CN101000030A - 轮索式海浪能量转换装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轮索式海浪能量转换装置，它包括平衡重块、位于海面上的浮体以及链索、转盘和配重块，转盘通过支撑机构固定于浮体上，绕设于转盘上的绳索一端与平衡重块相连，另一端与配重块相连。本发明是一种结构简单、操作方便、成本低廉、安全性有保证的轮索式海浪能量转换装置。

Description

轮索式海浪能量转换装置

技术领域

本发明主要涉及到能量转换装置，特指一种轮索式海浪能量转换装置。

背景技术

众所周知，地球表面的71％是海洋，海洋蕴藏着巨大能量。太阳注入地球表面的能量换算为电功率为1013KW，其中约2/3为海洋能。地球和月球或太阳之间相对的天体运动和相互作用会使海洋出现潮流、潮汐等流体流动的现象，流体(包括气流或其他形式的流体)的运动形成风力，又形成波浪、波流等。海洋是一种清洁的可再生能源，而且取之不尽、用之不竭。近年来日益严重的能源危机迫使人们将注意力转移到了海浪能量，有些国家先后建成了一定规模的海浪发电站。至今为止，全球申请波力发电专利已超过千项，其中有20多种进行过海上试验，被较多采用的基本上属于下列3种类型：①空气能——波浪能量是一种冲击动能(与利用势能的潮汐发电不同)，无法直接带动旋转的发电机发电，必须进行能量转换。而把波浪能转换为空气能是最为广泛应用的一种，即波浪冲击挤压空气室中的空气，压缩空气驱动气力涡轮机，再带动发电机发电。②机械能——将波浪能转换为机械能时可通过油压进行，即波力冲击振子，振子泵油形成压力油，油压驱动马达旋转，并带动发电机发电。③水位能——将内盛海水的水斗通过连杆机构固定在岸基上，而水斗浮在水面上，被浪冲击推举水斗上升后，被连杆折翻并将斗内海水越过堤坝倒入水库，多次反复作用，就如同潮汐发电那样利用水库和海面之间的水位差来传动低水头发电机发电。

由于目前各种装置存在需将平台设置在岸上的限制、能量利用率较低、平台安全性没有保证等不足。而海浪的能量主要集中在深海的高浪区域，1995年，英国Wavegen公司在苏格兰附近海域雄心勃勃地建造起2兆瓦容量的“鱼鹰”号海浪发电装置，而“鱼鹰”还未正式发电，就被强风暴所摧毁。只有解决海浪能量转换装置的安全性问题、大大降低转换装置的成本，才能广泛的利用海浪能量为我们人类服务。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种结构简单、操作方便、成本低廉、安全性有保证的轮索式海浪能量转换装置。

为解决上述技术问题，本发明提出的解决方案为：一种轮索式海浪能量转换装置，其特征在于：它包括平衡重块、位于海面上的浮体以及链索、转盘和配重块，转盘通过支撑机构固定于浮体上，绕设于转盘上的绳索一端与平衡重块相连，另一端与配重块相连。

所述平衡重块为位于海底的平衡重块。

所述平衡重块为悬浮式平衡重块，该悬浮式平衡重块包括平板状的平衡重块本体、格栅和格栅调整片，数条格栅开设于平板状的平衡重块本体上，格栅调整片活动装设于格栅中。

所述平衡重块本体的两侧装设有密封舱。

所述转盘的两端装设有用来与执行装置相连的联轴器，该联轴器包括正转联轴器和反转联轴器。

所述支撑机构为一支撑座，转盘两端的转动轴通过轴承固定于支撑座上。

与现有技术相比，本发明的优点就在于：

1、本发明结构简单紧凑、成本低廉、安装方便、安全耐用，该能量转换装置抗风浪的能力极强，解决了力学上长细杆的稳定问题，使利用深海巨浪发电或其他形式的海浪能量利用成为现实；

2、本发明通过理论计算和试验选取合适重量的平衡重块，并设计成箱形沉入海底，既可对浮体起到锚固作用，又能够起到平衡体的功能；而且在初始安装时，其运输和下沉更是轻松自如，因此其具备安装方便的性能；本发明的配重块可由铅制作成锥形，以减小运动阻力，达到提高机械效率的目的；

3、本发明在转盘两端的转动轴分别装设有联轴器，通过联轴器直接与执行装置的输入端相连，这样就可以直接将从海浪上升和下降的过程中获得的能量传递给执行装置，实现能量的转换，具有简单、易操作、可靠性好等优点。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明转盘部分的放大结构示意图；

图3是本发明另一实施例中调整隔栅的侧视结构示意图；

图4是图3中调整隔栅的俯视结构示意图；

图5是图3中A-A处的剖面示意图。

图例说明

1、平衡重块   2、绳索

3、转盘       4、浮体

5、配重块     6、正转联轴器

7、反转联轴器 8、支撑座

9、轴承       10、水面

11、格栅      12、格栅调整片

13、密封舱    14、平衡重块本体

具体实施方式

以下将结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。

如图1和图2所示，本发明轮索式海浪能量转换装置，它包括平衡重块1、位于海面上的浮体4以及绳索2、转盘3和配重块5，转盘3通过支撑机构固定于浮体4上，绕设于转盘3上的绳索2一端与平衡重块1相连，另一端与配重块5相连，浮体4浮设于水面10以上。本实施例中的支撑机构为一支撑座8，转盘3两端的转动轴通过轴承9固定于支撑座8上。本实施例中，平衡重块1采用位于海底的平衡重块，该平衡重块1可由钢筋砼浇筑而成，可在岸上预制成一个密闭箱体，浮运至海浪能量转换系统的安装区域，再灌水后下沉至海底，工作时平衡重块1静止于海底。绳索2采用铁链或者钢丝绳，其一端与海底的平衡重块1连接，中间伸出海面绕设于浮体4上方的转盘3上，另一端再进入海水中与配重块5相连。本实施例中，转盘3的两端装设有用来与执行装置相连的联轴器，如齿轮联轴器等，该联轴器包括正转联轴器6和反转联轴器7，用来将转盘3正转或反转时产生的动力传递到执行装置的动力输入端。工作原理：海浪的起伏运动将会带动浮体4上、下运动，因为平衡重块1比配重块5重很多，配重块5将会随着海浪作上、下运动，从而带动转盘3转动，转盘3两端的联轴器将获得的机械能传递给其他装置，以实现机械运动或者将能量再次转换，比如，装上发电装置就可以转换成电能，装上海水淡化装置就可生产淡水和盐。在另一实施例中，参见图3、图4和图5所示，本发明的平衡重块1还可以采用悬浮式平衡重块，使平衡重块1的比重略大于海水比重。该悬浮式平衡重块1包括平板状的平衡重块本体14、格栅11和格栅调整片12，若干条格栅11开设于平板状的平衡重块本体14上，格栅调整片12活动装设于格栅11中；在较佳实施例中，还可在平衡重块本体14的两侧装设有密封舱13，用来提高悬浮式平衡重块1的浮力。平衡重块本体14可采用钢筋混凝土或者钢结构，用轻质混凝土的话就不必考虑密封舱13，钢结构则需要密封舱13提供浮力。格栅调整片12安装在格栅11的预留位置，格栅调整片12可通过自动控制装置实现伸出和缩回，完成格栅11大小的调整。悬浮式平衡重块1在海水中随着波浪可作小幅度的上、下运动，而且会改变它在海水中的高度，通过调整格栅调整片12改变平衡重块本体14的过水断面，使上、下运动时的阻力发生改变，达到调整平衡重块本体14高度的目的。若要调高平衡重块本体14，则在海浪上升时，加大格栅11的过水断面，海浪下降时减小格栅11的过水断面。因为它的平面尺寸大，运动阻力远大于配重块5的运动阻力，相对于配重块5的运动，因此平衡重块1的运动可视为静止。这种悬浮式平衡重块的好处体现在：一是可将悬浮式平衡重块1置于海浪影响高度较近的深度范围，大大减少了绳索的长度，节约了成本；二是通过调整格栅间隙，可改变平衡重块1的上下运动速度和高度，使转换装置各部件的受力得到缓冲，工作更加稳定。这种悬浮式平衡重块的工作原理与前一实施例基本相同，在此不再赘述。

Claims (7)

1、一种轮索式海浪能量转换装置，其特征在于：它包括平衡重块(1)、位于海面上的浮体(4)以及绳索(2)、转盘(3)和配重块(5)，转盘(3)通过支撑机构固定于浮体(4)上，绕设于转盘(3)上的绳索(2)一端与平衡重块(1)相连，另一端与配重块(5)相连。

2、根据权利要求1所述的轮索式海浪能量转换装置，其特征在于：所述平衡重块(1)为位于海底的平衡重块(1)。

3、根据权利要求1所述的轮索式海浪能量转换装置，其特征在于：所述平衡重块(1)为悬浮式平衡重块，该悬浮式平衡重块包括平板状的平衡重块本体(14)、格栅(11)和格栅调整片(12)，数条格栅(11)开设于平板状的平衡重块本体(14)上，格栅调整片(12)活动装设于格栅(11)中。

4、根据权利要求3所述的轮索式海浪能量转换装置，其特征在于：所述平衡重块本体(14)的两侧装设有密封舱(13)。

5、根据权利要求1或2或3或4所述的轮索式海浪能量转换装置，其特征在于：所述转盘(3)的两端装设有用来与执行装置相连的联轴器，该联轴器包括正转联轴器(6)和反转联轴器(7)。

6、根据权利要求1或2或3或4所述的轮索式海浪能量转换装置，其特征在于：所述支撑机构为一支撑座(8)，转盘(3)两端的转动轴通过轴承(9)固定于支撑座(8)上。

7、根据权利要求5所述的轮索式海浪能量转换装置，其特征在于：所述支撑机构为一支撑座(8)，转盘(3)两端的转动轴通过轴承(9)固定于支撑座(8)上。

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