波力發電機的製作方法

2023-10-19 01:17:07 2

專利名稱：波力發電機的製作方法
技術領域：
本發明的實施例涉及一種波力發電機，尤其涉及將波能高效地轉換為電能的波力發電機。
背景技術：
有兩種方式可使用波能生成電能。第一種方法中，通過在兩個相對移動的浮動體之間插入永磁體和線圈而構成波浪發電機。第二種方法中，波浪發電機包括被插入帶有永磁體的單個浮動體的塊體，和插在相對移動的塊體和浮動體之間的線圈。第一種方法需要相對移動的兩個浮動體，其中一個固定至海床，而另一個在波浪表面浮動，並且這兩個浮動體在水密狀態下相對著移動。由此，這一方法的結構較複雜，並 且維修困難。第二種方法僅需要一個固定至海床的浮動體，並且向該浮動體提供水密結構。因此，比起第一種方法，第二種方法的結構較簡單，並且便於維修，由此比第一種方法更多地應用于波浪發電機。根據第二種方法，為了增大塊體的垂直提升量(幅度)，由浮動體中的彈性部件支撐塊體，並且彈性部件的無阻尼固有頻率與波浪頻率相匹配，這會使得塊體的振蕩越來越大，以在彈性部件和波浪之間生成共振，藉此使得塊體的垂直提升量為最大，並且增大電力生成效率。W02005/040603中揭露了使用第二種方法的示例。在沿海地區設置多個此類生成共振的波浪發電機，並且通過錨和線將其固定至海床，以防止波浪發電機沿波浪方向漂動。然而，其一端固定至錨並且另一端固定至浮動體的鎖鏈的重量妨礙了波浪使得浮動體向上運動，從而減小了浮動體的垂直提升量。此外，由於錨固定至位於海床中的混凝土結構，對於工人而言，使得共振型的波浪發電機著陸或為了對其進行維修而使其裝船或者為了安裝而使其從波浪較小的地方移動至波浪較大的地方，是極其緩慢和困難的。

發明內容
本發明用於解決上述問題。根據本發明的一個方面，一種波力發電機包括用作樁的錨；其相對兩端分別固定至所述樁和浮動體的鎖鏈，所述鎖鏈由填充空氣的管密封並被其包圍；抽吸管，其一端與所述樁的內部連通，其另一端固定至所述浮動體以從海平面暴露出，所述抽吸管設為穿過所述管；及供氣管，其一端連接至所述管的上端以與所述管連通，其另一端固定至所述浮動體以從所述海平面暴露出。


結合附圖，參考下文對實施例的詳細描述，可理解本發明的上述及其它方面、特徵、及優點，其中圖I根據本發明實施例的波力發電機的前視圖；圖2為根據本發明的發電單元的前視圖；圖3示出了圖I波力發電機的 安裝；及圖4示出了圖I波力發電機的轉運。
具體實施例方式現參考圖I 4描述本發明的實施例。參考圖I，根據實施例的波力發電機100包括殼體10、浮動體50，樁20、及鎖鏈30，殼體10密封地容納發電單元40，發電單元40通過永磁體和線圈的相對移動在線圈中生成感應電動勢來發電，浮動體50包圍殼體10的下部並且同時暴露殼體10的上部，鎖鏈30的相對兩端分別固定至浮動體50和樁20。浮動體50的形狀為大致的不倒翁形(tumbler shape),並且包括塊體(mass) 51,塊體51插入浮動體50的下部以使重心位於浮動體50的底部中心。參考圖I和2，發電單元40包括緊固地內接入殼體10的上端的上盤41 ;緊固地內接入殼體10的下端的下盤42 ;多個直立導軌43，所述導軌43的相對兩端固定至上盤41和下盤42的邊緣，並且以相對於上盤41和下盤42的中心軸線的相同相差設置；直立固定軸44，其相對兩端固定至上盤41和下盤42的中心區域；一對承載環形板45，其朝向上盤41和下盤42的中心軸線以預定的間隔設置並且可沿直立導軌43上下移動；管狀的永磁體46，其緊固地外接在直立固定軸44上，並且可移動地內接入所述一對承載環形板45 ;管狀配重部件(weight member) 47,其上端和下端固定至所述一對承載環形板45,並且可移動地外接在永磁體46上；線圈48，其緊固地外接在配重部件47上；多個上彈簧49a，各具有與上盤41接觸的上端和與所述承載環形板45中的上承載環形板接觸的下端；及多個下彈簧49b，各具有與所述承載環形板45中的下承載環形板接觸的上端和與下盤42接觸的下端。上彈簧49a和下彈簧49b的無阻尼固有頻率與安裝波力發電機100的海岸處的波浪平均頻率相對應，由此在上彈簧49a和下彈簧49b與配重部件47之間發生共振。因此，使得配重部件47的平均垂直移動量為最大，以使波力發電機100可有效發出最大的電量。參考圖I和3，樁20包括具有開口底部和閉合頂部21的管狀部22、設在頂部21的中心以連接至鎖鏈30下端的環23、及形成在頂部21中的通孔24。鎖鏈30插入撓性管60中，並且沿管60的縱向延伸，鎖鏈30的相對兩端從管60暴露出。管60的相對兩端密封地連接至穿過管60的鎖鏈30。撓性抽吸管70在管60的內部沿管60的縱向方向延伸。此外，抽吸管70的下端通過管60的下端連接至樁20的通孔24，以與樁20連通，並且抽吸管70的上端通過管60的上端固定至浮動體50的側壁。管60的被抽吸管70的上端和下端穿過的部分密封地連接至抽吸管70。此外，管60的上端連接至供氣管90的下端，以使得管60與供氣管90連通，並且供氣管90的上端連接至浮動體50的側壁。供氣管90和抽吸管70的上端分別可分離地連接至蓋部91和71，以由其密封。
具有上述結構的波力發電機可以如下方法安裝在海岸地區。首先，參考圖3，供氣源Pl和抽吸泵P2在甲板上準備。將裝配有內部為空的管60、供氣管90、抽吸管70的波力發電機100放置在甲板上。轉運至目標海岸地區之後，將波力發電機100放置在海平面上，並且將樁20放置在所述海岸地區的海床上。然後，蓋部71與抽吸管70分離，並且抽吸管70的上端經由抽吸通路L2b連接至抽吸泵P2的進口。然後，抽吸泵P2工作，以將水和海床上的土吸入樁20中，並且將水和土排出樁20，藉此將樁20設在海床中。此處，由於樁的內部壓力與外部壓力不同，樁20穩定地固定至海床。接著，抽吸管70的上端與抽吸泵P2分離，並且蓋部71連接至抽吸管70的上端。
然後，蓋部91與供氣管90分離，並且供氣管90的上端經由排出管LI連接至供氣源Pl的出口。在操作供氣源Pl以將空氣填入管60之後，供氣管90的上端與供氣源Pl分離，並且蓋部91連接至供氣管90的上端。從而，可容易地將波力發電機100安裝在海岸地區，如圖I所示。安裝在海岸地區的波力發電機100的浮動體50由于波浪表面的波動而上下振動。此處，由於塊體51插入浮動體50的下部，以使重心設在浮動體50的底部中心，浮動體50因塊體51的慣性而以比波浪的幅度更大的幅度上下振動，藉此穩定地保持直立位置。此處，由於沉重的鎖鏈30插入充滿空氣並且設在海中的管60中，鎖鏈30的重量因浮力而減小，並且鎖鏈30的重量不妨礙浮動體50的垂直移動。這一狀態下，由於上彈簧49a和下彈簧49b具有與安裝波力發電機100的海岸處的波浪平均頻率相對應的無阻尼固有頻率，因而在上彈簧49a和下彈簧49b和配重部件47之間生成共振。因此，使得配重部件47的垂直移動量為最大，以使波力發電機100可有效發出最大發電量。當了維修而轉運波力發電機100時，如圖4所示，蓋部71與抽吸管70的上端分離，抽吸管70的上端經由排出通路L2a連接至抽吸泵P2的出口，並且抽吸泵P2的進口經由抽吸通路L2b連接至水面，以使水經由抽吸管70和通孔24流入樁20。因此，當樁20的內部壓力和外部壓力變得相等時，鎖鏈30因管30的浮力而上升，並且設在海床中的樁因其重量而脫離海床。此處，若管30的浮力小於樁20脫離海床所需的力，蓋部91與供氣管90的上端分離以經由供氣管90使得管60通氣，然後使用牽引設備(未示)提起管60，藉此允許樁20容易地離開海床。將管60提升到水平的上方，並且將其放置在船體上，藉此容易地移動波力發電機100。如前所述，根據本發明的實施例，由於減小了鎖鏈的重量，未阻礙波浪造成的浮動體的垂直移動，較之共振型波浪發電機，增大浮動體的總垂直移動量。此外，較之現有方法，可將錨容易地安裝至海床並且從其脫離，藉此方便共振型波浪發電機的移動。儘管本文業已描述了一些實施例，本領域的技術人員應理解，這些實施例僅以說明的方式給出，並且可在不脫離本發明的精神和範圍的情況下作出多種修改、變化、及改變。因此，本發明的範圍應僅有所附權利要求及其等同物所界定。
權利要求
1.一種波力發電機，包括 密封地容納發電單元(40)的殼體(10)，所述發電單元通過永磁體(46)和線圈(48)的相對移動在線圈(48)中生成感應電動勢從而發電； 浮動體(50)，其包圍所述殼體(10)的下部並且同時暴露所述殼體(10)的上部； 安裝在海床上的樁(20);及 鎖鏈(30)，其相對的兩端分別固定至所述浮動體(50)和所述樁(20)， 其中所述浮動體(50)的形狀為不倒翁形並且包括塊體(51)，所述塊體插入所述浮動體(50)的下部以使重心位於所述浮動體(50)的底部中心； 所述發電單元(40)設有彈簧，所述彈簧支撐所述發電單元(40)中的配重部件(47)並且具有與波浪的平均頻率相對應的無阻尼固有頻率， 所述樁(20)包括具有開口底部和閉合頂部(21)的管狀部(22)、設在所述頂部(21)的中心以連接至所述鎖鏈(30)下端的環(23)、及形成在所述頂部(21)中的通孔(24)， 所述鎖鏈(30)插入撓性管￠0)中，並且沿所述管￠0)的縱向延伸，所述鎖鏈(30)的相對兩端從所述管￠0)暴露出， 所述管(60)中設有沿所述管(60)的縱向延伸的撓性抽吸管(70)，所述撓性抽吸管(70)的下端通過所述管￠0)的下端連接至所述樁(20)的通孔(24)以與所述樁(20)連通，並且所述撓性抽吸管(70)的上端通過所述管￠0)的上端固定至所述浮動體(50)的側壁，並且 所述管￠0)的上端連接至供氣管(90)的下端以使得所述管￠0)與所述供氣管(90)連通，並且所述供氣管(90)的上端連接至所述浮動體(50)的側壁， 所述供氣管(90)和所述抽吸管(70)的上端分別可分離地連接至蓋部(91，71)，以由所述蓋部(91，71)密封。
2.如權利要求I所述的波力發電機，其中所述發電單元(40)包括緊固地內接入所述殼體(10)的上端的上盤(41);緊固地內接入所述殼體(10)的下端的下盤(42);多個直立導軌(43)，所述導軌(43)的相對兩端固定至所述上盤(41)和下盤(42)的邊緣，並且相對於所述上盤(41)和下盤(42)的中心軸線以相同相差設置；直立固定軸(44)，其相對兩端固定至所述上盤(41)和下盤(42)的中心區域；一對承載環形板(45)，其朝向所述上盤(41)和下盤(42)的中心軸線以預定的間隔設置並且可沿所述直立導軌(43)上下移動；管狀的永磁體(46)，其緊固地外接在所述直立固定軸(44)上，並且可移動地內接入所述一對承載環形板(45);管狀的所述配重部件(47)，其上端和下端固定至所述一對承載環形板(45)，並且可移動地外接在所述永磁體(46)上；線圈(48)，其緊固地外接在所述配重部件(47)上；多個上彈簧(49a)，各具有與所述上盤(41)接觸的上端和與所述承載環形板(45)中的上承載環形板接觸的下端；及多個下彈簧(49b)，各具有與所述承載環形板(45)中的下承載環形板接觸的上端和與下盤(42)接觸的下端。
3.如權利要求I所述的波力發電機，其中所述管￠0)的相對兩端密封地連接至穿過所述管￠0)的所述鎖鏈(30)，並且所述管￠0)的被所述抽吸管(70)的上端和下端穿過的部分密封地連接至所述抽吸管(70)。
全文摘要
本發明涉及一種改進的波力發電機。所述發電機包括樁；其相對兩端分別固定至所述樁和浮動體的鎖鏈；抽吸管，其一端與所述樁的內部連通，其另一端固定至所述浮動體以從海平面暴露出；及供氣管，其一端連接至所述管的上端以與所述管連通，其另一端固定至所述浮動體以從所述海平面暴露出。所述鎖鏈由填充空氣的管密封並被其包圍。所述抽吸管設為穿過所述管。因此，由於減小了鎖鏈的重量，未阻礙波浪造成的浮動體的垂直移動，藉此增大浮動體的總垂直移動。此外，可將錨容易地安裝至海床並且從其脫離，藉此方便共振型波浪發電機的移動。
文檔編號F03B13/18GK102878006SQ20111034637
公開日2013年1月16日 申請日期2011年10月28日 優先權日2011年7月12日
發明者權赫珉, 權五均, 李正烈, 樸相信, 趙一衡 申請人:慶州大學校產學協力團