專利名稱：海浪發(fā)電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種發(fā)電機(jī)，尤其是涉及一種利用海上潮汐能 進(jìn)行發(fā)電的海浪發(fā)電機(jī)。
背景技術(shù)：
海洋波浪和潮汐能作為一種可再生的清潔能源，很早就進(jìn)入了人們的視野。據(jù)世界能源理事會的資料顯示，全球海洋中所蘊(yùn)含的可用電力高達(dá)100萬千兆瓦每小時(shí)，而我們目前所擷取的僅僅是“滄海一粟”。地球海洋中蘊(yùn)藏著巨大的能源，如何有效地收集和轉(zhuǎn)化成人們可用的電能，在礦物能源逐漸枯竭、氣候問題日益嚴(yán)重的今天，開發(fā)利用可再生能源成為未來能源發(fā)展趨勢， 對于潮汐發(fā)電的研究也成為世界上各海洋大國爭相投入的研究重點(diǎn)。海洋能是指依附在海水中的可再生能源，是海水運(yùn)動過程中產(chǎn)生的可再生能源， 主要包括溫差能、潮汐能、波浪能、海流能、鹽差能等。海洋通過各種物理過程接收、儲存和散發(fā)能量，這些能量已存在于海洋之中。潮汐能和潮流能源自月球、太陽和其他星球引力， 其他海洋能均源自太陽輻射。海流能是指海水流動的動能，主要是指海底水道和海峽中較為穩(wěn)定的流動以及由于潮汐導(dǎo)致的有規(guī)律的海水流動所產(chǎn)生的能量，是另一種以動能形態(tài)出現(xiàn)的海洋能。海流能的利用方式主要是發(fā)電，其原理和風(fēng)力發(fā)電相似。全世界海流能的理論估算值約為10~8kW量級。利用中國沿海130個(gè)水道、 航門的各種觀測及分析資料，計(jì)算統(tǒng)計(jì)獲得中國沿海海流能的年平均功率理論值約為 1.4X10~7kW。屬于世界上功率密度最大的地區(qū)之一，其中遼寧、山東、浙江、福建和臺灣沿海的海流能較為豐富，不少水道的能量密度為15 30kW / πΓ2，具有良好的開發(fā)價(jià)值。特別是浙江的舟山群島的金塘、龜山和西候門水道，平均功率密度在20kW / πΓ2以上，開發(fā)環(huán)境和條件很好。世界著名的大潮區(qū)是英吉利海峽，那里最高潮差為14. 6米，大西洋沿岸的潮差也達(dá)4 7.4米。我國的杭州灣的“錢塘潮”的潮差達(dá)9米。據(jù)估計(jì)，我國僅長江口北支就能建80萬千瓦潮汐電站，年發(fā)電量為23億千瓦時(shí)，接近新安江和富春江水電站的發(fā)電總量； 錢塘江口可建500萬千瓦潮汐電站，年發(fā)電量約180多億千瓦時(shí)，約相當(dāng)于10個(gè)新安江水電站的發(fā)電能力。洶涌澎湃的大海，在太陽和月亮的引潮力作用下，時(shí)而潮高百丈，時(shí)而悄然退去， 留下一片沙灘。海洋這樣起伏運(yùn)動，日以繼夜，年復(fù)一年，是那樣有規(guī)律，那樣有節(jié)奏，好像人在呼吸。海水的這種有規(guī)律的漲落現(xiàn)象就是潮汐。潮汐發(fā)電就是利用潮汐能的一種重要方式。據(jù)初步估計(jì)，全世界潮汐能約有10億多千瓦，每年可發(fā)電2 3萬億千瓦時(shí)。我國的海岸線長度達(dá)18000千米，據(jù)1958年普查結(jié)果估計(jì)，至少有2800萬千瓦潮汐電力資源，年發(fā)電量最低不下于700億千瓦時(shí)。早在12世紀(jì)，人類就開始利用潮汐能。法國沿海布列塔尼省就建起了 “潮磨”，利用潮汐能代替人力推磨。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，人們開始筑壩攔水，建起潮汐電站。法國在布列塔尼省建成了世界上第一座大型潮汐發(fā)電站，電站規(guī)模宏大，大壩全長750米，壩頂是公路。平均潮差8. 5米，最大潮差13. 5米。每年發(fā)電量為5. 44億千瓦時(shí)。我國解放后在沿海建過一些小型潮汐電站。例如，廣東省順德縣大良潮汐電站(144千瓦)、福建廈門的華美太古潮汐電站(220千瓦)、浙江溫嶺的沙山潮汐電站(40千瓦)及象山高塘潮汐電站 (450千瓦)。 我國海洋能開發(fā)已有近40年的歷史，迄今建成的潮汐電站8座，80年代以來浙江、 福建等地對若干個(gè)大中型潮汐電站，進(jìn)行了考察、勘測和規(guī)劃設(shè)計(jì)、可行性研究等大量的前期準(zhǔn)備工作?？傊覈暮Ｑ蟀l(fā)電技術(shù)已有較好的基礎(chǔ)和豐富的經(jīng)驗(yàn)，小型潮汐發(fā)電技術(shù)基本成熟，已具備開發(fā)中型潮汐電站的技術(shù)條件。但是現(xiàn)有潮汐電站整體規(guī)模和單位容量還很小，單位千瓦造價(jià)高于常規(guī)水電站，水工建筑物的施工還比較落后，水輪發(fā)電機(jī)組尚未定型標(biāo)準(zhǔn)化。這些均是我國潮汐能開發(fā)現(xiàn)存的問題。其中關(guān)鍵問題是中型潮汐電站水輪發(fā)電機(jī)組技術(shù)問題沒有完全解決，電站造價(jià)亟待降低。我國波力發(fā)電技術(shù)研究始于70年代，80年代以來獲得較快發(fā)展，航標(biāo)燈浮用微型潮汐發(fā)電裝置已趨商品化，現(xiàn)已生產(chǎn)數(shù)百臺，在沿海海域航標(biāo)和大型燈船上推廣應(yīng)用。與日本合作研制的后彎管型浮標(biāo)發(fā)電裝置，已向國外出口，該技術(shù)屬國際領(lǐng)先水平。在珠江口大萬山島上研建的岸邊固定式波力電站，第一臺裝機(jī)容量3kW的裝置，1990年已試發(fā)電成功。 “八五”科技攻關(guān)項(xiàng)目總裝機(jī)容量20kW的岸式波力試驗(yàn)電站和SkW擺式波力試驗(yàn)電站，均已試建成功?？傊覈Πl(fā)電雖起步較晚，但發(fā)展很快。微型波力發(fā)電技術(shù)已經(jīng)成熟，小型岸式波力發(fā)電技術(shù)已進(jìn)入世界先進(jìn)行列。但我國波浪能開發(fā)的規(guī)模遠(yuǎn)小于挪威和英國， 小型波浪發(fā)電距實(shí)用化尚有一定的距離。潮流發(fā)電研究國際上開始于70年代中期，主要有美國、日本和英國等進(jìn)行潮流發(fā)電試驗(yàn)研究，至今尚未見有關(guān)發(fā)電實(shí)體裝置的報(bào)導(dǎo)。我國潮流發(fā)電研究始于70年代末，首先在舟山海域進(jìn)行了 8kW潮流發(fā)電機(jī)組原理性試驗(yàn)。80年代一直進(jìn)行立軸自調(diào)直葉水輪機(jī)潮流發(fā)電裝置試驗(yàn)研究，目前正在采用此原理進(jìn)行70kW潮流試驗(yàn)電站的研究工作。在舟山海域的站址已經(jīng)選定。我國已經(jīng)開始研建實(shí)體電站，在國際上居領(lǐng)先地位，但尚有一系列技術(shù)問題有待解決。近20多年來，受化石燃料能源危機(jī)和環(huán)境變化壓力的驅(qū)動，作為主要可再生能源之一的海洋能事業(yè)取得了很大發(fā)展，在相關(guān)高技術(shù)后援的支持下，海洋能應(yīng)用技術(shù)日趨成熟，為人類在下個(gè)世紀(jì)充分利用海洋能展示了美好的前景。我國有大陸海岸線長達(dá)18000 多公里，有大小島嶼6960多個(gè)，海島總面積6700平方公里，有人居住的島嶼有430多個(gè)，總?cè)丝?450多萬人。沿海和海島既是外向型經(jīng)濟(jì)的基地，又是海洋運(yùn)輸和開發(fā)海洋的前哨，并且在鞏固國防，維護(hù)祖國權(quán)益上占有重要地位。改革開放以來，隨著沿海經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，海島開發(fā)迫在眉睫，能源短缺嚴(yán)重地制約著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高。外商和華僑因海島能源缺乏，不愿投資；駐島部隊(duì)用電困難，不利于國防建設(shè)；特別是西沙、南沙等遠(yuǎn)離大陸的島嶼，依靠大陸供應(yīng)能源，因供應(yīng)線過長，諸多不便，非常艱苦。為了保證沿海與海島經(jīng)濟(jì)持久快速地發(fā)展及人民生活水平的不斷提高，尋求解決能源供應(yīng)緊張的途徑已刻不容緩。資料顯示，我國從20世紀(jì)80年代開始，在沿海各地區(qū)陸續(xù)興建了一批中小型潮汐發(fā)電站并投入運(yùn)行發(fā)電。其中最大的潮汐電站是1980年5月建成的浙江省溫嶺市江廈潮汐試驗(yàn)電站，它也是世界已建成的較大雙向潮汐電站之一?？値烊?90萬立方米，發(fā)電有效庫容270萬立方米。這里的最大潮差8. 39米，平均潮差5. 08米；電站功率3200千瓦。據(jù)了解，江廈電站每晝夜可發(fā)電14 15小時(shí)，比單向潮汐電站增加發(fā)電量30% 40%。江廈電站每年可為溫嶺、黃巖電力網(wǎng)提供100億瓦/小時(shí)的電能。除潮汐能外，重點(diǎn)開發(fā)波浪能和海水熱能。統(tǒng)計(jì)顯示，海浪每秒鐘在1平方千米海面上產(chǎn)生20萬千瓦的能量，全世界海洋中可開發(fā)利用的波浪約為27—30億千瓦，而我國近海域波浪的蘊(yùn)藏量約為1. 5億千瓦，可開發(fā)利用量約3000—3500萬千瓦，目前，一些發(fā)達(dá)國家已經(jīng)開始建造小型的波浪發(fā)電站。而海水熱能是海面上的海水被太陽曬熱后，在真空泵中減壓，使海水變?yōu)檎羝?，然后推動蒸汽輪機(jī)而發(fā)電。同時(shí)，蒸汽又被引上來，冷卻后回收為淡水。這兩項(xiàng)技術(shù)我國正在研究和開發(fā)中。我國大陸海岸線長，島嶼眾多，北起鴨綠江口，南到北侖河口，長達(dá)18000多公里， 加上5000多個(gè)島嶼的海岸線14000多公里，海岸線共長32000多公里，因此潮汐能資源是很豐富的。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，全國潮汐能蘊(yùn)藏量為1. 9億千瓦，年發(fā)電量可達(dá)2750千瓦時(shí)，其中可供開發(fā)的約3850萬千瓦，年發(fā)電量870億千瓦時(shí)，大約相當(dāng)于40多個(gè)新安江水電站。 目前我國潮汐電站總裝機(jī)容量已有1萬多千瓦。美國綠色能源公司早在2006年就在紐約東河安裝了 6臺渦輪機(jī)以證明此項(xiàng)技術(shù)的潛力。2010年，該公司計(jì)劃在東河至羅斯福島水域再加裝30臺渦輪機(jī)。世界各地也有許多類似的項(xiàng)目正在開始運(yùn)作，其中包括世界上潮汐落差最大的海灣——加拿大芬迪灣即將安裝的3臺潮汐渦輪機(jī)，屆時(shí)，該地區(qū)的潮汐發(fā)電能力將達(dá)到300 兆瓦左右。目前，我國的潮汐發(fā)電技術(shù)整體上處于世界較先進(jìn)的地位。但整體開發(fā)規(guī)模和單機(jī)容量還很小，水工建筑形式和施工方法還欠先進(jìn)，電站單位裝機(jī)造價(jià)高于低水頭水電站， 多數(shù)潮汐電站社會效益顯著，但不具備與常規(guī)電站競爭的能力，是我國潮汐電站存在的主要問題。近幾年來，國家頒布實(shí)施了《可再生能源法》等一系列鼓勵(lì)可再生能源開發(fā)的法規(guī)、政策，為海洋能開發(fā)利用創(chuàng)造了良好的大環(huán)境。據(jù)初步統(tǒng)計(jì)，全國正在或準(zhǔn)備參與海洋能研發(fā)的單位有近50個(gè)，副教授以上的專家已達(dá)160人以上，表明初具規(guī)模的中國海洋能研究隊(duì)伍已經(jīng)形成。更為可喜的是，中海油、華能集團(tuán)、大唐集團(tuán)、國電龍?jiān)醇瘓F(tuán)等國內(nèi)常規(guī)能源集團(tuán)公司已開始關(guān)注海洋能，并且一些民營企業(yè)也開始投入其中，這說明，我國海洋能開發(fā)呈現(xiàn)出廣闊的發(fā)展前景。海洋環(huán)境比陸地環(huán)境更為特殊，保障海洋發(fā)電設(shè)施正常發(fā)電是海洋能發(fā)展一直面臨的困難。無論在沿岸近海、還是在外海深海，開發(fā)海洋能資源都存在能量密度低，受海水腐蝕，海生物附著，大風(fēng)、巨浪、強(qiáng)流等環(huán)境動力作用影響等問題， 致使海洋能能量轉(zhuǎn)換裝置設(shè)備龐大、材料要求強(qiáng)度高、防腐蝕性能好，設(shè)計(jì)施工技術(shù)復(fù)雜，投資大造價(jià)高。導(dǎo)致除了少數(shù)海洋能源可以開發(fā)利用外，大多數(shù)還處在實(shí)驗(yàn)室的階段。但是隨著材料學(xué)和工程學(xué)的不斷進(jìn)步，相信這些問題都有解決的可能。海洋能資源儲備巨大，環(huán)境友好，我們正處在海洋能源開發(fā)的新階段。預(yù)期在2—3年內(nèi)建成海島多能互補(bǔ)獨(dú)立供電系統(tǒng)1一2個(gè)，3—5年內(nèi)建成100萬千瓦級的波浪能和潮流能實(shí)用化電站，10年內(nèi)研建中型潮汐電站1一2座，隨著海島多能互補(bǔ)獨(dú)立供電系統(tǒng)和波浪能、潮流能電站的推廣，到2020年前，我國海洋能開發(fā)的總裝機(jī)容量有望達(dá)到或超過20 萬千瓦。但是，傳統(tǒng)的海浪發(fā)電機(jī)是采用普通同步發(fā)電機(jī)，體積大、重量重、效率不高。因而使得整個(gè)海浪發(fā)電裝置容量受到限制，傳統(tǒng)水力發(fā)電需要建大壩，而大興土木的結(jié)果就是會改變當(dāng)?shù)氐淖匀痪坝^和生態(tài)平衡。

發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服上述不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡便、安裝方便且抗震、散熱性能好的海浪發(fā)電機(jī)。本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種海浪發(fā)電機(jī)，所述電機(jī)包含有由鐵芯沖片疊加而成的定子，所述鐵芯沖片為環(huán)狀結(jié)構(gòu)，所述定子的環(huán)狀中心插有轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子連接于轉(zhuǎn)子傳動機(jī)構(gòu)上，所述轉(zhuǎn)子傳動機(jī)構(gòu)包含有扭力盤，所述扭力盤與上述轉(zhuǎn)子相連，所述扭力盤中心連接有轉(zhuǎn)軸，所述扭力盤的中心開有多個(gè)通風(fēng)孔，所述定子上下兩端分別設(shè)置有上端圈和下端圈，所述下端圈上安裝有底腳，所述上端圈上設(shè)置有整流盒，所述整流盒與上端圈之間設(shè)置有多個(gè)防震墊。本實(shí)用新型海浪發(fā)電機(jī)，所述鐵芯沖片的外壁呈正八邊形結(jié)構(gòu)，且所述鐵芯沖片的外壁上均勻設(shè)置有多個(gè)焊接槽，所述鐵芯沖片上設(shè)置有多個(gè)螺孔，所述鐵芯沖片的內(nèi)壁上均勻設(shè)置有多個(gè)線槽。本實(shí)用新型海浪發(fā)電機(jī)，所述定子的外壁上設(shè)置有接線盒。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是本實(shí)用新型采用一體式的設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)簡單、整機(jī)輕便、安裝方便，并在整流盒與上端圈之間加入防震墊，用于減緩因海浪而引起的振動，從而對發(fā)電機(jī)和整流盒內(nèi)的電路起到了保護(hù)作用；由于在扭力盤上開設(shè)通風(fēng)孔，使得工作時(shí)，冷卻風(fēng)能夠持續(xù)的通過轉(zhuǎn)子對其進(jìn)行散熱，從而提高了散熱性能。

圖1為本實(shí)用新型海浪發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實(shí)用新型海浪發(fā)電機(jī)的鐵芯沖片的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本實(shí)用新型海浪發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子傳動機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為本實(shí)用新型海浪發(fā)電機(jī)的圖3的A向視圖。其中定子1、轉(zhuǎn)子傳動機(jī)構(gòu)2、上端圈3、下端圈4、整流盒5、防震墊6、接線盒7、底腳8 ；鐵芯沖片1. 1、螺孔1. 2、焊接槽1. 3、線槽1. 4 ；扭力盤2. 1、轉(zhuǎn)軸2. 2、通風(fēng)孔2. 3。
具體實(shí)施方式
參見圖廣4，本實(shí)用新型涉及的一種海浪發(fā)電機(jī)，所述電機(jī)包含有由鐵芯沖片1. 1疊加而成的定子1 ，所述鐵芯沖片1.1為環(huán)狀結(jié)構(gòu)，所述鐵芯沖片1.1的外壁呈正八邊形結(jié)構(gòu)，且所述鐵芯沖片1. 1的外壁上均勻設(shè)置有多個(gè)焊接槽1. 3，所述鐵芯沖片1. 1上設(shè)置有多個(gè)螺孔1. 2，多個(gè)鐵芯沖片1. 1疊加構(gòu)成定子時(shí)，利用螺栓穿過螺孔1. 2進(jìn)行緊固，并且可在焊接槽1. 3內(nèi)嵌入筋板焊接，進(jìn)一步加強(qiáng)其強(qiáng)度，所述鐵芯沖片1. 1的內(nèi)壁上均勻設(shè)置有多個(gè)線槽1. 4，所述線槽1. 4用于纏繞線圈，所述定子1的環(huán)狀中心插有轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子連接于轉(zhuǎn)子傳動機(jī)構(gòu)2上，所述轉(zhuǎn)子傳動機(jī)構(gòu)2包含有扭力盤2. 1，所述扭力盤2. 1與上述轉(zhuǎn)子相連，所述扭力盤2. 1中心連接有轉(zhuǎn)軸2. 2，工作時(shí)，外部裝置通過轉(zhuǎn)軸2. 2帶動轉(zhuǎn)子進(jìn)行旋轉(zhuǎn)發(fā)電，所述扭力盤2. 1的中心開有多個(gè)通風(fēng)孔2. 3，使得在工作時(shí)，冷卻風(fēng)能夠從該通風(fēng)孔2. 3進(jìn)入，對運(yùn)轉(zhuǎn)中的轉(zhuǎn)子進(jìn)行通風(fēng)散熱，所述定子1上下兩端分別設(shè)置有上端圈3和下端圈4，所述下端圈4上安裝有底腳8，所述上端圈3上設(shè)置有整流盒5，所述整流盒5與上端圈3之間設(shè)置有多個(gè)防震墊6，所述接線盒7設(shè)置于定子1上。
權(quán)利要求1.一種海浪發(fā)電機(jī)，其特征在于所述電機(jī)包含有由鐵芯沖片(1.1)疊加而成的定子 (1 )，所述鐵芯沖片(1.1)為環(huán)狀結(jié)構(gòu)，所述定子(1)的環(huán)狀中心插有轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子連接于轉(zhuǎn)子傳動機(jī)構(gòu)(2)上，所述轉(zhuǎn)子傳動機(jī)構(gòu)(2)包含有扭力盤(2. 1)，所述扭力盤(2. 1)與上述轉(zhuǎn)子相連，所述扭力盤(2. 1)中心連接有轉(zhuǎn)軸(2. 2)，所述扭力盤(2. 1)的中心開有多個(gè)通風(fēng)孔(2. 3)，所述定子(1)上下兩端分別設(shè)置有上端圈(3)和下端圈(4)，所述下端圈(4)上安裝有底腳(8)，所述上端圈(3)上設(shè)置有整流盒(5)，所述整流盒(5)與上端圈(3)之間設(shè)置有多個(gè)防震墊(6)。
2.如權(quán)利要求1所述一種海浪發(fā)電機(jī)，其特征在于所述鐵芯沖片(1.1)的外壁呈正八邊形結(jié)構(gòu)，且所述鐵芯沖片(1. 1)的外壁上均勻設(shè)置有多個(gè)焊接槽(1. 3)，所述鐵芯沖片 (1. 1)上設(shè)置有多個(gè)螺孔(1.2)，所述鐵芯沖片(1. 1)的內(nèi)壁上均勻設(shè)置有多個(gè)線槽(1.4)。
3.如權(quán)利要求1或2所述一種海浪發(fā)電機(jī)，其特征在于所述定子(1)的外壁上設(shè)置有接線盒(7)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種海浪發(fā)電機(jī)，所述電機(jī)包含有由鐵芯沖片(1.1)疊加而成的定子(1)，所述鐵芯沖片(1.1)為環(huán)狀結(jié)構(gòu)，所述定子(1)的環(huán)狀中心插有轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子連接于轉(zhuǎn)子傳動機(jī)構(gòu)(2)上，所述轉(zhuǎn)子傳動機(jī)構(gòu)(2)包含有扭力盤(2.1)，所述扭力盤(2.1)與上述轉(zhuǎn)子相連，所述扭力盤(2.1)中心連接有轉(zhuǎn)軸(2.2)，所述扭力盤(2.1)的中心開有多個(gè)通風(fēng)孔(2.3)，所述定子(1)上下兩端分別設(shè)置有上端圈(3)和下端圈(4)，所述下端圈(4)上安裝有底腳(8)，所述上端圈(3)上設(shè)置有整流盒(5)，所述整流盒(5)與上端圈(3)之間設(shè)置有多個(gè)防震墊(6)。本實(shí)用新型海浪發(fā)電機(jī)，結(jié)構(gòu)簡便且抗震、散熱性能好。
文檔編號H02K1/16GK202121390SQ20112023931
公開日2012年1月18日 申請日期2011年7月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月8日
發(fā)明者張根洪, 江易, 馬益君 申請人:江陰博風(fēng)特種電機(jī)有限公司