CN103696905B

CN103696905B - 多边漂浮型波浪能发电装置

Info

Publication number: CN103696905B
Application number: CN201410000972.0A
Authority: CN
Inventors: 方子帆; 马振豪; 方婧; 杨伟; 何孔德; 高术
Original assignee: China Three Gorges University CTGU
Current assignee: China Three Gorges University CTGU
Priority date: 2014-01-03
Filing date: 2014-01-03
Publication date: 2016-03-23
Anticipated expiration: 2034-01-03
Also published as: CN103696905A

Abstract

一种多边漂浮型波浪能发电装置，包括多个浮筒，所述的多个浮筒组成环形结构，浮筒之间通过万向节连接，在环形结构上沿圆周设有至少三个系泊绳，系泊绳与连接锚连接；至少部分的浮筒内设有发电装置。所述的发电装置中，在相邻的两节浮筒之间，第二端盖通过连杆万向节与连杆的一端连接，连杆另一端滑动穿过第三端盖与摇杆的一端连接，摇杆的另一端通过增速器与发电机连接。本发明采用多边的环形浮筒作为波浪能收集浮子，不仅具有可靠的稳定性，而且可以适应来自不同方向、不同波长的波浪，收集效率高。在浮筒间采用变向增速机构可将浮筒采集的微型波峰的波浪运动转化为发电机的高速旋转，大大提高波浪能的利用率。

Description

多边漂浮型波浪能发电装置

技术领域

本发明涉及一种波浪能发电装置，特别是一种多边漂浮型波浪能发电装置。

背景技术

目前利用海洋能发电的方式很多，最普遍的是利用潮汐能进行发电，但其发电的装置非常复杂，安装维修不便，设备成本高。波浪能是品味最高的海洋能，利用波浪能的机械式发电装置是利用波浪运动推动浮体运动，但大多数需要通过液压油、空气等中间介质驱动发电装置发电，同样结构较为复杂。

例如中国专利文献CN103410654A公开了一种波浪能发电装置，即通过波浪驱动液压油，再由液压油驱动马达带动发电机发电，该结构即非常复杂。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种多边漂浮型波浪能发电装置，可以适应不同方向的波浪，进一步的采用机械式结构并内置电路系统，结构更为简化，维护方便。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种多边漂浮型波浪能发电装置，包括多个浮筒，所述的多个浮筒组成多边环形结构，每一边至少包含两个浮筒，浮筒之间通过万向节连接，在环形结构上沿圆周设有至少三个系泊绳，系泊绳与连接锚连接；至少部分的浮筒内设有发电装置。

所述的发电装置中，在相邻的两节浮筒之间，第二端盖通过连杆万向节与连杆的一端连接，连杆另一端滑动穿过第三端盖与摇杆的一端连接，摇杆的另一端通过增速器与发电机连接。

在第三端盖上设有关节轴承，关节轴承内固设有轴套，连杆与轴套滑动连接。

摇杆与连杆连接的一端设有滑槽，连杆的端头设有与滑槽配合的滚轮。

在连杆相对万向节的另一侧还设有滑杆，滑杆一端通过连杆万向节与第二端盖连接，第三端盖上安装有关节轴承，关节轴承内设有轴套，滑杆另一端与轴套滑动配合。

所述的增速器为直齿轮增速器。

在浮筒的内部，发电机与电路系统连接，

电路系统结构为：发电机与变压器连接，变压器与整流桥连接，整流桥的输出之间并联至少一个电容，整流桥的输出串接有电阻。

所述电容为两个。

所述的电阻为两个可变电阻。

整流桥的输出之间还并联有稳压二极管。

本发明提供的一种多边漂浮型波浪能发电装置，具有以下有益效果：

1、本发明采用多边的环形浮筒作为波浪能收集浮子，不仅具有可靠的稳定性，而且可以适应来自不同方向的波浪，收集效率高。

2、本发明所采用多边形浮筒的每一边采用多节浮筒组成浮筒链作为波浪能收集浮子，可以适应不同波长的波浪，收集效率高。

3、本发明在浮筒间采用变向增速机构可将浮筒采集的微型波峰的波浪运动转化为发电机的高速旋转，大大提高波浪能的利用率。

4、本发明采用具有电流控制作用的电路系统，通过整流稳压功能使装置输出稳定的直流电，提高了系统输出电能的稳定性。

5、本发明通过电路系统省去了单向转动机构的设计安装，减轻了装置的重量，且将电路系统置于筒内，避免了水上安装的复杂性。

6、本发明同时省去了其它波浪能发电装置的液压及气动元件，使结构简化，成本降低，是一种廉价实用的波浪能发电装置。

7、本发明结构简单、加工方便，安装与维护较为简单。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明的单边浮筒链的结构示意图。

图3为本发明中连杆传动机构结构示意图。

图4为本发明中增速器的结构示意图。

图5为本发明中增速器的俯视结构示意图。

图6为本发明中电路系统的电路示意图。

图中：系泊绳1，连接锚2，浮筒3，万向节4，第一端盖5，第二端盖6，第三端盖7，增速器8，发电机9，导线10，电路系统11，连杆万向节12，连杆13，关节轴承14，轴套15，摇杆16，滚轮17，滑杆18，第一齿轮19，第二齿轮20，第三齿轮21，第四齿轮22，第五齿轮23，第六齿轮24，增速器壳体25，变压器T1，整流桥D1，稳压二极管D2，储能电容C1，储能电容C2，可变电阻R1，可变电阻R2。

具体实施方式

如图1中，一种多边漂浮型波浪能发电装置，包括多个浮筒3，所述的多个浮筒3组成多边环形结构，每一边至少包含两个浮筒3，浮筒3之间通过万向节4连接，在环形结构上沿圆周设有至少三个系泊绳1，优选的采用沿圆周均设，可以根据本地的波浪参数确定环形结构上每段被系泊绳1分隔开的浮筒链的长度，系泊绳1与位于水底的连接锚2连接；

至少部分的浮筒3内设有发电装置。由此结构，本发明具有可靠的稳定性，而且可以适应来自不同方向的波浪，收集效率高。

本例中的发电装置也可以采用现有技术中的发电装置，例如中国专利文献CN103410654A中公开的发电装置。

如图2中所示，所述的发电装置中，在相邻的两节浮筒3之间，位于一个浮筒3第二端盖6通过连杆万向节12与连杆13的一端连接，连杆13另一端滑动穿过位于另一个浮筒的第三端盖7与摇杆16的一端连接，摇杆16的另一端与增速器8的输入轴固接，增速器8的输出轴与发电机9的输入轴固接，即摇杆16通过增速器8与发电机9连接。多个浮筒中也不是每个都设置有发电装置，如图2中，左侧的浮筒3即空置。浮筒3之间，由万象节连接。通过连杆13即可带动摇杆16摆动，然后通过增速器8带动发电机9高速旋转，产生电流。

优选的方案中，在第三端盖7上设有关节轴承14，关节轴承14内固设有轴套15，连杆13与轴套15滑动连接。由此结构，当两个浮筒3之间之间成大角度弯折的时候，仍能确保连杆13的正常滑动。因为在滑动过程中，关节轴承14可以旋转以适应连杆13的弯折角度。通过在连杆13上安装O型圈实现排水密封，轴套15与关节轴承14之间采用过盈连接并用卡簧限位，关节轴承14与端盖7之间采用过盈连接，关节轴承14的旋转由其自身的结构完成。

优选的结构如图3中，摇杆16与连杆13连接的一端设有滑槽，连杆13的端头设有与滑槽配合的滚轮17。由此结构，连杆13与摇杆16之间的传动更为顺滑。

优选的结构如图3中，在连杆13相对万向节4的另一侧还设有滑杆18，滑杆18一端通过连杆万向节与第二端盖6连接，第三端盖7上安装有关节轴承，关节轴承内设有轴套，滑杆18另一端与轴套滑动配合。设置的滑杆18可以起到支撑与位移导航作用。

优选的方案如图4~5中，所述的增速器8为直齿轮增速器。具体结构为，第一齿轮19的轴与摇杆16固定连接，第一齿轮19与第二齿轮20啮合连接，第二齿轮20同轴安装的第三齿轮21与第四齿轮22啮合连接，第四齿轮22同轴安装的第五齿轮23与第六齿轮24啮合连接，第六齿轮24与发电机9的输入轴固定连接。实现多级增速机构，且传动可靠。

在浮筒3的内部，发电机9与电路系统11连接，

如图6中，电路系统结构为：发电机9与变压器T1连接进行升压处理，变压器T1与整流桥D1连接，将交流电转为直流电，整流桥D1的输出之间并联至少一个电容，实现滤波功能，整流桥D1的输出串接有电阻，由电阻实现限流的功能。由此结构，将发电机9输出的电流转为直流电。

如图6中，所述电容为两个，即储能电容C1和储能电容C2。由此实现更好的滤波效果。所述的电阻为两个可变电阻。其中可变电阻C1起限流作用，最后经可变电阻C2给外部供电，电路板输出端U_o接外部使用电路。

优选的如图6中，整流桥D1的输出之间还并联有稳压二极管D2。利用压二极管D2的单向击穿功能实现稳压的效果。

使用时如图1中所示，将本发明由系泊绳1和连接锚2连接于海底，多个浮筒3漂浮在海面上，通过浮筒3收集波浪的起伏运动，带动连杆13在轴套15内移动，进而带到滚轮17在摇杆16的滑槽内滑动，从而使摇杆16来回摆动，摇杆16驱动增速器8转动，通过增速器8内的齿轮系驱动发电机机9转动，从而产生电能，再通过电路系统11的整流稳压功能输出稳定的直流电。

Claims

1.一种多边漂浮型波浪能发电装置，包括多个浮筒（3），其特征是：所述的多个浮筒（3）组成多边环形结构，每一边至少包含两个浮筒（3），浮筒（3）之间通过万向节（4）连接，在环形结构上沿圆周设有至少三个系泊绳（1），系泊绳（1）与连接锚（2）连接；至少部分的浮筒（3）内设有发电装置;

所述的发电装置中，在相邻的两节浮筒（3）之间，第二端盖（6）通过连杆万向节（12）与连杆（13）的一端连接，连杆（13）另一端滑动穿过第三端盖（7）与摇杆（16）的一端连接，摇杆（16）的另一端通过增速器（8）与发电机（9）连接；

在第三端盖（7）上设有关节轴承（14），关节轴承（14）内固设有轴套（15），连杆（13）与轴套（15）滑动连接；

在浮筒（3）的内部，发电机（9）与电路系统（11）连接，

电路系统结构为：发电机（9）与变压器（T1）连接，变压器（T1）与整流桥（D1）连接，整流桥（D1）的输出之间并联至少一个电容，整流桥（D1）的输出串接有电阻。

2.根据权利要求1所述的一种多边漂浮型波浪能发电装置，其特征是：摇杆（16）与连杆（13）连接的一端设有滑槽，连杆（13）的端头设有与滑槽配合的滚轮（17）。

3.根据权利要求2所述的一种多边漂浮型波浪能发电装置，其特征是：在连杆（13）相对万向节（4）的另一侧还设有滑杆（18），滑杆（18）一端通过连杆万向节与第二端盖（6）连接，在第三端盖（7）上设有关节轴承（14），关节轴承（14）内固设有轴套（15），滑杆（18）另一端与轴套（15）滑动配合。

4.根据权利要求1所述的一种多边漂浮型波浪能发电装置，其特征是：所述的增速器（8）为直齿轮增速器。

5.根据权利要求1所述的一种多边漂浮型波浪能发电装置，其特征是：所述电容为两个。

6.根据权利要求1所述的一种多边漂浮型波浪能发电装置，其特征是：所述的电阻为两个可变电阻。

7.根据权利要求1所述的一种多边漂浮型波浪能发电装置，其特征是：整流桥（D1）的输出之间还并联有稳压二极管（D2）。