[实用新型]无轴海流涡轮发电机

说明书

技术领域：

本实用新型涉及可再生新能源领域，具体地说涉及一种无轴海流涡轮发电机。

背景技术：

当今全球范围的石化能源过度使用，造成资源枯竭和环境恶化的问题日显突出。可再生资源逐渐受到更多的关注。地球表面的71％都是海洋，其蕴育着巨大的可再生海流能资源，全世界海流能的理论估算值约为10⁸kW量级。一般而言，虽然海流的流速较风速为低，但由于海水密度是空气的800多倍，故海流能的能源密度仍高于风能的密度。

利用海流发电的研究发展始于1970年代。就目前所发展的海流涡轮机，就结构而言可分为轴流式涡轮发电机与径流式涡轮发电机。不管是哪种结构均存在较为复杂的轴系结构，增加了涡轮发电机的重量，且在工作的时候，轴系还会产生一系列的振动以及受力平衡等对系统产生破坏作用的问题，要解决这些问题，就会大大增加发电机系统的复杂性。

实用新型内容：

为解决上述的技术问题，本实用新型提供了一种可避免复杂轴系中轴系振动问题、平衡问题以及磨损等问题的无轴海流涡轮发电机。

本实用新型的技术方案是，提供一种具有以下结构的无轴海流涡轮发电机，它包括外壳单元和涡轮驱动单元；所述的外壳单元内设有相互配合的发电机定子单元和发电机转子单元，其特征在于：所述的外壳单元包括呈中空筒状的外壳；所述的涡轮驱动单元位于外壳内，所述的发电机转子单元固定安装在涡轮驱动单元上；所述的涡轮驱动单元与发电机定子单元之间经约束平衡单元配合连接。

所述的发电机定子单元包括发电机定子支架、发电机定子，所述的发电机定子固定在发电机定子支架内，所述的发电机定子支架与外壳的内壁固定连接；

所述的发电机转子单元包括发电机转子支架、发电机转子，所述的发电机转子固定安装在发电机转子支架上；

所述的涡轮驱动单元包括涡轮叶片外支筒体，涡轮叶片、涡轮叶片内支筒体，所述的涡轮叶片外支筒体为为中空的筒体，所述的涡轮叶片内支筒体为封闭的腔体，所述的涡轮叶片固定安装在涡轮叶片外支筒体和涡轮叶片内支筒体之间；

所述的发电机转子支架与涡轮叶片外支筒体之间经两块环形第一侧板固定连接；所述的两块环形第一侧板与发电机转子支架和涡轮叶片外支筒体配合组成封闭的空腔。

所述的约束平衡单元安装在发电机定子支架和涡轮叶片外支筒体之间。

所述的约束平衡单元是指，所述的发电机定子支架与涡轮叶片外支筒体之间设有两组磁轴承结构，所述的两组磁轴承结构对称布置。

所述的每组磁轴承结构均包括相互排斥的激励磁线圈和永磁环，所述的激励磁线圈均固定安装在发电机定子支架上，所述的永磁环均固定安装在涡轮叶片外支筒体上，所述的激励磁线圈均与永磁环交错布置且永磁环均靠近内侧。

所述的发电机定子支架与涡轮叶片外支筒体之间的磁轴承结构处还都设有轴向限位轴承和径向限位轴承。

所述的约束平衡单元是指，所述的发电机定子支架与涡轮叶片外支筒体之间设有两组水压力轴承结构，所述的两组水压力轴承结构对称布置。

所述的水压力轴承包括相互配合的固定端和转动端、主水管、以及压力水源，所述的固定端与转动端之间配合组成压力水腔，所述的压力水腔经主水管与压力水源连通。

所述的每组水压力轴承结构均包括用于轴向限位的水压力轴承和用于径向限位的水压力轴承。

所述的用于轴向限位的水压力轴承上的压力水腔内设有将压力水腔分割成两个独立腔室的密封圈，所述的两个独立的腔室均经布水管与主水管连通。

所述的用于径向限位的水压力轴承上的压力水腔设有排水口。

它还包括导流口单元，所述的导流口单元位于涡轮驱动单元的两端且与涡轮驱动单元相配合；所述的导流口单元包括两个导流口，所述的两个导流口分别位于涡轮叶片外支筒体的两端并与涡轮叶片外支筒体组成异径通道。

它还包括支撑单元，所述的外壳单元固定安装在支撑单元上；所述的支撑单元包括支撑体，所述的支撑体为中空封闭腔体，所述的支撑体内设有可以往支撑体内注水或者排水的水泵。

采用上述结构后，本实用新型具有以下显著优点和有益效果：

将发电机转子直接安装在该驱动部分(涡轮驱动单元)上，通过约束平衡单元实现驱动部分与发电机定子之间的连接限位，实现发电机定子和发电机转子配合工作发电，巧妙的将提供动力的驱动部分设置为与发电机为一个整体，就形成了无轴系设计结构，既降低了制造成本又减轻了发电机的整体重量，更重要的是避免了采用复杂轴系所带来的轴系振动问题、平衡问题以及磨损等问题。