[发明专利]一种基于反转差速水轮机的海底供电系统

权利要求书

1.一种基于反转差速水轮机的海底供电系统，其特征在于，包括水下航行器(7)、无线充电及接驳装置(8)、支架(1)、重力基座(9)、数据传输模块、组合反转式水轮机(3)、行星齿轮机构(4)、磁传动装置(5)、静密封腔体(6)和发电模块；静密封腔体(6)设置在重力基座(9)上，发电模块设置在静密封腔体(6)内部；支架(1)的一端设置在静密封腔体(6)的侧面，组合反转式水轮机(3)的顶部连接支架(1)的另一端，组合反转式水轮机(3)的底部通过磁传动装置(5)连接发电模块，行星齿轮机构(4)设置在组合反转式水轮机(3)的内部，用于力矩合成与传输；无线充电及接驳装置(8)设置在支架(1)上，且与发电模块连接，用于给水下航行器(7)供电；数据传输模块连接支架(1)，用于水下航行器(7)的数据传输。

2.根据权利要求1所述的一种基于反转差速水轮机的海底供电系统，其特征在于，组合反转式水轮机(3)包括三叶片H型水轮机(31)、阻力型多叶片水轮机(32)和两叶片水轮机(33)；三叶片H型水轮机(31)位于阻力型多叶片水轮机(32)的上方，两叶片水轮机(33)设置在三叶片H型水轮机(31)的内侧，两叶片水轮机(33)和三叶片H型水轮机(31)通过行星齿轮机构(4)连接阻力型多叶片水轮机(32)。

3.根据权利要求2所述的一种基于反转差速水轮机的海底供电系统，其特征在于，三叶片H型水轮机(31)通过上下两个端板固定，两个端板中心点之间设置有中心轴，两叶片水轮机(33)设置在三叶片H型水轮机(31)内侧的端板之间，两叶片水轮机(33)的叶片为半圆叶片；两叶片水轮机(33)的直径是三叶片H型水轮机(31)的一半；阻力型多叶片水轮机(32)通过上下两个端板固定，两个端板中心点之间设置有中心轴。

4.根据权利要求3所述的一种基于反转差速水轮机的海底供电系统，其特征在于，行星齿轮机构(4)包括太阳轮(41)、行星轮(42)、外齿圈(43)、齿轮传动杆(44)和中心齿轮(45)；太阳轮(41)与三叶片H型水轮机(31)的中心轴连接，外齿圈(43)设置在三叶片H型水轮机(31)的下端板中心处，外齿圈43与阻力型多叶片水轮机32的圆柱空腔连接，圆柱空腔连接阻力型多叶水轮机的上下两个端板，太阳轮(41)和外齿圈(43)之间设置有若干行星轮(42)，其中一个行星轮(42)通过齿轮传动杆(44)和中心齿轮(45)啮合；中心齿轮(45)位于阻力型多叶片水轮机(32)下端板中心处。

5.根据权利要求4所述的一种基于反转差速水轮机的海底供电系统，其特征在于，磁传动装置(5)包括上磁传动装置(51)和下磁传动装置(52)，上磁传动装置(51)和下磁传动装置(52)均包括若干中心对称安装的永磁体，永磁体的充磁方式为厚度方向充磁，相邻永磁体的磁极安装方式相反；中心齿轮(45)与上磁传动部件(51)连接，上磁传动装置(51)安装于组合反转式水轮机(3)的下底面，下磁传动装置(52)安装在静密封腔体(6)内部，与发电模块连接。

6.根据权利要求1所述的一种基于反转差速水轮机的海底供电系统，其特征在于，组合反转式水轮机(3)的顶部通过磁悬浮支撑装置(2)连接支架(1)的另一端；磁悬浮支撑装置(2)包括支撑装置外壳(21)、外部被动式永磁磁悬浮轴承(22)，内部被动式永磁磁悬浮轴承(23)和陀尖装置(24)；外部被动式永磁磁悬浮轴承(22)嵌套于支撑装置外壳(21)内部，内部被动式永磁磁悬浮轴承(23)安装在陀尖(24)的外部；外部被动式永磁磁悬浮轴承(22)和内部被动式永磁磁悬浮轴承(23)的充磁方式为辐射充磁，圆环的内部和外部分别具有不同的磁极，其中内环的外部和外环的内部具有相同的磁场；被动式永磁磁悬浮轴承(22)的内环通过陀尖(24)与组合反转式水轮机(3)的中心轴端部相连，被动式永磁磁悬浮轴承(22)的外环安装在支撑装置外壳(21)从而和支架(1)连接。

7.根据权利要求1所述的一种基于反转差速水轮机的海底供电系统，其特征在于，支架(1)上还设置有传感器系统(10)，水下航行器(7)通过传感器系统(10)进行数据传输，与浮标传感器系统(11)的数据一起通过浮标(13)传输给指挥单元。