陣列式波浪能發電裝置的製作方法
2023-05-19 13:55:46 4
專利名稱：陣列式波浪能發電裝置的製作方法
技術領域：
陣列式波浪能發電裝置技術領域[0001]本實用新型專利屬於海洋可再生能源利用技術領域，尤其涉及一種陣列式波浪能發電裝置。
背景技術：
[0002]波浪能是海洋中分布最廣，能量密度最大的可再生能源。規模化的收集波浪能，並將其轉化為電能可解決海島居民與海洋設備的供電問題，也可為海洋環境測試以及海洋漁業等方面提供源源不斷的電能。按國內外波浪能現有裝置技術對波浪能能流影響的結果可大致劃分為點吸收式、消耗式和截止式三大類技術。振蕩浮子式波浪能收集技術屬於點吸收式，依靠振蕩浮子在波浪中的上下運動吸收波浪能。目前，一套振蕩浮子式發電裝置一般只能利用一個或者少量振蕩浮子來收集波浪能，每個振蕩浮子只有在隨波浪上升或者下降時才能單方向吸收波浪能，也就是每整個波浪能周期只有1/2個周期是吸收波浪能做功的。因此，波浪能吸收效率低，發電穩定性較差，電能質量不高，對整套發電裝置的衝擊性較大。另一方面，現有的波浪能發電裝置不能同時收集海面上不同位置的波浪能，由於受到單個振蕩浮子體積、重量等因素的限制，其收集波浪能的總功率受到限制，不能大規模發電。實用新型內容[0003]本實用新型的目的在於提供一種可收集大量波浪能、波浪能收集的穩定性高、不易被海水腐蝕的陣列式波浪能發電裝置。[0004]為實現上述目的，本實用新型的技術解決方案是[0005]本實用新型是一種陣列式波浪能發電裝置，它包括發電機艙、旋轉軸、多組振蕩浮子組、液壓發電裝置；所述的發電機艙由相對設置的左側發電機艙和右側發電機艙構成，旋轉軸安裝於左側發電機艙和右側發電機艙之間；所述的振蕩浮子組包括超越離合器、振蕩浮子、配重體、定滑輪、海底重物、傳動索，所述的多組振蕩浮子組上的超越離合器間隔安裝於旋轉軸，所述的傳動索一端繞經超越離合器連接配重體，另一端繞經定滑輪連接振蕩浮子，在定滑輪的底部懸掛海底重物；所述的液壓發電裝置安裝在右側發電機艙內並與旋轉軸連接。[0006]所述的液壓發電裝置包括變量泵、濾油器、油箱、安全閥、單向閥、蓄能器、油路開關、油路管道、變量馬達、永磁同步發電機；所述的旋轉軸通過聯軸器與變量泵連接，油箱中的液壓油通過濾油器送入變量泵中，液壓油通過油路管道依次連接單向閥、蓄能器、油路開關和變量馬達，變量馬達的輸出軸與永磁同步發電機的輸入軸連接，安全閥和變量馬達的出油管通過管道與油箱連接。[0007]本實用新型還包括安裝平臺，該安裝平臺由左側樁體和右側樁體構成，為雙樁體結構，左側樁體和右側樁體垂直安裝於海洋之中，樁體底端深插於海底，樁體頂端高於海水漲潮時的最大高度，左側發電機艙和右側發電機艙分別固定安裝於左側樁體和右側樁體之上。[0008]採用上述方案後，本實用新型具有的優點是[0009](1)本實用新型裝置可同時收集大量振蕩浮子所獲得的波浪能，並將其轉化為同一旋轉軸的機械能，帶動液壓發電裝置發電。因此，本實用新型可提高波浪能發電裝置的總功率，進行大規模發電。[0010](2)本實用新型可根據海面波浪實際情況，將多個振蕩浮子布放於不同位置，在某些振蕩浮子處於上浮周期時，另一部分振蕩浮子處於下降周期。因此，在每一時刻旋轉軸都能收集到不同振蕩浮子的波浪能，振蕩浮子數量越多，波浪能收集越均勻，與單一振蕩浮子式收集裝置相比，本實用新型提高了波浪能收集的穩定性，降低了波浪能對整套裝置的衝擊ο[0011](3)旋轉軸和振蕩浮子之間僅依靠傳動索連接，除振蕩浮子、定滑輪和錨定重物外，其它設備都置於海面之上，不和海水接觸，因此不易被海水腐蝕，便於安裝、調試與維修。[0012]
以下結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步的說明。
[0013]圖1是本實用新型的陣列式波浪能收集裝置結構示意圖；[0014]圖2是本實用新型的液壓發電裝置結構示意圖。
具體實施方式
[0015]如圖1所示，本實用新型是一種陣列式波浪能發電裝置，它包括安裝平臺1、發電機艙2、旋轉軸3、多組振蕩浮子組4、液壓發電裝置5。[0016]所述的發電機艙2由相對設置的左側發電機艙21和右側發電機艙22構成，可為立方體，也可為其它形狀。旋轉軸3安裝於左側發電機艙21和右側發電機艙22之間，可在外力作用下旋轉，旋轉軸3的剛度、長度可按照發電功率的要求選定。[0017]所述的振蕩浮子組4包括超越離合器41、振蕩浮子42、配重體43、定滑輪44、海底重物45、傳動索46。所述的多組振蕩浮子組4上的超越離合器41等距間隔安裝於旋轉軸 3上。所述的傳動索46 —端繞經超越離合器41連接配重體43，另一端繞經定滑輪44連接振蕩浮子42，定滑輪44起改變傳動索拉力方向的作用，在定滑輪44的底部懸掛海底重物 45，海底重物45沉於海底，其位置不隨海水運動而改變，起到固定振蕩浮子位置的作用；所述的液壓發電裝置5安裝在右側發電機艙22內(也可裝在左側發電機艙21內)並與旋轉軸 3連接。所述的傳動索46採用超高分子聚氯乙烯材料，其抗拉力是同等直徑的鐵鏈的5倍以上，密度低於海水的密度，其重量遠遠低於同等體積鐵鏈的重量。所述的定滑輪44材料為不鏽鋼管，並在其外表面熱噴塗鋁和海工油漆處理，防止海水腐蝕。[0018]所述的安裝平臺1由左側樁體11和右側樁體12構成，為雙樁體結構。左側樁體 11和右側樁體12垂直安裝於海洋之中，樁體底端深插於海底，樁體頂端高於海水漲潮時的最大高度，左側樁體11與右側樁體12須具有較大的承載能力，其直徑和插入海底的深度依據各條傳動索46的作用力和海浪、海流對樁體的作用力進行強度校核得出。左側發電機艙21和右側發電機艙22分別固定安裝於左側樁體11和右側樁體12之上。所述的左側樁體11和右側樁體12材料為不鏽鋼管，並在其外表面熱噴塗鋁和海工油漆處理，防止海水腐蝕。[0019]本實用新型的振蕩浮子組4為6組，即有6個振蕩浮子42，在實際安裝時可根據所需發電功率的大小增加或減少振蕩浮子42的數目，同時相應增、減超越離合器41、配重體43、定滑輪44、海底重物45以及傳動索46的數目。可依據海上現場的實際情況將多個振蕩浮子42排列成方陣、線形、圓形或其他不同形狀的陣列。圖1中，振蕩浮子42顯示為圓柱體，在實際安裝時振蕩浮子42也可採用其他外形。[0020]如圖2所示，所述的液壓發電裝置5包括變量泵51、濾油器52、油箱53、安全閥M、 單向閥55、蓄能器56、油路開關57、變量馬達58、永磁同步發電機59。所述的旋轉軸3通過聯軸器與變量泵51連接，油箱53中的液壓油通過濾油器52送入變量泵51中，液壓油通過油路管道依次連接單向閥55、蓄能器56、油路開關57和變量馬達58，變量馬達58的輸出軸與永磁同步發電機59的輸入軸連接，安全閥M和變量馬達58的出油管通過管道與油箱 53連接。需要說明的是，所述的變量泵51、蓄能器56、變量馬達58以及永磁同步發電機59 可採用多種形式，包括現有已經公開的技術。[0021]本實用新型的工作原理[0022]如圖1所示，振蕩浮子42在波浪的作用下上下運動，帶動各自的傳動索46移動， 傳動索46纏繞在超越離合器41上。當波浪上升時，振蕩浮子42上浮，配重體43隨之上升， 超越離合器41閉合，傳動索46上產生的拉力帶動旋轉軸3旋轉；而當波浪下降時，振蕩浮子42下沉，配重體43隨之下降，此時超越離合器41分離，不能將傳動索上產生的拉力傳遞到旋轉軸3上。每個振蕩浮子42所獲得的波浪能都只能在上浮時使旋轉軸3單方向轉動。 當旋轉軸3上安裝多個超越離合器41時，多個超越離合器41在多個振蕩浮子42的作用下使得旋轉軸3向同一方向旋轉，防止了多個振蕩浮子42收集的波浪能之間的相互抵消。每個振蕩浮子42都會在上浮的過程中帶動傳動索46在旋轉軸3上產生一定大小的扭矩，並進行疊加，最終帶動旋轉軸3轉動做功。多個振蕩浮子42所收集的波浪能同時轉變為了旋轉軸3的機械能。[0023]結合圖2所示，所述的旋轉軸3伸入到海面上方的發電機艙2內部，通過聯軸器連接到變量泵51上，變量泵51將旋轉軸3的旋轉機械能轉化為液壓油的勢能，液壓油經蓄能器穩壓後，衝擊變量馬達58，變量馬達58帶動永磁同步發電機59發電。[0024]以上所述，僅為本實用新型較佳實施例而已，振蕩浮子也可採用其他外形。即依本實用新型專利範圍及說明書內容所作的振蕩浮子數目、外形及排列方式的變化，皆應仍屬本實用新型專利涵蓋的範圍內。
權利要求1.一種陣列式波浪能發電裝置，其特徵在於它包括發電機艙、旋轉軸、多組振蕩浮子組、液壓發電裝置；所述的發電機艙由相對設置的左側發電機艙和右側發電機艙構成，旋轉軸安裝於左側發電機艙和右側發電機艙之間；所述的振蕩浮子組包括超越離合器、振蕩浮子、配重體、定滑輪、海底重物、傳動索，所述的多組振蕩浮子組上的超越離合器間隔安裝於旋轉軸，所述的傳動索一端繞經超越離合器連接配重體，另一端繞經定滑輪連接振蕩浮子， 在定滑輪的底部懸掛海底重物；所述的液壓發電裝置安裝在右側發電機艙內並與旋轉軸連接。
2.根據權利要求1所述的陣列式波浪能發電裝置，其特徵在於所述的液壓發電裝置包括變量泵、濾油器、油箱、安全閥、單向閥、蓄能器、油路開關、油路管道、變量馬達、永磁同步發電機；所述的旋轉軸通過聯軸器與變量泵連接，油箱中的液壓油通過濾油器送入變量泵中，液壓油通過油路管道依次連接單向閥、蓄能器、油路開關和變量馬達，變量馬達的輸出軸與永磁同步發電機的輸入軸連接，安全閥和變量馬達的出油管通過管道與油箱連接。
3.根據權利要求1所述的陣列式波浪能發電裝置，其特徵在於它還包括安裝平臺，該安裝平臺由左側樁體和右側樁體構成，為雙樁體結構，左側樁體和右側樁體垂直安裝於海洋之中，樁體底端深插於海底，樁體頂端高於海水漲潮時的最大高度，左側發電機艙和右側發電機艙分別固定安裝於左側樁體和右側樁體之上。
專利摘要本實用新型公開了一種陣列式波浪能發電裝置，它包括安裝平臺、發電機艙、旋轉軸、多組振蕩浮子組、液壓發電裝置。多組振蕩浮子組在海面上布放成陣列，能夠同時收集不同位置的波浪能，通過傳動索帶動超越離合器將其同步轉化為旋轉軸的機械能，旋轉軸帶動永磁發電機發電。本實用新型不僅能夠同時收集多個振蕩浮子的波浪能，實現規模化波浪能發電，提高波浪能發電的性價比和收集波浪能的穩定性。還可以將所有液壓設備與發電設備都置於海面之上，不與海水接觸，因此不易被海水腐蝕、便於安裝、調試與維修。
文檔編號F03B13/22GK202300816SQ20112042286
公開日2012年7月4日 申請日期2011年10月31日 優先權日2011年10月31日
發明者何宏舟, 巫明茂, 楊紹輝 申請人:集美大學