[发明专利]基于阻力型螺旋叶片水轮机集群的单电机海底供电站

权利要求书

1.基于阻力型螺旋叶片水轮机集群的单电机海底供电站，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、阻力型螺旋叶片水轮机发电阵列(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，阻力型螺旋叶片水轮机发电阵列(3)设置在两个平行的行星齿轮机构(4)之间，下方的行星齿轮机构(4)通过磁传动装置(5)连接发电模块；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所述的基于阻力型螺旋叶片水轮机集群的单电机海底供电站，其特征在于，行星齿轮机构(4)包括太阳轮(41)、外齿圈(43)、行星轮(42)和连接轴(44)；连接轴(44)的两端分别设置有太阳轮(41)，太阳轮(41)外部设置外齿圈(43)，外齿圈(43)和太阳轮(41)之间设置有三个行星轮(42)，三个行星轮(42)的中心通过行星架连接。

3.根据权利要求2所述的基于阻力型螺旋叶片水轮机集群的单电机海底供电站，其特征在于，阻力型螺旋叶片水轮机发电阵列(3)包括三个阻力型螺旋叶片水轮机(31)，三个阻力型螺旋叶片水轮机(31)设置在连接轴(44)两端的行星轮(42)之间；每个三个阻力型螺旋叶片水轮机(31)的上下均有圆形端板，通过圆形端板连接行星轮(42)。

4.根据权利要求3所述的基于阻力型螺旋叶片水轮机集群的单电机海底供电站，其特征在于，阻力型螺旋叶片水轮机(31)的高径比在2～3之间，相邻两个水轮机的间距是1.2～2倍水轮机直径距离，相邻两个水轮机的相位差是90度，三个阻力型螺旋叶片水轮机(31)呈正三角形布置。

5.根据权利要求2所述的基于阻力型螺旋叶片水轮机集群的单电机海底供电站，其特征在于，发电模块包括双转子发电机(61)和充电电池(62)；双转子发电机(61)连接充电电池(62)，双转子发电机(61)包括内转子和外转子。

6.根据权利要求5所述的基于阻力型螺旋叶片水轮机集群的单电机海底供电站，其特征在于，磁传动装置(5)包括第一磁传动装置(511)、第二磁传动装置(512)、第三磁传动装置(521)和第四磁传动装置(522)；第一磁传动装置(511)上方设置有安装圈，第一磁传动装置(511)上方的安装圈和外齿圈(43)连接，第三磁传动装置(521)中心的主轴与太阳轮(41)连接，第二磁传动装置(512)下方设置有安装圈，第二磁传动装置(512)下方的安装圈与双转子发电机(61)的外转子连接，第四磁传动装置(522)下方的中心轴与双转子发电机(61)的内转子连接；第一磁传动装置(511)、第二磁传动装置(512)、第三磁传动装置(521)和第四磁传动装置(522)均由两组若干中心对称安装的永磁体组成，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，永磁体的磁极安装方向和相邻的永磁体安装方向相反。

7.根据权利要求1所述的基于阻力型螺旋叶片水轮机集群的单电机海底供电站，其特征在于，阻力型螺旋叶片水轮机发电阵列(3)通过位于支架(1)上端的支撑装置(2)与位于静密封腔体(6)的支撑装置(2)进行轴向与径向支撑；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)与阻力型螺旋叶片水轮机发电阵列(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)及静密封腔体(6)连接。