CN103511170A - 一种直驱式波浪发电装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种直驱式波浪发电装置，包括浮筒机构、永磁直线电机机构和活塞机构；浮筒机构包括动力浮筒和静止浮筒，动力浮筒套设在静止浮筒外；在动力浮筒的上端固定有支撑架；永磁直线电机机构包括定子和动子，动子安装在定子内；活塞机构包括缸体、活塞环和输出轴，活塞环安装在缸体内，将缸体内部分成上下两个腔体，输出轴的一端与活塞环固定；输出轴的另一端与支撑架固定；下腔体与定子的上端口密封连通，定子的下端口通过高压管道与上腔体密封连通。本发明提供的直驱式波浪发电装置，结构简单、并具有抗海上风暴能力，可以实现波浪能的最佳捕获，从而提高波浪发电效率，该波浪发电装置的规模可大可小，有利于广泛使用和推广。

Description

一种直驱式波浪发电装置
技术领域
本发明涉及一种对海洋能源（波浪能）进行提取和利用的波浪发电装置，尤其涉及一种直驱式波浪发电装置。
背景技术
目前，海洋能源利用之一的波浪发电技术，正朝着具有很大发展前景的商业化方向迈进。特别是在当今石油能源和煤炭能源将近枯竭的情况下，世界人类面临着诸多的发展难题，盼望着波浪发电技术有更大的技术突破。然而，鉴于海洋波浪能的复杂性，大多的波浪发电技术都处于试验阶段。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种直驱式波浪发电装置，通过波浪能作用下的内外浮筒的相互运动和活塞运动，推动永磁直线发电机进行发电运行。
技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种直驱式波浪发电装置，包括浮筒机构、永磁直线电机机构和活塞机构；所述浮筒机构包括动力浮筒和静止浮筒，所述静止浮筒为圆柱体，所述动力浮筒为圆环体，且圆柱体的直径与圆环体的内径相适配，所述动力浮筒套设在静止浮筒外；在动力浮筒的上端固定有支撑架；所述永磁直线电机机构包括定子和动子，所述定子为柱形腔体结构，所述动子的横截面与柱形腔体的横截面相适配，所述动子安装在定子内；所述活塞机构包括缸体、活塞环和输出轴，所述活塞环安装在缸体内，将缸体内部分成上下两个腔体，所述输出轴一端与活塞环固定，另一端穿过上腔体并伸出缸体外；所述输出轴的另一端与支撑架固定；所述下腔体与定子的上端口密封连通，所述定子的下端口通过高压管道与上腔体密封连通。
优选的，所述动力浮筒内设置有一个同轴环形的水位调节舱，所述水位调节舱上设置有注/抽水管；水位调节舱可以调节静止浮筒的池水深度并与波浪实现共振目的，进而完成波浪能最大限度地转换成电能，这一功能对于本装置的正常运行非常重要。注入水位调节舱内的液体可以为淡水，也可以为液压油或者海水，甚至可以是流沙等具有流体特性的固体。
优选的，所述静止浮筒上设置有限制动力浮筒相对运动上下限位置的限位卡死装置；防止在海上风浪过大时，动力浮筒运动过度以致脱离静止浮筒，使得整个发电装置具备抗拒海上风暴的能力。
优选的，所述高压管道上设置有自动流量控制阀，所述自动流量控制阀可以根据波浪的频率等信息实现自动控制调节上下腔体内流体的流量和流速，使永磁直线电机机构达到匀速运动的效果，进而有利于提高永磁直线电机机构的发电输出的电质量，使永磁直线电机机构的电能能够稳定输出。
优选的，还包括海底沉石和锚链，所述海底沉石通过锚链与静止浮筒连接。海底沉石和锚链可以实现将整个装置固定在海里的特定位置内，以防整个装置在波浪的推动下漂移丢失。
具体的，所述海底沉石的数量为一个，且海底沉石通过一根锚链与静止浮筒连接。
具体的，所述海底沉石的数量为三个，且三个海底沉石成正三角形布置，每个海底沉石通过一根锚链与静止浮筒连接。
有益效果：本发明提供的直驱式波浪发电装置，结构简单、并具有抗海上风暴能力，可以实现波浪能的最佳捕获，从而提高波浪发电效率，该波浪发电装置的规模可大可小，有利于广泛使用和推广。
附图说明
图1为本发明的在海上漂浮式安装的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
如图1所示为一种一种直驱式波浪发电装置，包括浮筒机构、永磁直线电机机构、活塞机构和海底安装机构，下面就各个机构加以具体说明。
所述浮筒机构包括动力浮筒1和静止浮筒8，所述静止浮筒8为圆柱体，所述动力浮筒1为圆环体，且圆柱体的直径与圆环体的内径相适配，所述动力浮筒1套设在静止浮筒8外，在静止浮筒8上设置有限制动力浮筒1相对运动上下限位置的限位卡死装置3；在动力浮筒1内设置有一个同轴环形的水位调节舱7，所述水位调节舱7上设置有注/抽水管6；在动力浮筒1的上端固定有支撑架2。
所述永磁直线电机机构包括定子9和动子8，所述定子9为柱形腔体结构，所述动子8的横截面与柱形腔体的横截面相适配，所述动子8安装在定子9内；所述动子10采用的永磁体可以是钕铁硼，已达到降低设备成本的目的。
所述活塞机构包括缸体16、活塞环4和输出轴5，所述活塞环4安装在缸体16内，将缸体16内部分成上下两个腔体，所述输出轴15一端与活塞环4固定，另一端穿过上腔体并伸出缸体16外。
所述输出轴15的另一端与支撑架2固定；所述下腔体与定子9的上端口密封连通，所述定子9的下端口通过高压管道11与上腔体密封连通，在高压管道11上设置有自动流量控制阀12。
所述海底安装机构包括海底沉石14和锚链13，所述海底沉石14通过锚链13与静止浮筒8连接。一般来说，海底安装机构有两种方式：一、所述海底沉石14的数量为一个，且海底沉石14通过一根锚链13与静止浮筒8连接；二、所述海底沉石14的数量为三个，且三个海底沉石成正三角形布置，每个海底沉石通过一根锚链13与静止浮筒8连接。当然，考虑实际情况，还可采用其他的方式。
本案装置放置于海上时，在波浪的推动下，动力浮筒1会往复性地带动活塞环4进行上下运动，活塞环4的上下运动会通过缸体16内的液体推动动子10的上下运动，动子10的上下运动会使永磁体的磁感线被定子9内的绕组切割，进而定子9内绕组感应到电流电压。自动流量控制阀12和高压管道11的作用是使活塞环4和动子10的上下运动达到匀速，从而使永磁直线电机机构输出的电压电流达到稳定。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种直驱式波浪发电装置，其特征在于：包括浮筒机构、永磁直线电机机构和活塞机构
所述浮筒机构包括动力浮筒（1）和静止浮筒（8），所述静止浮筒（8）为圆柱体，所述动力浮筒（1）为圆环体，且圆柱体的直径与圆环体的内径相适配，所述动力浮筒（1）套设在静止浮筒（8）外；在动力浮筒（1）的上端固定有支撑架（2）；
所述永磁直线电机机构包括定子（9）和动子（8），所述定子（9）为柱形腔体结构，所述动子（8）的横截面与柱形腔体的横截面相适配，所述动子（8）安装在定子（9）内；
所述活塞机构包括缸体（16）、活塞环（4）和输出轴（5），所述活塞环（4）安装在缸体（16）内，将缸体（16）内部分成上下两个腔体，所述输出轴（15）一端与活塞环（4）固定，另一端穿过上腔体并伸出缸体（16）外；
所述输出轴（15）的另一端与支撑架（2）固定；所述下腔体与定子（9）的上端口密封连通，所述定子（9）的下端口通过高压管道（11）与上腔体密封连通。
2.根据权利要求1所述的直驱式波浪发电装置，其特征在于：所述动力浮筒（1）内设置有一个同轴环形的水位调节舱（7），所述水位调节舱（7）上设置有注/抽水管（6）。
3.根据权利要求1所述的直驱式波浪发电装置，其特征在于：所述静止浮筒（8）上设置有限制动力浮筒（1）相对运动上下限位置的限位卡死装置（3）。
4.根据权利要求1所述的直驱式波浪发电装置，其特征在于：所述高压管道（11）上设置有自动流量控制阀（12）。
5.根据权利要求1所述的直驱式波浪发电装置，其特征在于：还包括海底沉石（14）和锚链（13），所述海底沉石（14）通过锚链（13）与静止浮筒（8）连接。
6.根据权利要求5所述的直驱式波浪发电装置，其特征在于：所述海底沉石（14）的数量为一个，且海底沉石（14）通过一根锚链（13）与静止浮筒（8）连接。
7.根据权利要求5所述的直驱式波浪发电装置，其特征在于：所述海底沉石（14）的数量为三个，且三个海底沉石成正三角形布置，每个海底沉石通过一根锚链（13）与静止浮筒（8）连接。
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