[發明專利]一種整體集成式潮流能發電裝置及包括其的潮流能機組

在審

• 申請號: 202010005989.0
• 申請日: 2020-01-03
• 公開（公告）號: CN111042981A
• 公開（公告）日: 2020-04-21
• 發明（設計）人: 褚景春;袁凌;劉金鹿;汪正軍;王婷
• 申請（專利權）人: 國電聯合動力技術有限公司
• 主分類號: F03B13/26
• 分類號: F03B13/26;F03B15/00;F03B11/00;F03B11/06;F03B3/14
• 代理公司: 北京方韜法業專利代理事務所(普通合伙) 11303
• 代理人: 劉青霞

本發明公開了一種整體集成式潮流能發電裝置及包括其的潮流能機組，屬于潮流能機組領域，該發電裝置為外轉子電機，包括安裝有定子的中空軸和安裝有轉子的機座，機座相對中空軸旋轉并帶動轉子旋轉，使轉子與定子配合發電，機座與中空軸密封連接，使機座與中空軸之間形成密封隔水空間；機座上環繞安裝有至少三個阻尼式葉片，阻尼式葉片包括阻尼器和與其連接的葉片，通過阻尼器產生轉動阻力實現葉片的被動變槳。本發明采用外轉子電機和阻尼式葉片，無偏航系統，通過阻尼式葉片的阻尼式機械被動變槳，實現被動變槳及雙向吸收潮流能，結構簡單、葉輪強度大、機組結構簡單、變槳系統復雜度低、能夠不通過偏航系統實現雙向利用洋流發電。

技術領域

本發明涉及潮流能機組領域，特別是涉及一種整體集成式潮流能發電裝置及包括其的潮流能機組。

背景技術

目前隨著海洋能源開發逐步深入，各種利用海洋潮流能發電的設備層出不窮，目前雙向潮流能發電逐步成為該行業發電設備的主要研發方向。現有設備根據功能需求分割為多個子系統，以實現對雙向潮流能的捕獲。一般采用帶90°變槳功能與偏航系統相結合的方式，也有采用不帶偏航但變槳系統葉片具備180°～360°變槳功能的方式。

但海洋環境不同于陸上，在深海環境中，所有旋轉部件均需要配備水下專用的旋轉密封裝置，該類裝置成本與密封部件周長成正比。

現有潮流能發電機組葉片多采用類似于風電行業的符合流體動力學結構的翼型設計，生產成本較高。同時，為實現葉片旋轉變槳并保證葉片根部具有足夠強度，往往將葉片根部直徑及壁厚尺寸設計得較大，導致水下專用旋轉密封裝置用量較大，造成了潮流能發電機組成本的大幅度增加。

此外，現有機組變槳系統包括電動機、變槳軸承、變頻器、槳葉角度測量裝置等部件，結構復雜，用于陸上風電行業尚可，但海上維護難度高、濕度大等嚴苛環境對變槳系統可靠性造成了嚴重威脅。

由于現有機組存在上述種種缺陷造成的成本及維護難度，往往即使樣機研制成功，也無法轉入量產，無法滿足未來海洋潮流能發電領域不斷增加的需求。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種結構簡單、變槳系統復雜度低、能夠不通過偏航系統實現雙向利用洋流發電的功能的整體集成式潮流能發電裝置及包括其的潮流能機組。

為解決上述技術問題，本發明提供的技術方案如下：

一方面，本發明提供一種整體集成式潮流能發電裝置，為外轉子電機，包括安裝有定子的中空軸和安裝有轉子的機座，所述機座相對中空軸旋轉并帶動所述轉子旋轉，使所述轉子與定子配合發電，所述機座與中空軸密封連接，使機座與中空軸之間形成密封隔水空間；所述機座上環繞安裝有至少三個阻尼式葉片，所述阻尼式葉片包括阻尼器和與其連接的葉片，通過阻尼器產生轉動阻力實現葉片的被動變槳。

進一步地，所述阻尼器為圓柱式阻尼器。

進一步地，還包括支撐環，所述支撐環安裝在阻尼式葉片的旋轉軸外圓處，所述支撐環的中心位于所述機座的中心軸線上。

進一步地，所述機座包括圓筒形的機座本體和連接在機座本體兩端的導流罩和后端蓋，所述后端蓋套接在所述中空軸上，所述后端蓋與中空軸的接觸部位安裝有水下專用的旋轉密封裝置；所述定子位于所述中空軸外壁上，所述轉子位于機座本體的內壁上，所述轉子套接在定子上。

進一步地，所述定子內嵌有繞線組，所述繞線組用于與電纜連接，所述中空軸上設有用于電纜穿過的通孔，所述中空軸設有所述通孔的部分位于機座形成的空間內。

進一步地，所述通孔為斜孔。

進一步地，在所述中空軸的定子兩側各安裝有至少一個軸承，所述軸承外安裝有配合軸向夾緊軸承外圈的軸承內蓋和軸承外蓋，所述軸承外蓋與機座固定連接并隨機座轉動，使所述軸承外圈能隨軸承外蓋、軸承內蓋沿中空軸旋轉。