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具有分层密封的 海流能发电装置

阅读：285发布：2020-05-19

专利汇可以提供具有分层密封的海流能发电装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型公开了具有分层密封的海流能发电装置，包括固定在海洋立管一侧的转轴，转轴上固定有若干个叶片，发电装置分隔为相互密封的加速装置安置层、发电层以及储电层，转轴的端部穿入至加速装置安置层中，转轴的端部套有第一齿轮，加速装置安置层内固定有加速装置，加速轴伸入发电层的一端与一转子连接，发电层内固定有定子，储电装置包括变压器、整流器以及蓄电池，转子与变压器、整流器以及蓄电池形成回路，变压器、整流器将转子感应到的电流升压、整流，蓄电池将电能存储。本实用新型具有密封效果好的优点。，下面是具有分层密封的海流能发电装置专利的具体信息内容。

权利要求

1.具有分层密封的海流能发电装置，其特征是：包括固定在海洋立管(1)一侧的转轴(2)，所述的转轴(2)上固定有若干个叶片(3)，所述的叶片(3)能在海流的推动下带动转轴(2)一起转动，扰乱海洋立管(1)附近的海流，所述的转轴(2)的一端伸入至发电装置(4)中，所述的发电装置(4)的壳体(41)固定在海洋立管(1)的外表面上，所述的发电装置(4)分隔为相互密封的加速装置安置层(42)、发电层(43)以及储电层(44)，所述的转轴(2)的端部穿入至加速装置安置层(42)中，所述的转轴(2)的端部套有第一齿轮(21)，所述的加速装置安置层(42)内固定有加速装置(5)，所述的加速装置(5)包括同轴连接的第二齿轮(51)和第三齿轮(52)，一加速轴(6)一端位于加速装置安置层(42)中，一端位于发电层(43)中，所述的加速轴(6)位于加速装置安置层(42)中的部分套有第四齿轮(61)，所述的第一齿轮(21)和第二齿轮(51)咬合配合，所述的第三齿轮(52)和第四齿轮(61)咬合配合，且第一齿轮(21)和第三齿轮(52)的轮径大于第二齿轮(51)轮径，第三齿轮(52)的轮径大于第四齿轮(61)的轮径，使得加速轴(6)的转速高于转轴(2)，所述的加速轴(6)伸入发电层(43)的一端与一转子(62)连接，所述的转子(62)为一U形铜线圈，所述的发电层(43)内固定有一圈各自独立、呈环形布设的定子磁芯(7)，所述的定子磁芯(7)共同组成一定子，所述的转子(62)位于定子内环中，转子(62)转动时能切割定子的磁感线，所述的转子(62)通过导线与储电装置(8)连接，所述的储电装置(8)密封于储电层(44)中，所述的储电装置(8)包括变压器(81)、整流器(82)以及蓄电池(83)，所述的转子(62)与变压器(81)、整流器(82)以及蓄电池(83)形成回路，变压器(81)、整流器(82)将转子(62)感应到的电流升压、整流，蓄电池(83)将电能存储。
2.根据权利要求1所述的具有分层密封的海流能发电装置，其特征是：所述的加速装置安置层(42)和发电层(43)之间通过第一隔层(45)密封隔离，发电层(43)与储电层(44)之间通过第二隔层(46)密封隔离，所述的第一隔层(45)和第二隔层(46)均为导热不导电材料制作。
3.根据权利要求2所述的具有分层密封的海流能发电装置，其特征是：所述的加速装置安置层(42)背对发电层(43)的一侧中部开设有用于转轴(2)穿过的安置层孔，所述的第一隔层(45)上设置有加速轴穿过孔，所述的转轴(2)与安置层孔配合处以及加速轴(6)与第一隔层(45)的配合处均设置有密封圈。
4.根据权利要求3所述的具有分层密封的海流能发电装置，其特征是：所述的加速装置安置层(42)内充入压力气体，使得加速装置安置层(42)内的气压不低于发电装置(4)所处海水深度处的水压。
5.根据权利要求4所述的具有分层密封的海流能发电装置，其特征是：所述的加速轴(6)通过连接杆(63)与转子(62)固定连接。
6.根据权利要求5所述的具有分层密封的海流能发电装置，其特征是：所述的加速轴(6)和连接杆(63)均为绝缘材料制作。
7.根据权利要求6所述的具有分层密封的海流能发电装置，其特征是：所述的转子(62)的两端分别连接各自的导电环(64),所述的导电环(64)与电刷(65)连接，电刷(65)与储电装置(8)通过导线连接，所述的导线从第一隔层(45)和壳体(41)中走线。

说明书全文

具有分层密封的海流能发电装置

技术领域

[0001] 本实用新型属于海流能开发利用与海洋立管涡激振动抑制技术领域，具体涉及具有分层密封的海流能发电装置。

背景技术

[0002] 随着社会经济的高速发展和人们生活水平的大幅提高，能源需求量日益增长,能源短缺的问题日益突出。海洋能以其总蕴藏量大，可持续利用，绿色清洁等特点，成为各国能源战略的重要组成部分。

[0003] 近年来，随着海洋资源开采规模逐渐扩大，FPSO（Floating Production Storage and Offloading），即浮式生产储油卸油装置，由于其拥有生产、储存、外输等功能被广泛应用。但FPSO立管所处环境条件恶劣，受力复杂，尤其波浪、海流流经海洋立管时，在一定的流速条件下，可在立管两侧交替的形成强烈的漩涡，漩涡脱落会对立管产生一个周期性的可变力，使得立管在与流向垂直方向上发生横向振动，严重缩短海洋立管的服役寿命，甚至造成重大安全环境事故。因此提出一种利用海流能发电同时抑制海洋立管涡激振动的装置已显得十分重要。

[0004] 而现有的海流能发电装置难以应用的原因在于发电装置要处于一定深度的海水中，受水压影响，发电装置容易进水。实用新型内容

[0005] 本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种不易进水的分层密封的海流能发电装置。

[0006] 为实现上述技术目的，本实用新型采取的技术方案为：

[0007] 具有分层密封的海流能发电装置，其中：包括固定在海洋立管一侧的转轴，转轴上固定有若干个叶片，叶片能在海流的推动下带动转轴一起转动，扰乱海洋立管附近的海流，转轴的一端伸入至发电装置中，发电装置的壳体固定在海洋立管的外表面上，发电装置分隔为相互密封的加速装置安置层、发电层以及储电层，转轴的端部穿入至加速装置安置层中，转轴的端部套有第一齿轮，加速装置安置层内固定有加速装置，加速装置包括同轴连接的第二齿轮和第三齿轮，一加速轴一端位于加速装置安置层中，一端位于发电层中，加速轴位于加速装置安置层中的部分套有第四齿轮，第一齿轮和第二齿轮咬合配合，第三齿轮和第四齿轮咬合配合，且第一齿轮和第三齿轮的轮径大于第二齿轮轮径，第三齿轮的轮径大于第四齿轮的轮径，使得加速轴的转速高于转轴，加速轴伸入发电层的一端与一转子连接，转子为一U形铜线圈，发电层内固定有一圈各自独立、呈环形布设的定子磁芯，定子磁芯共同组成一定子，转子位于定子内环中，转子转动时能切割定子的磁感线，转子通过导线与储电装置连接，储电装置密封于储电层中，储电装置包括变压器、整流器以及蓄电池，转子与变压器、整流器以及蓄电池形成回路，变压器、整流器将转子感应到的电流升压、整流，蓄电池将电能存储。

[0008] 为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：

[0009] 上述的加速装置安置层和发电层之间通过第一隔层密封隔离，发电层与储电层之间通过第二隔层密封隔离，第一隔层和第二隔层均为导热不导电材料制作。

[0010] 上述的加速装置安置层背对发电层的一侧中部开设有用于转轴穿过的安置层孔，第一隔层上设置有加速轴穿过孔，转轴与安置层孔配合处以及加速轴与第一隔层的配合处均设置有密封圈。

[0011] 上述的加速装置安置层内充入压力气体，使得加速装置安置层内的气压不低于发电装置所处海水深度处的水压。

[0012] 上述的加速轴通过连接杆与转子固定连接。

[0013] 上述的加速轴和连接杆均为绝缘材料制作。

[0014] 上述的转子的两端分别连接各自的导电环,导电环与电刷连接，电刷与储电装置通过导线连接，导线从第一隔层和壳体中走线。

[0015] 本实用新型的分层密封的海流能发电装置，通过固定在海洋立管上的转轴和叶片利用海流能，转轴在海流推动下转动，从而使转子在定子磁芯中旋转，切割磁感线发电，由于整个装置都放在海水中，本实用新型将发电装置分为三层，层间密封，有效提高密封度，按密封需求的强弱，将蓄电池放在最内层，发电装置放在中层，加速装置放在外层。为了进一步提高密封性，本实用新型在外层充入压力气体，用于平衡发电装置的内外压差，有效降低海水渗入发电装置内的速度。保证发电装置长时间浸没在海水中，也不会有海水进入发电层以及储电层。附图说明

[0016] 图1是本实用新型安装于海洋立管的示意图；

[0017] 图2是发电装置的剖面图。

[0018] 其中的附图标记为：海洋立管1、转轴2、第一齿轮21、叶片3、发电装置4、壳体41、加速装置安置层42、发电层43、储电层44、第一隔层45、第二隔层46、加速装置5、第二齿轮51、第三齿轮52、加速轴6、第四齿轮61、转子62、连接杆63、导电环64、电刷65、定子磁芯7、储电装置8、变压器81、整流器82、蓄电池83。

具体实施方式

[0019] 以下结合附图对本实用新型的实施例作进一步详细描述。

[0020] 本实用新型的具有分层密封的海流能发电装置，其中：包括固定在海洋立管1一侧的转轴2，转轴2上固定有若干个叶片3，叶片3能在海流的推动下带动转轴2一起转动，扰乱海洋立管1附近的海流，转轴2的一端伸入至发电装置4中，发电装置4的壳体41固定在海洋立管1的外表面上，发电装置4分隔为相互密封的加速装置安置层42、发电层43以及储电层44，转轴2的端部穿入至加速装置安置层42中，转轴2的端部套有第一齿轮21，加速装置安置层42内固定有加速装置5，加速装置5包括同轴连接的第二齿轮51和第三齿轮52，一加速轴6一端位于加速装置安置层42中，一端位于发电层43中，加速轴6位于加速装置安置层42中的部分套有第四齿轮61，第一齿轮21和第二齿轮51咬合配合，第三齿轮52和第四齿轮61咬合配合，且第一齿轮21和第三齿轮52的轮径大于第二齿轮51轮径，第三齿轮52的轮径大于第四齿轮61的轮径，使得加速轴6的转速高于转轴2，加速轴6伸入发电层43的一端与一转子62连接，转子62为一U形铜线圈，发电层43内固定有一圈各自独立、呈环形布设的定子磁芯7，定子磁芯7共同组成一定子，转子62位于定子内环中，转子62转动时能切割定子的磁感线，转子62通过导线与储电装置8连接，储电装置8密封于储电层44中，储电装置8包括变压器
81、整流器82以及蓄电池83，转子62与变压器81、整流器82以及蓄电池83形成回路，变压器
81、整流器82将转子62感应到的电流升压、整流，蓄电池83将电能存储。

[0021] 实施例中，加速装置安置层42和发电层43之间通过第一隔层45密封隔离，发电层43与储电层44之间通过第二隔层46密封隔离，第一隔层45和第二隔层46均为导热不导电材料制作。

[0022] 实施例中，加速装置安置层42背对发电层43的一侧中部开设有用于转轴2穿过的安置层孔，第一隔层45上设置有加速轴穿过孔，转轴2与安置层孔配合处以及加速轴6与第一隔层45的配合处均设置有密封圈。

[0023] 实施例中，加速装置安置层42内充入压力气体，使得加速装置安置层42内的气压不低于发电装置4所处海水深度处的水压。

[0024] 实施例中，加速轴6通过连接杆63与转子62固定连接。

[0025] 实施例中，加速轴6和连接杆63均为绝缘材料制作。

[0026] 实施例中，转子62的两端分别连接各自的导电环64,导电环64与电刷65连接，电刷65与储电装置8通过导线连接，导线从第一隔层45和壳体41中走线。

[0027] 本实用新型的运作原理如下：发电装置4固定在海洋立管1上，使得转轴2和叶片3都位于海洋立管1的一侧，转轴2与海洋立管1平行设置，海流经过海洋立管1时，叶片3被海流推动，使海流紊乱，扰乱了海洋立管周围流场，破坏了绕流旋涡的形成，从而对海洋立管达到抑制涡激振动效果。转轴2的转动则带动加速装置5转动，经过转速放大后，由加速轴6带动转子62转动，感应到的电流经过整流变压后，由蓄电池83存储。

[0028] 本实用新型通过将发电装置分隔为加速装置安置层42、发电层43和储电层44，使海水必须先经过加速装置安置层42才有可能进入发电层43和储电层44，而加速装置安置层42中有压力气体，而且经过密封处理，因此，海水很难进入加速装置安置层42，此外即使海水进入加速装置安置层42，还要经过密封的第一隔层45才能进入发电层43，而储电层44则是完全密封的，导线在壳体41中走线，不可能进水。

[0029] 以上仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，应视为本实用新型的保护范围。

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