专利名称：转环形竖轴直驱式潮流能发电装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于海洋可再生能源利用技术领域，涉及一种转环形竖轴直驱式潮流能发电装置。
背景技术：
目前应用最多的潮流能发电装置是水平轴涡轮式和竖轴涡轮式装置(如 Darrieus型和Gorlov型涡轮机装置)，近期还出现了振荡水翼式等非涡轮机形式的装置。 水平轴涡轮式和竖轴涡轮式装置的转子绕旋转轴做多周的旋转运动，其转速远低于发电机转速，通常需要齿轮加速装置提高转速后再带动发电机。而振荡水翼式装置由于只做小角度范围内的往复转动，通常带动液压装置，把转轴的机械能转换为液压能，再通过液压马达驱动发电机。无论是齿轮加速器还是液压装置，都是结构复杂，制造、装配精度要求高的部件。 因而造成制造成本高、可靠性差、海上维护困难，对装置的全寿命期运行和维护带来负面影响。
发明内容本实用新型的目的是提供一种结构简单、运行可靠性高的潮流能发电装置，解决现有潮流能装置结构复杂、制造成本高、可靠性低、维护困难的问题。本实用新型的原理是把直驱式发电机与竖轴直叶片Darrieus涡轮机结合成整体，形成一种新型的潮流能发电装置。转子作为潮流涡轮机叶片安装在圆环形框架上，圆环形框架同时也作为直驱式发电机的转子，内设感应线圈；支承转子的圆环形构件同时也作为直驱式发电机的定子，内设磁铁，转子和定子构成直驱式发电机的核心部件；转子旋转的转速不高，但旋转半径较大，在转子外缘处的线速度很大；根据发电机的发电原理，当导体运动切割磁力线时，在导体中会产生电流，导体运动切割磁力线的线速度越大，产生的电流越大。本实用新型所采用的技术方案是—种转环形竖轴直驱式潮流能发电装置，该装置包括圆环形转子、直叶片、圆环形定子、支座、感应线圈、磁铁。基础支座安放或锚固于水底。圆环形定子固定在基础支座上。多组扇形导线线圈镶嵌在圆环形定子圆环面内，沿圆周均勻布置；每个线圈两支引出导线，各线圈同侧引出导线分别连接，作为直驱式发电机的输出线引出。圆环形转子的截面为C形，套在圆环形定子上；在圆环形定子圆环盘面上设置环形滑道，在圆环形转子上对应滑道的位置安装多个小型滚轮，使之沿滑道滚动，以确保圆环形定子和圆环形转子之间的相对位置和间隙，并减小两构件相对运动的阻力。在圆环形转子包覆定子的两侧壁内成对安装磁铁，异性磁极相对， 产生垂直于圆环形定子盘面的磁场；多组磁铁沿转子圆周均勻布置，使相邻两对磁铁磁极相反布置，即一对磁铁N极在上，S极在下，则相邻一对磁铁S极在上，N极在下，以此类推；
3相邻两对磁铁中心沿转子圆周的间距等于定子上扇形线圈沿半径方向的两支导线的间距。 多个直叶片两端固定安装在上下两个环形转子上；多个叶片与两个圆环转子形成一个笼式结构；在水动力作用下转子绕竖轴旋转，转子磁场与定子线圈相对运动，在定子线圈中产生电流，并通过输出导线输出。转子可用轻质材料制作，减小重量。本实用新型的效果和益处是不需要齿轮加速器、大型轴承或液压系统等部件，整个装置只有转子和叶片组成的整体笼式结构是主要运动部件，结构简单可靠，大大降低了制造、安装和维护成本。
图1是转环形竖轴直驱式潮流能发电装置立体视图。图2是圆环形定子和支座立体视图。图3是圆环形转子和直叶片组成的整体笼式结构立体视图。图4是圆环形定子内感应线圈和圆环形转子内磁铁布置立体视图。图中1圆环形转子，2直叶片，3圆环形定子，4支座，5感应线圈，6磁铁A(N极向下)，7磁铁B(S极向上)，8滚轮轨道，9电流输出端A，10电流输出端B。
具体实施方式
以下结合技术方案和附图详细叙述本实用新型的具体实施方式
。转子1和叶片2组合成一个整体笼式结构；定子3和支座4也固定安装在一起；转子1套在定子3上，转子内壁上安装滚轮，滚轮可沿定子3盘面和外缘的轨道8滚动；感应线圈5封闭在定子3盘面内；N极向下的磁铁A6和S极向上磁铁B7成对安装在转子1上下壁内；感应线圈5中产生的电流通过输出端A9和输出端BlO输出。在水流作用下，叶片 2上水动力产生扭矩，带动转子1和叶片2组合成的笼式结构沿定子3上的滚轮轨道运动； 转子1内的成对磁铁A6和磁铁B7之间的磁场相对于定子3内的感应线圈5运动，感应线圈5切割磁力线产生电流，电流通过输出端A9和输出端BlO输出。
权利要求1. 一种转环形竖轴直驱式潮流能发电装置，由圆环形转子(1)、直叶片O)、圆环形定子(3)、支座0)、感应线圈(5)、磁铁(6、7)，滚轮轨道(8)，电流输出端A(9)，电流输出端 B(IO)组成，其特征是圆环形转子(1)和直叶片( 组合成一个整体笼式结构，圆环形定子(3)和支座(4)也固定安装在一起，圆环形转子(1)套在圆环形定子C3)上，圆环形转子 ⑴内壁上安装滚轮，滚轮可沿圆环形定子⑶盘面和外缘的滚轮轨道⑶滚动，感应线圈 (5)封闭在圆环形定子(3)盘面内，N极向下的磁铁A(6)和S极向上磁铁B(7)成对安装在圆环形转子(1)上下壁内，感应线圈(5)中产生的电流通过电流输出端A(9)和电流输出端 B(IO)输出；分别安装在圆环形转子(1)和圆环形定子(3)内的感应线圈(5)和磁铁(6， 7)构成了直驱式发电机，在水流作用下，直叶片( 上的水动力产生扭矩，带动圆环形转子 ⑴绕圆环形定子⑶运动，感应线圈(5)与磁铁(6，7)的相对运动切割磁力线产生电流， 电流通过输出端A (9)和输出端B(IO)输出。
专利摘要一种转环形竖轴直驱式潮流能发电装置，属于海洋可再生能源利用技术领域。其特征是感应线圈布置在定子圆环面内；转子的截面为C形，三面包覆在定子上，并以定子为支承；定子的上下壁内成对安装磁铁，沿圆周均布，异性磁极相对，且沿圆周方向相邻两对磁铁磁极相反布置；多个叶片与两个圆环转子形成一个笼式结构；在水动力作用下转子绕竖轴旋转，转子磁场与感应线圈相对运动，在感应线圈中产生电流并输出。本实用新型的效果和益处是，不需要齿轮加速器、大型轴承或液压系统等部件，整个装置只有转子和叶片组成的整体笼式结构是主要运动部件，结构简单可靠，大大降低了制造、安装和维护成本。
文档编号F03B13/26GK201982238SQ20112007252
公开日2011年9月21日 申请日期2011年3月11日 优先权日2011年3月11日
发明者康海贵, 张桦, 陈兵 申请人:大连理工大学