由此消除了对单独的定子框架结构的需要。与整个定子必须首先装配且然后插入到壳体中的情况相比，这导致发电机的合理很多的装配。所专利技术的定子框架因此有助于获得关于发电机的低制造成本以及可靠的构造。根据一个优选实施方式，安装装置包括位于管的内壁上的多个轴向地分布的安装轮廓件（mounting profile），每个安装轮廓件在周向方向上延伸并具有用于定子封包的第一组接收槽，这些接收槽通过朝内的径向突起隔开，一个安装轮廓件的所有接收槽与其它安装轮廓件的接收槽轴向地对准。所讨论的这种类型的线性发电机中的每个定子封包形成待安装在轴向方向上的细长单元。具有接收槽的安装轮廓件有利地适于安装这种单元。对准的接收槽的形成提供了每个定子封包的良好限定的定位，使得该安装将是容易的并且具有最小的犯错风险。根据另一优选实施方式，每个安装轮廓件通过周向边缘（rim）形成。这是一种简单的构造安装轮廓件的方式。该边缘也将有助于加强当发电机在海底工作时暴露于来自周围的水的外部高压的管的壁。根据另一优选实施方式，每个边缘具有形成接收槽的多个凹口（recess）。从而以容易的方式获得接收槽。根据另一优选实施方式，每个安装轮廓件具有第二组接收槽，以用于接收用于待在定子框架中轴向地往复运动的转换器的导向装置。转换器必须被准确地且可靠地引导，以保持转换器在径向方向上的位置，从而使朝向定子的间隙保持恒定。每个导向装置可以有利地包括排列在轮子框架中的一排轮子。通过还为这些部件提供接收槽，使发电机的装配进一步合理化。从而还实现了导向装置相对于定子封包在周向方向上的且更重要的在径向方向上的预定分开定位。这使确保间隙将是精确的得到简化。根据另一优选实施方式，第一组中的每个接收槽的周向延伸是第二组中的每个接收槽的周向延伸的2倍-8倍那么大。由于每个定子封包通常具有比导向装置所要求的大的周向延伸，因此槽的宽度的指定关系与之相适应。在大多数情况下，第一组中的槽是第二组中的槽的3倍-4倍那么大。根据另一优选实施方式，在每个安装轮廓件中，第二组中的接收槽的数量是三个或四个。转换器必须径向地支撑在至少三个不同的方向上，以确保恰当的位置。在许多情况下，可能有利的是，将转换器支撑在四个方向上。该实施方式与该要求相适应。根据另一优选实施方式，每个接收槽具有这样的底部：该底部是平面。这简化了框架的制造，并且平面底部提供了对定子封包的平面后侧和导向装置的良好支撑。根据另一优选实施方式，第一组中的接收槽的数量在4-12的范围内。在大多数情况下，定子封包的数量将在该范围内，并且安装装置由此将很好地适于其特定目的。根据另一优选实施方式，对于任意两个邻近的安装轮廓件来说，两个邻近的安装轮廓件之间的轴向距离是相同的。安装轮廓件之间的相等距离导致定子封包和导向装置上的支撑力的有利的轴向分布。根据另一优选实施方式，每个接收槽具有这样的底部：该底部设置有到达管的外部的通孔。这简化了定子封包和导向装置在相应的接收槽中通过使用螺栓等的附接。根据另一优选实施方式，管具有多个外周向凸缘。从而，管的刚性和抵抗外部水压的能力增加并且允许比没有这些凸缘薄的壁。根据另一优选实施方式，凸缘的数量等于安装轮廓件的数量。从制造角度来说，这是有利的。根据另一优选实施方式，每个凸缘轴向地位于安装轮廓件附近。凸缘由此在管暴露于施加在定子封包和导向装置上的支撑力的这些区域中加强了管。凸缘的加强效果由此被优化，特别地如果管被沿着安装轮廓件的螺栓孔穿透。根据另一优选实施方式，框架包括接合在一起的多个轴向地分布的部分。在大多数情况下，由于壳体的通常较大尺寸，当制造管时，将各部分接合在一起时是方便的。由部分制造管还允许模块化，使得可以由同一且相同大小的部分制造不同长度的壳体。根据另一优选实施方式，每个部分包括一个安装轮廓件和一个凸缘，并且至少一些部分彼此相同。这些部分的这种构造还有助于获得可以用于壳体的不同长度的模块。根据另一优选实施方式，管在其外部上具有布置为附接至支撑元件的附接装置。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于水下线性发电机（2）的定子框架（12），其特征在于，所
述定子框架（12）包括金属圆柱形管，安装装置（13，14，15，16）
用于将定子封包（19）安装至所述管的内壁，当装配所述线性发电
机（6）时，所述管还形成所述线性发电机（6）的外周向壁。
2.根据权利要求1所述的定子框架，其特征在于，所述安装装置（13，
14，15，16）包括位于所述管的内壁上的多个轴向地分布的安装轮
廓件（13，14，15），每个安装轮廓件（13，14，15）在周向方向上
延伸并具有用于所述定子封包的第一组接收槽（14），所述接收槽
（14）通过朝内的径向突起隔开，一个安装轮廓件（13，14，15）
的所有接收槽（14）与其它安装轮廓件（13，14，15）的接收槽（14）
轴向地对准。
3.根据权利要求2所述的定子框架，其特征在于，每个安装轮廓件（13，
14，15）通过周向边缘（13）形成。
4.根据权利要求2所述的定子框架，其特征在于，每个边缘（13）具
有形成所述接收槽（14）的多个凹口。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的定子框架，其特征在于，每个安
装轮廓件（13，14，15）具有第二组接收槽（15），以用于接收用于
待在所述定子框架（12）中轴向地往复运动的转换器（6）的导向装
置（20，21）。
6.根据权利要求5所述的定子框架，其特征在于，所述第一组中的每
个接收槽（14）的周向延伸是所述第二组中的每个接收槽（15）的
周向延伸的2-8倍那么大。
7.根据权利要求6所述的定子框架，其特征在于，在每个安装轮廓件
（13，14，15）中，所述第二组中的接收槽（15）的数量是三个或
四个。
8.根据权利要求2-6中任一项所述的定子框架，其特征在于，每个接
收槽（14，15）具有这样的底部：所述底部是平面。
9.根据权利要求2-8中任一项所述的定子框架，其特征在于，所述第
一组中的接收槽（14）的数量在4-12的范围内。
10.根据权利要求2-9中任一项所述的定子框架，其特征在于，对于任
意两个邻近的安装轮廓件（13，14，15）来说，两个邻近的安装轮
廓件（13，14，15）之间的轴向距离是相同的。
11.根据权利要求2-10中任一项所述的定子框架，其特征在于，每个接
收槽（14，15）具有这样的底部：所述底部设置有到达所述管的外
部的通孔（16）。
12.根据权利要求1-11中任一项所述的定子框架，其特征在于，所述管
具有多个外周向凸缘（17）。
13.根据权利要求12所述的定子框架，其特征在于，凸缘（17）的数量
等于安装轮廓件（13，14，15）的数量。
14.根据权利要求13所述的定子框架，其特征在于，每个凸缘（17）轴
向地位于一安装轮廓件（13，14，15）附近。
15.根据权利要求1-14中任一项所述的定子框架，其特征在于，所述定
子框架（12）包括接合在一起的多个轴向地分布的部分（12a-12e）。
16.根据权利要求15所述的定子框架，其特征在于，每个部分（12a-12e）
包括一个安装轮廓件（13，14，15）和一个凸缘（17），并且至少一
些部分（12b-12d）彼此相同。...

【专利技术属性】
技术研发人员：马茨·莱永，埃里克·多尔，弗雷德里克·阿克塞尔松，拉斐尔·沃特斯，
申请(专利权)人：西贝斯特公司，
类型：
国别省市：