[發(fā)明專利]海洋能發(fā)電裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910101034.2
• 申請(qǐng)日: 2017-05-02
• 公開（公告）號(hào): CN110067691A
• 公開（公告）日: 2019-07-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林東
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 杭州林東新能源科技股份有限公司
• 主分類號(hào): F03B13/12
• 分類號(hào): F03B13/12;F03B11/00
• 代理公司: 杭州知通專利代理事務(wù)所(普通合伙) 33221
• 代理人: 黃夏

本發(fā)明提供一種海洋能發(fā)電裝置，包括發(fā)電機(jī)、至少一個(gè)水平軸水輪機(jī)、密封艙以及至少一根外軸。至少一個(gè)水平軸水輪機(jī)包括葉輪轉(zhuǎn)子和傳動(dòng)模塊，葉輪轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)形成的動(dòng)能通過傳動(dòng)模塊傳遞給發(fā)電機(jī)。傳動(dòng)模塊位于密封艙內(nèi)，葉輪轉(zhuǎn)子位于密封艙外。外軸的一端與密封艙連通，另一端位于水面以上，外軸具有特定的內(nèi)徑寬度用于讓維修人員或維修機(jī)器通過外軸進(jìn)入到密封艙內(nèi)以進(jìn)行維修。

相關(guān)的申請(qǐng)

本申請(qǐng)是申請(qǐng)?zhí)枮?01710302145.0，申請(qǐng)日為2017年5月2日，發(fā)明名稱為《海洋能發(fā)電裝置及其海洋能發(fā)電漏水保護(hù)裝置》的中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)的分案，母案要求申請(qǐng)?zhí)枮?01710114124.6，申請(qǐng)日為2017年2月28日的中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)，其內(nèi)容整體并入此處。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于海洋能發(fā)電領(lǐng)域，尤其涉及一種海洋能發(fā)電裝置。

背景技術(shù)

海洋能(包含潮汐能、潮流能、波浪能、海流能)是指海水流動(dòng)的能量，作為可再生能源，儲(chǔ)量豐富，分布廣泛，具有極好的開發(fā)前景和價(jià)值。海洋能的利用方式主要是發(fā)電，其工作原理與風(fēng)力發(fā)電類似，即通過能量轉(zhuǎn)換裝置，將海水的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能。具體而言，首先海水沖擊水輪機(jī)，水輪機(jī)將水流的能量轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)的機(jī)械能，然后水輪機(jī)經(jīng)過機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，最終轉(zhuǎn)換成電能。

現(xiàn)今能源日益短缺，溫室效應(yīng)日益嚴(yán)重，能源需要低碳化，所以風(fēng)能，海洋能等清潔能源是未來(lái)能源的發(fā)展方向。但現(xiàn)在這些清潔能源的發(fā)電設(shè)備，除了風(fēng)能利用比較成熟外，海洋能的利用還都是在起步階段，沒有通用和成熟的設(shè)備。由于海洋中環(huán)境復(fù)雜，因此海洋能發(fā)電裝置比一般的其他發(fā)電裝置需要維修的次數(shù)會(huì)更多，導(dǎo)致維修成本居高不下。

一般用于海洋能發(fā)電的有兩種發(fā)電機(jī)，一種是水平軸水輪發(fā)電機(jī)，其軸線平行于水平面，另一種是垂直軸水輪發(fā)電機(jī)，其軸線垂直于水平面。水平軸水輪發(fā)電機(jī)由于其所有電氣元件(包括葉輪轉(zhuǎn)子、發(fā)電機(jī)、齒輪箱、增速箱等)均在水下，因此對(duì)于整個(gè)機(jī)體的密封性要求非常高。特別是葉輪轉(zhuǎn)子和齒輪箱的連接處，需要采用密封圈進(jìn)行密封。密封圈由于存在老化松弛問題，為了保障密封圈的密封性能，最少每三年要更換一次。更換的時(shí)候需要停止整個(gè)海洋能發(fā)電裝置的運(yùn)行。為了安裝新的密封圈，其它的一些元件也要進(jìn)行相應(yīng)的拆除和重新安裝，這大大增加了更換難度，提高了維修成本。

特別地，由于維修人員并不能經(jīng)常到海里查看密封圈是否老化以及密封是否牢靠，因此并不能準(zhǔn)確地知曉密封圈要更換的時(shí)間。為了避免水流滲入到水平軸水輪機(jī)的內(nèi)部懂導(dǎo)致水平軸水輪機(jī)的損毀，保險(xiǎn)起見，密封圈即便沒有老化，每年甚至半年就需要更換。由于維修保養(yǎng)的時(shí)候發(fā)電需要停止導(dǎo)致無(wú)法產(chǎn)生收益，并且維修保養(yǎng)操作需要消耗不小的人力物力，頻繁的維修保養(yǎng)給海洋能發(fā)電的商業(yè)化運(yùn)營(yíng)帶來(lái)了巨大的阻礙。

另外，與發(fā)電機(jī)連接的齒輪箱在使用一段時(shí)間之后需要更換機(jī)油，并且發(fā)電裝置用到的軸承也需要更換機(jī)油，所以水平軸水輪發(fā)電機(jī)的維修和保養(yǎng)更加困難，成本更高。因此，即便水平軸水輪發(fā)電機(jī)的發(fā)電效率高于垂直軸水輪發(fā)電機(jī)，但水平軸水輪發(fā)電機(jī)商業(yè)化仍然非常困難。

隨著水中深度的增加，壓強(qiáng)逐漸增大。由于發(fā)電機(jī)組外部的壓強(qiáng)會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于內(nèi)部的壓強(qiáng)，因此外部水流很容易滲透到發(fā)電機(jī)組內(nèi)部從而損毀發(fā)電機(jī)組。為了增強(qiáng)發(fā)電機(jī)組的抗壓性能和密封性能，對(duì)發(fā)電機(jī)組外殼的強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)的密封性會(huì)有更高的要求，并且有些普通的密封圈根本無(wú)法滿足深海處的密封要求，需要特制的密封圈，從而導(dǎo)致生產(chǎn)成本的攀升，；另一方面，為了增加發(fā)電機(jī)組的抗壓性能和密封性能，發(fā)電機(jī)組的體積需要進(jìn)一步縮小以使發(fā)電機(jī)組內(nèi)的所有元件(增速箱、傳動(dòng)元件、發(fā)電機(jī)等)都緊密設(shè)置，這樣增加了元件之間的摩擦，極大地影響了發(fā)電機(jī)組的效率。

由于現(xiàn)有的海洋能發(fā)電裝置無(wú)法解決完全密封的問題，現(xiàn)有的海洋能發(fā)電裝置在水深方向通常都只設(shè)置一個(gè)水輪發(fā)電機(jī)以避免深水處壓強(qiáng)太大導(dǎo)致密封困難。然而，這樣對(duì)深水處的海洋能無(wú)法充分利用。