CN102410134A

CN102410134A - 多振荡浮子式波浪能液压发电装置

Info

Publication number: CN102410134A
Application number: CN2011103371283A
Authority: CN
Inventors: 杨绍辉; 何宏舟; 巫明茂
Original assignee: Jimei University
Current assignee: Jimei University
Priority date: 2011-10-31
Filing date: 2011-10-31
Publication date: 2012-04-11

Abstract

本发明公开了一种多振荡浮子式波浪能液压发电装置，它包括安装平台、发电机舱、旋转轴、多组振荡浮子组、液压发电装置。多组振荡浮子组在海面上布放成阵列，能够同时收集不同位置的波浪能，通过传动索带动超越离合器将其同步转化为旋转轴的机械能，旋转轴带动永磁发电机发电。本发明不仅能够同时收集多个振荡浮子的波浪能，实现规模化波浪能发电，提高波浪能发电的性价比和收集波浪能的稳定性。还可以将所有液压设备与发电设备都置于海面之上，不与海水接触，因此不易被海水腐蚀、便于安装、调试与维修。

Description

多振荡浮子式波浪能液压发电装置

技术领域

本发明专利属于海洋可再生能源利用技术领域，尤其涉及一种多振荡浮子式波浪能液压发电装置。

背景技术

波浪能是海洋中分布最广，能量密度最大的可再生能源。规模化的收集波浪能，并将其转化为电能可解决海岛居民与海洋设备的供电问题，也可为海洋环境测试以及海洋渔业等方面提供源源不断的电能。按国内外波浪能现有装置技术对波浪能能流影响的结果可大致划分为点吸收式、消耗式和截止式三大类技术。振荡浮子式波浪能收集技术属于点吸收式，依靠振荡浮子在波浪中的上下运动吸收波浪能。目前，一套振荡浮子式发电装置一般只能利用一个或者少量振荡浮子来收集波浪能，每个振荡浮子只有在随波浪上升或者下降时才能单方向吸收波浪能，也就是每整个波浪能周期只有1/2个周期是吸收波浪能做功的。因此，波浪能吸收效率低，发电稳定性较差，电能质量不高，对整套发电装置的冲击性较大。另一方面，现有的波浪能发电装置不能同时收集海面上不同位置的波浪能，由于受到单个振荡浮子体积、重量等因素的限制，其收集波浪能的总功率受到限制，不能大规模发电。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可收集大量波浪能、波浪能收集的稳定性高、不易被海水腐蚀的多振荡浮子式波浪能液压发电装置。

为实现上述目的，本发明的技术解决方案是：

本发明是一种多振荡浮子式波浪能液压发电装置，它包括发电机舱、旋转轴、多组振荡浮子组、液压发电装置；所述的发电机舱由相对设置的左侧发电机舱和右侧发电机舱构成，旋转轴安装于左侧发电机舱和右侧发电机舱之间；所述的振荡浮子组包括超越离合器、振荡浮子、配重体、定滑轮、海底重物、传动索，所述的多组振荡浮子组上的超越离合器间隔安装于旋转轴，所述的传动索一端绕经超越离合器连接配重体，另一端绕经定滑轮连接振荡浮子，在定滑轮的底部悬挂海底重物；所述的液压发电装置安装在右侧发电机舱内并与旋转轴连接。

所述的液压发电装置包括变量泵、滤油器、油箱、安全阀、单向阀、蓄能器、油路开关、油路管道、变量马达、永磁同步发电机；所述的旋转轴通过联轴器与变量泵连接，油箱中的液压油通过滤油器送入变量泵中，液压油通过油路管道依次连接单向阀、蓄能器、油路开关和变量马达，变量马达的输出轴与永磁同步发电机的输入轴连接，安全阀和变量马达的出油管通过管道与油箱连接。

本发明还包括安装平台，该安装平台由左侧桩体和右侧桩体构成，为双桩体结构，左侧桩体和右侧桩体垂直安装于海洋之中，桩体底端深插于海底，桩体顶端高于海水涨潮时的最大高度，左侧发电机舱和右侧发电机舱分别固定安装于左侧桩体和右侧桩体之上。

采用上述方案后，本发明具有的优点是：

（1）本发明装置可同时收集大量振荡浮子所获得的波浪能，并将其转化为同一旋转轴的机械能，带动液压发电装置发电。因此，本发明可提高波浪能发电装置的总功率，进行大规模发电。

（2）本发明可根据海面波浪实际情况，将多个振荡浮子布放于不同位置，在某些振荡浮子处于上浮周期时，另一部分振荡浮子处于下降周期。因此，在每一时刻旋转轴都能收集到不同振荡浮子的波浪能，振荡浮子数量越多，波浪能收集越均匀，与单一振荡浮子式收集装置相比，本发明提高了波浪能收集的稳定性，降低了波浪能对整套装置的冲击。

（3）旋转轴和振荡浮子之间仅依靠传动索连接，除振荡浮子、定滑轮和锚定重物外，其它设备都置于海面之上，不和海水接触，因此不易被海水腐蚀，便于安装、调试与维修。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的说明。

附图说明

图1是本发明的多振荡浮子式波浪能收集装置结构示意图；

图2是本发明的液压发电装置结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明是一种多振荡浮子式波浪能液压发电装置，它包括安装平台1、发电机舱2、旋转轴3、多组振荡浮子组4、液压发电装置5。

所述的发电机舱2由相对设置的左侧发电机舱21和右侧发电机舱22构成，可为立方体，也可为其它形状。旋转轴3安装于左侧发电机舱21和右侧发电机舱22之间，可在外力作用下旋转，旋转轴3的刚度、长度可按照发电功率的要求选定。

所述的振荡浮子组4包括超越离合器41、振荡浮子42、配重体43、定滑轮44、海底重物45、传动索46。所述的多组振荡浮子组4上的超越离合器41等距间隔安装于旋转轴3上。所述的传动索46一端绕经超越离合器41连接配重体43，另一端绕经定滑轮44连接振荡浮子42，定滑轮44起改变传动索拉力方向的作用，在定滑轮44的底部悬挂海底重物45，海底重物45沉于海底，其位置不随海水运动而改变，起到固定振荡浮子位置的作用；所述的液压发电装置5安装在右侧发电机舱22内（也可装在左侧发电机舱21内）并与旋转轴3连接。所述的传动索46采用超高分子聚氯乙烯材料，其抗拉力是同等直径的铁链的5倍以上，密度低于海水的密度，其重量远远低于同等体积铁链的重量。所述的定滑轮44材料为不锈钢管，并在其外表面热喷涂铝和海工油漆处理，防止海水腐蚀。

所述的安装平台1由左侧桩体11和右侧桩体12构成，为双桩体结构。左侧桩体11和右侧桩体12垂直安装于海洋之中，桩体底端深插于海底，桩体顶端高于海水涨潮时的最大高度，左侧桩体11与右侧桩体12须具有较大的承载能力，其直径和插入海底的深度依据各条传动索46的作用力和海浪、海流对桩体的作用力进行强度校核得出。左侧发电机舱21和右侧发电机舱22分别固定安装于左侧桩体11和右侧桩体12之上。所述的左侧桩体11和右侧桩体12材料为不锈钢管，并在其外表面热喷涂铝和海工油漆处理，防止海水腐蚀。

本发明的振荡浮子组4为6组，即有6个振荡浮子42，在实际安装时可根据所需发电功率的大小增加或减少振荡浮子42的数目，同时相应增、减超越离合器41、配重体43、定滑轮44、海底重物45以及传动索46的数目。可依据海上现场的实际情况将多个振荡浮子42排列成方阵、线形、圆形或其他不同形状的阵列。图1中，振荡浮子42显示为圆柱体，在实际安装时振荡浮子42也可采用其他外形。

如图2所示，所述的液压发电装置5包括变量泵51、滤油器52、油箱53、安全阀54、单向阀55、蓄能器56、油路开关57、变量马达58、永磁同步发电机59。所述的旋转轴3通过联轴器与变量泵51连接，油箱53中的液压油通过滤油器52送入变量泵51中，液压油通过油路管道依次连接单向阀55、蓄能器56、油路开关57和变量马达58，变量马达58的输出轴与永磁同步发电机59的输入轴连接，安全阀54和变量马达58的出油管通过管道与油箱53连接。需要说明的是，所述的变量泵51、蓄能器56、变量马达58以及永磁同步发电机59可采用多种形式，包括现有已经公开的技术。

本发明的工作原理：

如图1所示，振荡浮子42在波浪的作用下上下运动，带动各自的传动索46移动，传动索46缠绕在超越离合器41上。当波浪上升时，振荡浮子42上浮，配重体43随之上升，超越离合器41闭合，传动索46上产生的拉力带动旋转轴3旋转；而当波浪下降时，振荡浮子42下沉，配重体43随之下降，此时超越离合器41分离，不能将传动索上产生的拉力传递到旋转轴3上。每个振荡浮子42所获得的波浪能都只能在上浮时使旋转轴3单方向转动。当旋转轴3上安装多个超越离合器41时，多个超越离合器41在多个振荡浮子42的作用下使得旋转轴3向同一方向旋转，防止了多个振荡浮子42收集的波浪能之间的相互抵消。每个振荡浮子42都会在上浮的过程中带动传动索46在旋转轴3上产生一定大小的扭矩，并进行叠加，最终带动旋转轴3转动做功。多个振荡浮子42所收集的波浪能同时转变为了旋转轴3的机械能。

结合图2所示，所述的旋转轴3伸入到海面上方的发电机舱2内部，通过联轴器连接到变量泵51上，变量泵51将旋转轴3的旋转机械能转化为液压油的势能，液压油经蓄能器稳压后，冲击变量马达58，变量马达58带动永磁同步发电机59发电。

以上所述，仅为本发明较佳实施例而已，振荡浮子也可采用其他外形。即依本发明专利范围及说明书内容所作的振荡浮子数目、外形及排列方式的变化，皆应仍属本发明专利涵盖的范围内。

Claims

1.一种多振荡浮子式波浪能液压发电装置，其特征在于：它包括发电机舱、旋转轴、多组振荡浮子组、液压发电装置；所述的发电机舱由相对设置的左侧发电机舱和右侧发电机舱构成，旋转轴安装于左侧发电机舱和右侧发电机舱之间；所述的振荡浮子组包括超越离合器、振荡浮子、配重体、定滑轮、海底重物、传动索，所述的多组振荡浮子组上的超越离合器间隔安装于旋转轴，所述的传动索一端绕经超越离合器连接配重体，另一端绕经定滑轮连接振荡浮子，在定滑轮的底部悬挂海底重物；所述的液压发电装置安装在右侧发电机舱内并与旋转轴连接。

2.根据权利要求1所述的多振荡浮子式波浪能液压发电装置，其特征在于：所述的液压发电装置包括变量泵、滤油器、油箱、安全阀、单向阀、蓄能器、油路开关、油路管道、变量马达、永磁同步发电机；所述的旋转轴通过联轴器与变量泵连接，油箱中的液压油通过滤油器送入变量泵中，液压油通过油路管道依次连接单向阀、蓄能器、油路开关和变量马达，变量马达的输出轴与永磁同步发电机的输入轴连接，安全阀和变量马达的出油管通过管道与油箱连接。

3.根据权利要求1所述的多振荡浮子式波浪能液压发电装置，其特征在于：它还包括安装平台，该安装平台由左侧桩体和右侧桩体构成，为双桩体结构，左侧桩体和右侧桩体垂直安装于海洋之中，桩体底端深插于海底，桩体顶端高于海水涨潮时的最大高度，左侧发电机舱和右侧发电机舱分别固定安装于左侧桩体和右侧桩体之上。