一種點吸收式液壓波浪能裝置製造方法
2023-06-06 23:18:31 1
一種點吸收式液壓波浪能裝置製造方法
【專利摘要】本發明屬於新型可再生能源技術和海洋裝備領域，特別是一種點吸收式液壓波浪能裝置。它包括發電艙、浮子、立柱、定滑輪、鋼纜、活塞、液壓艙和雙向水輪機。其特徵是：裝置整體通過立柱安放在海底基礎上；立柱上方安裝發電艙，發電艙內安裝液壓發電裝置；兩個立柱之間布放浮子，浮子通過鋼纜和定滑輪與液壓發電裝置連接。本發明設計適用于波浪能資源較為豐富的近海區域，採用單浮子的點吸收式液壓波浪能裝置的設計，能夠適應各個方向的來波；其發電原理採用了流體驅動雙向水輪機的方式，形式簡單，效率穩定；液壓發電裝置安裝於裝置主體內部，安全性高；裝置整體，形式簡單，便於製造和安裝。
【專利說明】一種點吸收式液壓波浪能裝置
【技術領域】
[0001]本發明屬於新型可再生能源技術和海洋裝備領域，特別是一種點吸收式液壓波浪能裝置。
【背景技術】
[0002]隨著世界經濟的發展、人口的增加、社會生活水平的不斷提高，各國對能源的需求迅速增長。近年，受化石能源日趨枯竭、能源供應安全和保護環境等的驅動，作為主要可再生能源之一的海洋能事業取得很大發展，海洋能應用技術日趨成熟，為人類在21世紀充分利用海洋能展示了美好前景。
[0003]目前，世界上主要的波浪能裝置可根據其位置分布劃分為三類:離岸式(離岸超過2.5Km)、近岸式和岸基式。其中，近岸式波浪能裝置由於易於安裝和維護、建設成本低等特點受到了廣泛的研究。同時，其所處區域波浪能密度相對較高，又不容易受到颱風等惡劣天氣的影響。近些年來，這類波浪能裝置得到了較大的發展。然而，考慮到海水的特殊物理化學性質以及波浪的隨機性和其極端天氣下巨大的破壞力，對於安裝在海中的波浪能發電裝置，工程師們不得不重點考慮裝置的穩定性和安全性。在保證波浪能轉換裝置能適應不同的天氣狀況的同時，需要考察設計在極端天氣條件下的生存策略和生存能力。
【發明內容】
[0004]本發明所要解決的技術問題是:克服上述現有波浪能技術的穩定性低、安全性差等不足，提供一種點吸收式液壓波浪能裝置，它能利用海面水位隨波浪傳遞產生的變化，高效地將波浪能轉化為液壓能，進而轉化為電能，適用於近海區域，為海上航標燈、觀測站等離岸設施提供電力，也易於直接發電聯網，同時具有較高的可靠性，易於製造和安裝。
[0005]本發明解決其技術問題所採用的技術方案是:
[0006]一種點吸收式液壓波浪能裝置，包括發電艙、浮子、立柱、定滑輪、鋼纜、活塞、液壓艙和雙向水輪機。其特徵是:裝置整體通過立柱安放在海底基礎上；立柱上方安裝發電艙，發電艙內安裝液壓發電裝置；兩個立柱之間布放浮子，浮子通過鋼纜和定滑輪與液壓發電裝置連接。
[0007]所述的一種點吸收式液壓波浪能裝置，其特徵是:浮子上下兩側都連接有鋼纜並通過定滑輪與液壓發電裝置連接。
[0008]所述的一種點吸收式液壓波浪能裝置，其特徵是:液壓艙中的一側通道內布放有雙向水輪機，另一側通道內布放有活塞。
[0009]所述的一種點吸收式液壓波浪能裝置，其特徵是:活塞兩側分別與鋼纜鉸接連接。
[0010]所述的一種點吸收式液壓波浪能裝置，其特徵是:活塞所處通道的兩端布放有制動擋板。
[0011]波浪能裝置通過立柱直接安防在海底基礎上，適用於近海海域。裝置的主體部分可以採用在岸上預製，利用駁船拖動到指定位置，沉入水中進行安裝。裝置主要利用波浪引起的水面高程的變化，與來波方向無關，是一種點吸收式波浪能裝置。其浮子的數目也可以合理增加，以提高波浪能的捕獲效率。當風浪條件較為惡劣時，可以方便地將浮子拆掉並運輸離開，保障裝置的安全性。
[0012]沒有波浪作用時，浮子的浮力和重力達到平衡狀態，浮子靜止不動。當波浪傳遞到波浪能裝置時，浮子會隨著水面高程的變化而上下運動，進而帶動鋼纜和活塞作往復運動。當波峰通過浮子所處位置時，浮子在動水壓力和靜水壓力的共同作用下，浮子所受的力的平衡被打破，浮子加速向上運動，拉動浮子下方的鋼纜一起向上運動。浮子下方的鋼纜通過定滑輪的轉向，拉動活塞向右運動，活塞的運動同時帶動液壓艙內的流體流動，流體流過雙向水輪機使其發電。當波峰繼續向前傳遞，浮子隨著所處位置水面高程的下降，開始向下加速，進而通過鋼纜帶動活塞向左加速，直到浮子位于波谷位置，這個過程中活塞向左運動，也帶動液壓艙中的液體流動，流動方向與上一過程相反，液體流過雙向水輪機使其發電。於是，活塞隨著波浪的作用進入到一個往復運動的循環，在液壓艙內的流體也進行往複流動，流體不停的流經雙向水輪機，進而驅動水輪機轉動發出電力。在波浪振幅較大時，活塞兩側安裝的制動擋板能夠有效的控制活塞的運動幅度，以免損壞機械設備。
[0013]本發明的有益效果是:
[0014]本發明適用于波浪能資源較為豐富的近海區域，採用單浮子的點吸收式液壓波浪能裝置的設計，能夠適應各個方向的來波；其發電原理採用了流體驅動雙向水輪機的方式，形式簡單，效率穩定；液壓發電裝置安裝於裝置主體內部，安全性高；裝置整體，形式簡單，便於製造和安裝。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1是本發明的整體結構示意圖。
[0016]圖2是本發明的發電艙的內部結構剖視圖。
[0017]圖3是本發明在近海布放的示意圖。
[0018]圖中，1-發電艙，2_浮子,3_立柱,4_定滑輪,5_自由水面，6_海底,7_鋼纜,8_活塞，9-液壓艙，10-雙向水輪機，11-制動擋板，12-鉸接點。
【具體實施方式】
[0019]下面結合附圖和實施例對本發明進行詳細說明。
[0020]實施例1:
[0021 ] 如圖1所示，裝置整體通過立柱3安放在海底基礎6上；立柱3上方安裝發電艙I，發電艙I內安裝液壓發電裝置；兩個立柱3之間布放浮子2，浮子2通過鋼纜7和定滑輪4與液壓發電裝置連接；浮子2上下兩側都連接有鋼纜7並通過定滑輪4與液壓發電裝置連接。
[0022]如圖2所示，液壓艙9中的一側通道內布放有雙向水輪機10，另一側通道內布放有活塞8 ;活塞8兩側分別與鋼纜7鉸接連接；活塞8所處通道的兩端布放有制動擋板11。
[0023]如圖3所示，數個點吸收式液壓波浪能裝置可以並排布放，形成一個波浪能發電場。
[0024]本實施例的工作原理:
[0025]實際使用中在沒有波浪作用時，浮子2的浮力和重力達到平衡狀態，浮子2靜止不動。當波浪傳遞到波浪能裝置時，浮子2會隨著水面高程的變化而上下運動，進而帶動鋼纜7和活塞8作往復運動。當波峰通過浮子2所處位置時，浮子2在動水壓力和靜水壓力的共同作用下，浮子2所受的力的平衡被打破，浮子2加速向上運動，拉動浮子2下方的鋼纜7一起向上運動。浮子2下方的鋼纜7通過定滑輪4的轉向，拉動活塞8向右運動，活塞8的運動同時帶動液壓艙9內的流體流動，流體流過雙向水輪機10使其發電。當波峰繼續向前傳遞，浮子2隨著所處位置水面高程的下降，開始向下加速，進而通過鋼纜7帶動活塞8向左加速，直到浮子2位于波谷位置，這個過程中活塞8向左運動，也帶動液壓艙9中的液體流動，流動方向與上一過程相反，液體流過雙向水輪機10使其發電。於是，活塞8隨著波浪的作用進入到一個往復運動的循環，在液壓艙9內的流體也進行往複流動，流體不停的流經雙向水輪機10，進而驅動水輪機10轉動發出電力。在波浪振幅較大時，活塞8兩側安裝的制動擋板11能夠有效的控制活塞8的運動幅度，以免損壞機械設備。
[0026]儘管上面對本發明的優選實施例進行了描述，但是本發明並不局限於上述的【具體實施方式】，上述的【具體實施方式】僅僅是示意性的，並不是限制性的。
【權利要求】
1.一種點吸收式液壓波浪能裝置，包括發電艙、浮子、立柱、定滑輪、鋼纜、活塞、液壓艙和雙向水輪機，其特徵是:裝置整體通過立柱安放在海底基礎上；立柱上方安裝發電艙，發電艙內安裝液壓發電裝置；兩個立柱之間布放浮子，浮子通過鋼纜和定滑輪與液壓發電裝置連接。
2.根據權利要求1所述的點吸收式液壓波浪能裝置，其特徵在於:浮子上下兩側都連接有鋼纜並通過定滑輪與液壓發電裝置連接。
3.根據權利要求1所述的點吸收式液壓波浪能裝置，其特徵在於:液壓艙中的一側通道內布放有雙向水輪機，另一側通道內布放有活塞。
4.根據權利要求1所述的點吸收式液壓波浪能裝置，其特徵在於:活塞兩側分別與鋼纜鉸接連接。
5.根據權利要求1所述的點吸收式液壓波浪能裝置，其特徵在於:活塞所處通道的兩端布放有制動擋板。
【文檔編號】F03B13/16GK104329210SQ201410448371
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年9月4日 優先權日:2014年9月4日
【發明者】彭偉 申請人:長沙理工大學