本發(fā)明涉及海流能量收集技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種將海流動(dòng)能轉(zhuǎn)換成電能的海流能量收集裝置。

背景技術(shù)：

在海洋之中蘊(yùn)藏著大量的能量，海洋能量主要包括海水動(dòng)能、潮汐的能量、各處海水之間鹽度差所含能量、表層海水與深層海水之間的溫差所含能量等，其中海水動(dòng)能又分為波浪能和海流能。波浪、潮汐和海流作為海水運(yùn)動(dòng)的主要形式具有以下特性：波浪為海水受海風(fēng)的作用和氣壓變化等影響，促使它離開(kāi)原來(lái)的平衡位置，而發(fā)生向上、向下、向前和向后方向運(yùn)動(dòng)，是一種有規(guī)律的周期性的起伏運(yùn)動(dòng)；潮汐是由于海水受到太陽(yáng)和月亮的引潮力而產(chǎn)生的海面周期性的升降、漲落與進(jìn)退運(yùn)動(dòng)；海流是海水由風(fēng)或者熱鹽效應(yīng)造成的海水密度分布的不均勻性引起的沿一定途徑的大規(guī)模流動(dòng)。

目前已有一定關(guān)于海流能發(fā)電的研究和應(yīng)用，主要針對(duì)海底水道和海峽中較為穩(wěn)定的海水流動(dòng)以及由于潮汐導(dǎo)致的有規(guī)律的海水流動(dòng)。常用海流能發(fā)電方案為利用海流產(chǎn)生的沖擊力帶動(dòng)水輪機(jī)以及發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而產(chǎn)生電能。該發(fā)電裝置體積大，且必須迎著海流的方向固定安裝，因此不適用于為水中移動(dòng)的航行器等補(bǔ)充能量。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種集成式海流能量收集裝置，它能直接將海流動(dòng)能轉(zhuǎn)換為電能，結(jié)構(gòu)緊湊，可替代現(xiàn)有的由水輪機(jī)和發(fā)電機(jī)同軸連接的海流發(fā)電裝置，可以在任何方向的海流作用下進(jìn)行無(wú)差別作業(yè)，從而實(shí)現(xiàn)自主式水下航行器、水下定位信標(biāo)等水下裝置的能量補(bǔ)充。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種集成式海流能量收集裝置，包括殼體，殼體為空心圓柱體，并在其圓周面上開(kāi)有一系列拔模導(dǎo)流孔；在殼體的上下兩側(cè)分別固定設(shè)置上端蓋和下端蓋，上下端蓋上分別開(kāi)有排水孔和導(dǎo)線孔，端蓋與殼體利用螺釘連接；貫穿殼體的旋轉(zhuǎn)軸與端蓋轉(zhuǎn)動(dòng)相連；在殼體內(nèi)設(shè)有若干帶有排水孔的圓盤(pán)，圓盤(pán)套裝在旋轉(zhuǎn)軸的外表面，每?jī)蓤A盤(pán)之間依靠套筒定位夾緊；在旋轉(zhuǎn)軸的兩端各套裝一片轉(zhuǎn)子葉片，并在每片轉(zhuǎn)子葉片的外側(cè)布置若干個(gè)永磁體；在上下端蓋內(nèi)表面固定設(shè)置若干個(gè)線圈。

作為本發(fā)明的集成式海流能量收集裝置的進(jìn)一步改進(jìn)：在上端蓋內(nèi)設(shè)有上軸承，在下端蓋內(nèi)設(shè)有下軸承，旋轉(zhuǎn)軸的上下兩端分別與上軸承和下軸承相連。

作為本發(fā)明的集成式海流能量收集裝置的進(jìn)一步改進(jìn)：取消下端蓋的導(dǎo)線孔，在殼體內(nèi)部開(kāi)導(dǎo)線孔，將下端蓋的線圈接頭引至上端蓋導(dǎo)線孔并引出。

本發(fā)明與背景技術(shù)相比，具有有益的效果是：

本發(fā)明將無(wú)葉片渦輪機(jī)（特斯拉渦輪機(jī)）和發(fā)電機(jī)的功能高度融合為一體，可實(shí)現(xiàn)海流能到電能的直接轉(zhuǎn)換，結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，重量輕，而且可節(jié)約原材料，降低制造成本。本發(fā)明去掉了中間傳動(dòng)環(huán)節(jié)，可提高機(jī)械效率。本發(fā)明可以適應(yīng)各個(gè)方向的來(lái)流，不必隨著海流方向的改變而調(diào)整裝置的方向，有效提高海流能量的利用率；本發(fā)明可用于替代現(xiàn)有的由渦輪機(jī)和發(fā)電機(jī)組合的微型海流能量收集裝置，特別是應(yīng)用于長(zhǎng)期在水下執(zhí)行作業(yè)任務(wù)的自主式水下航行器。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

圖1是本發(fā)明的集成式海流能量收集裝置的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1中a-a的剖面圖。

圖中：1、永磁體，2、上端蓋，3、短套筒，4、螺釘，5、上軸承，6、旋轉(zhuǎn)軸，7、長(zhǎng)套筒，8、開(kāi)槽圓盤(pán)，9、線圈座，10、線圈，11、圓盤(pán)，12、下軸承，13、殼體，14、下端蓋。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。

圖1～圖2結(jié)合給出了一種集成式海流能量收集裝置，包括殼體13，在殼體13的上下兩端分別固定設(shè)置上端蓋2和下端蓋14；在殼體13內(nèi)分別設(shè)有若干個(gè)圓盤(pán)11、旋轉(zhuǎn)軸6、開(kāi)槽圓盤(pán)8、短套筒3、長(zhǎng)套筒7等。上端蓋2和下端蓋14的內(nèi)表面上分別設(shè)有若干個(gè)線圈座9，并開(kāi)有導(dǎo)線孔和排水孔；開(kāi)槽圓盤(pán)8和圓盤(pán)11上設(shè)有排水孔。在開(kāi)槽圓盤(pán)8上均勻安裝了若干個(gè)永磁體1。

上端蓋2、下端蓋14通過(guò)螺釘4與殼體13固定相連。上端蓋2和下端蓋14內(nèi)分別設(shè)有線圈座9，在定子繞組上纏有發(fā)電線圈10。在上端蓋2內(nèi)設(shè)有上軸承5，在下端蓋14內(nèi)設(shè)有下軸承12，貫穿殼體13的旋轉(zhuǎn)軸6的上端利用長(zhǎng)套筒7與上軸承5相連、下端利用軸肩與下軸承12相連；旋轉(zhuǎn)軸6的軸心線與殼體13的軸心線相重疊。圓盤(pán)11通過(guò)兩兩之間加裝短套筒3的方式固定套裝在旋轉(zhuǎn)軸6的軸肩與長(zhǎng)套筒7之間的部分上。

本發(fā)明的集成式海流能量收集裝置工作原理如下：

當(dāng)此裝置浸沒(méi)在水中并有任一方向來(lái)流時(shí)，水流通過(guò)殼體13上的開(kāi)設(shè)的導(dǎo)流孔流入圓盤(pán)11的間隙中，利用粘滯力帶動(dòng)圓盤(pán)11、旋轉(zhuǎn)軸6、開(kāi)槽圓盤(pán)8圍繞自身軸線做回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。永磁體1隨開(kāi)槽圓盤(pán)8做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，位于上端蓋2和下端蓋14內(nèi)表面上的線圈10切割永磁體1所產(chǎn)生的磁力線，根據(jù)電磁感應(yīng)原理產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，線圈10通過(guò)上端蓋2和下端蓋14上開(kāi)設(shè)的導(dǎo)線孔引出，為外部設(shè)備供電。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種集成式海流能量收集裝置。本發(fā)明包括殼體，殼體為空心圓柱體，并在其圓周面上開(kāi)有一系列拔模導(dǎo)流孔；在殼體的上下兩側(cè)分別固定設(shè)置上端蓋和下端蓋，上端蓋和下端蓋上分別開(kāi)有排水孔和導(dǎo)線孔；貫穿殼體的旋轉(zhuǎn)軸與端蓋轉(zhuǎn)動(dòng)相連；在殼體內(nèi)設(shè)有若干帶有排水孔的圓盤(pán)，圓盤(pán)套裝在旋轉(zhuǎn)軸的外表面，每?jī)蓤A盤(pán)之間依靠套筒定位夾緊；在旋轉(zhuǎn)軸的兩端各套裝一片轉(zhuǎn)子葉片，并在每片轉(zhuǎn)子葉片的外側(cè)布置若干個(gè)永磁體；在上下端蓋內(nèi)表面固定設(shè)置若干個(gè)線圈。本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)海流能到電能的直接轉(zhuǎn)換，結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，重量輕，而且可節(jié)約原材料，降低制造成本。

技術(shù)研發(fā)人員：王滔;張雲(yún)策;朱世強(qiáng)
受保護(hù)的技術(shù)使用者：浙江大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：2017.06.13
技術(shù)公布日：2017.09.01