[發明專利]水下軸流式同步發電機

無效

• 申請號: 200910183696.5
• 申請日: 2009-08-05
• 公開（公告）號: CN101989775A
• 公開（公告）日: 2011-03-23
• 發明（設計）人: 汪健;蔣明興
• 申請（專利權）人: 汪健;蔣明興
• 主分類號: H02K1/27
• 分類號: H02K1/27;H02K7/18;H02K5/04;H02K3/04;H02K15/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種水下軸流式同步發電機。

背景技術

當前世界能源緊缺，資源匱乏，環境惡化，提倡節能減排和發展可再生清潔能源(如太陽能、水能、風能、地熱能等)，成會國際競相發展的熱點。目前我國經濟和民生處在持續超常發展時期，電力緊缺成為制約國民經濟可持續發展的一大瓶頸。水力發電在可再生能源中所占比重最大，水電站的建設須具備豐富的水力資源和嚴格的地理、地勢、地質條件，需投入大量人力、物力和財力。地處大江，大河的中、下游地區，地勢下降緩慢，江河水在自身巨大的動能驅使下，年均有數百上千億立方水量，源源不斷流向大海。很久以前我國勞動人民就用“風車”和“水車”灌溉農田和加工糧食，經驗證，水流速度在3米/秒時，能量密度可達13500瓦/平方米，比同速風力的能量密度(600瓦/平方米)高出20多倍，在當今大力發展風力發電的同時，利用大江大河的水流動能發電，是水能利用的傳承和創新。實施水流發電，必先解決發電機在水下隔離和絕緣的難題，否則一旦機電漏水短路，電氣設備會嚴重受損，如仍用傳動軸上安裝動密封器件的方法來防止電機滲水，不但會增加旋轉阻力，而且動密封因終久磨損，難逃機電進水受濕，絕緣破壞，設備損毀的厄運。

發明內容

本發明水下軸流式同步發電機針對以上難題，將定子線圈鐵芯內外用環氧復合膠料浸透、固化、密封和鏜磨加工，使定子線圈在水中仍保持與水的絕對隔離和高度絕緣。并將原依賴外部供電的轉子勵磁線圈去除，改為表面經防銹處理的釹鐵硼多極對永磁轉子，與軸流式水輪同步轉動，由此產生的旋轉永磁場，使定子線圈感應發電，杜絕了因動密封磨損滲水，電氣短路的隱患。同軸傳動更有利發電機機械效率的提高。用鋼構件與玻璃鋼合成的復合材料軸流式水輪輪葉，既堅韌又耐沖擊和耐腐蝕，能確保水輪在水下長期安全工作。像風力發電場一樣，水下發電機可在江河段面下排列布陣，水能并可多次重復利用(在不影響航行，水利、排澇及生態保護的前提下)，故江河水流動能的開發潛力十分巨大，而且水下軸流式同步發電機的性價比和能效比，遠優于風力發電設備，因此在江河中下游，應地置宜，多快好省地開發水流發電，是可再生能源領域的又一創新。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。

附圖為本發明實施例的結構剖面示意圖。

圖中：1.尾流罩?2.軸流式葉輪?3.不銹鋼軸承?4.轉軸?5.永磁轉子6.背翼?7.吊桿孔?8.定子線圈?9.復合隔水層?10.鋼殼?11.電纜

具體實施方式

本發明水下軸流式同步發電機定子線圈(8)的鐵芯內外用環氧樹脂復合膠料進行浸透、固化、密封和鏜磨加工，形成牢固嚴密的復合隔水層(9)，使定子線圈(8)在水中長期保持與水的絕對隔離和高度絕緣。本發電機沒有傳統的動密封器件，發電機的定子線圈(8)，不銹鋼軸承(3)，轉軸(4)和表面經防銹處理的釹鐵硼多極對永磁轉子(5)全部安裝在尾流罩(1)和鋼殼(10)內，即使發電機內有水進入，因電氣部分用環氧樹脂復合膠料預先進行密封和絕緣，故可確保發電機在水下長久安全運行。軸流式葉輪(2)在水流動能的驅動下，由轉軸(4)連同永磁轉子(5)一起旋轉，產生的旋轉永磁場，使定子線圈(8)切割磁力線而發電。隨水流自動調整方位的背翼(6)上有吊桿孔(7)，安裝的鐵桿掛接固定在水面的浮箱下，在江河水位、水流變化時，發電機始終保持最佳發電位置，發出的交流電由防水電纜(11)輸出。用鋼構件與玻璃鋼復合制成的軸流式輪葉(2)，既堅韌又耐沖擊和耐腐蝕，能確保水輪在水下長期安全運行。發電功率的大小與軸流式葉輪(2)的受力面積成正比，一般4---6米直徑的軸流式葉輪(2)，在3米/秒流速水中，就能驅動、產生100--250千瓦的電力。