CN103939271A - 组合型振荡浮子波浪能发电装置 - Google Patents

组合型振荡浮子波浪能发电装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种组合型振荡浮子波浪能发电装置。其包括发电系统和固定系统。其中，固定系统包括潜浮体、固定架和工作平台，固定架固定连接于潜浮体顶部，固定架顶部设置工作平台。发电系统包括浮子、液压马达、四组相同的、分别设置于固定架每个角的三根导杆之间的液压传动机构和发电机。浮子设置于固定架的四角，固定架的每个角设有三根导杆与浮子活动连接，浮子套装于导杆上。液压马达设置于工作平台上。液压传动机构包括液压缸、油管和油箱。液压缸位于浮子上方，其套筒端通过三角架固定连接于三根导杆上，其活塞杆通过固定盘与浮子固定连接。本发明输出电能相对稳定、受海浪冲击影响较小。

Description

组合型振荡浮子波浪能发电装置
技术领域
本发明属于海洋可再生能源利用技术领域，特别涉及一种组合型振荡浮子波浪能发电装置。
背景技术
中国专利申请CN103061962A公开了一种液压式组合型振荡浮子波能发电装置，其固定架为正方体结构，固定架四角分别设置立柱，浮子套装于固定架侧面的立柱上，沿立柱上下运动，液压传动机构分别设置于固定架侧面四角立柱上的，混合罐和液压马达设置于固定架的横梁上，液压传动机构包括液压缸，每根立柱的四个侧面分别设有一个液压缸，液压缸位于浮子上方，其套筒端与立柱固定连接，其活塞杆通过导向装置的支撑架与浮子固定连接。
上述申请中，虽然浮子上也设置了导向装置，但是在实际海试过程中，发现在较大浪头的冲击下，浮子仍会发生大幅度的偏移。此外，液压传动机构因暴露在固定架的最外侧，直接遭受海浪的冲击，活塞杆在移动时很容易发生偏移，进而导致液压传动机构失效或损坏，输出电能十分不稳定。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提出了一种输出电能相对稳定、受海浪冲击影响较小的组合型振荡浮子波能发电装置。
本发明的技术方案是：一种组合型振荡浮子波能发电装置，其包括发电系统和固定系统。其中，固定系统包括潜浮体、固定架和工作平台，固定架固定连接于潜浮体顶部，固定架顶部设置工作平台。发电系统包括浮子、能量转换装置和发电机。浮子设置于固定架的四角，固定架的每个角设有三根导杆与浮子活动连接，浮子套装于导杆上，沿导杆上下运动，三根导杆呈正三角形排列。能量转换装置包括液压马达和四组相同的、分别设置于固定架每个角的三根导杆之间的液压传动机构。液压马达设置于工作平台上。液压传动机构包括液压缸、油管和油箱。液压缸位于浮子上方，其套筒端通过三角架固定连接于三根导杆上，其活塞杆通过固定盘与浮子固定连接；油管包括油管A、油管B、油管C、油管D、油管E、油管F和油管G。油管F依次连通油管A、油管B、油箱和油管C，与液压马达连通；液压马达出油依次经过油管D、油管E和油管G进入液压缸。油管F和油管G分别连通液压缸的两端油口。
所述组合型振荡浮子波能发电装置，包括潮位监测与自适应系统，该系统包括验潮井及螺旋升降器，验潮井通过支架与液压缸的三角架固定连接，螺旋升降器与液压缸固定连接，控制液压缸升降。验潮井内设有液位开关，液位开关与螺旋升降机的启动电机电连接。螺旋升降器的启动电机设置于工作平台上。
所述组合型振荡浮子波能发电装置，包括锚固系统，该系统包括配重块和锚索，锚索与潜浮体连接。
所述发电机输入端与液压马达的输出端连接。
所述固定架和工作平台之间设有扶梯。
所述潜浮体为空心结构，其内部可以根据海况灌注适量的海水或沙子进行配重，达到使整个发电装置下沉至水面以下一定深度，浮子在合适位置进行上下振荡运动的目的，同时能够保证发电装置整体在运作时的稳定性。固定系统结构简单，且可灵活配重，提高了整个发电装置的稳定性和可靠性，便于加工与实施，经济性较好。
所述浮子为陀螺状空心结构。该结构有利于收集更多的波能，且其内部空心可以根据海况装载配重。浮子表层涂防腐漆，以防止在被海水腐蚀。
本发明的有益效果在于：
1、液压传动系统设置于导杆之间，受海浪冲击较小，稳定性高。
2、与波浪直接接触，能量转换次数少，提高了能量转换率。
3、结构简单，活动部件较少，整体稳定性高，可靠度好，能兼顾结构的可靠性及波能转换率。
4、对波浪的随动性优越，可靠性高、使用寿命长、效率低、易于拆卸和组装，便于安装布防和维修。
5、建造成本较低，输出电能稳定，可用于对装置的保护要求不太高，波能密度低的区域。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是本发明的部分结构示意图；
图3是本发明中单组液压传动机构的结构示意图；
图4是本发明中潮位监测与自适应系统的结构示意图；
图5是本发明中导杆与浮子连接的结构示意图。
图中：101、工作平台，102、导杆，103、固定架，104、潜伏体，105、固定盘，201、浮子，202、三角架，203、螺旋升降器，204、发电机，205、液压马达，206、扶梯，207、启动电机，208、液压缸，209、套筒，210、油管F，211、油管G，212、油管A，213、油管B，214、油箱，215、油管C，216、油管D，217、油管E，301、验潮井，302、支架，303、液位开关，401、锚索，402、配重块。
具体实施方式
以下结合附图和实施例具体说明本发明。
实施例1
如图1-图5所示：本发明包括发电系统和固定系统。
其中，固定系统包括潜浮体104和固定架103，固定架103固定连接于潜浮体104顶部，固定架103顶部设置工作平台101。发电系统包括浮子201、能量转换装置和发电机204。浮子201设置于固定架103的四角，固定架103的每个角设有三根导杆102与浮子201活动连接，浮子201套装于导杆102上，沿导杆102上下运动，三根导杆102呈正三角形排列。能量转换装置包括液压马达205和四组相同的、分别设置于固定架103每个角的三根导杆102之间的液压传动机构。液压马达205设置于工作平台101上。液压传动机构包括液压缸208、油管和油箱214。液压缸208位于浮子上方，其套筒209端通过三角架202固定连接于三根导杆102上，其活塞杆通过固定盘105与浮子201固定连接；油管包括油管A212、油管B213、油管C215、油管D216、油管E217、油管F210和油管G211。油管F210依次连通油管A212、油管B213、油箱214和油管C215，与液压马达205连通；液压马达205出油依次经过油管D216、油管E217和油管G211进入液压缸208。油管F210和油管G211分别连通液压缸208的两端油口。
发电机204输入端与液压马达208的输出端连接。
固定架103和工作平台101之间设有扶梯206。
潜浮体104为空心结构。
浮子201为陀螺状空心结构。
其工作过程如下：不同方向、频率的波浪拍打到浮子201，浮子201吸收波浪能，当浮子201受到波浪向上的力时，浮子201上升，波浪能转换为浮子201的机械能。浮子201带动液压缸208的活塞杆向上运动，液压缸208中的油通过油管G211、油管E217、油管D216冲击液压马达205，从而带动发电机204发电。液压马达205出油经油管C215、油箱214、油管B213、油管A212和油管F210进入液压缸208。当浮子201下降时，液压缸208的活塞杆随之向下运动，液压缸208中的油通过油管F210、油管A212、油管B213、油箱214和油管C215冲击液压马达205，从而带动发电机204发电。液压马达205出油经油管D216、油管E217和油管G211进入液压缸208。
实施例2
除以下区别外，其他同实施例1。
如图2和图4所示，本发明包括潮位监测与自适应系统，该系统包括验潮井301及螺旋升降器203，验潮井301通过支架302与液压缸208的三角架202固定连接，螺旋升降器203与液压缸208固定连接，控制液压缸208升降。验潮井301内设有液位开关303，液位开关303与螺旋升降机203的启动电机207电连接。螺旋升降器203的启动电机207设置于工作平台101上。
实施例3
除以下区别外，其他同实施例1。
如图2所示，本发明包括锚固系统，该系统包括配重块402和锚索401，锚索401与潜浮体104连接。

Claims (7)

1.一种组合型振荡浮子波能发电装置，其包括发电系统和固定系统；其特征在于：所述固定系统包括潜浮体、固定架和工作平台，固定架固定连接于潜浮体顶部，固定架顶部设置工作平台；发电系统包括浮子、能量转换装置和发电机；浮子设置于固定架的四角，固定架的每个角设有三根导杆与浮子活动连接，浮子套装于导杆上，沿导杆上下运动，三根导杆呈正三角形排列；能量转换装置包括液压马达和四组相同的、分别设置于固定架每个角的三根导杆之间的液压传动机构；液压马达设置于工作平台上；液压传动机构包括液压缸、油管和油箱；液压缸位于浮子上方，其套筒端通过三角架固定连接于三根导杆上，其活塞杆通过固定盘与浮子固定连接；油管包括油管A、油管B、油管C、油管D、油管E、油管F和油管G。油管F依次连通油管A、油管B、油箱和油管C，与液压马达连通；液压马达出油依次经过油管D、油管E和油管G进入液压缸；油管F和油管G分别连通液压缸的两端油口。
2.根据权利要求1所述的组合型振荡浮子波能发电装置，其特征在于：包括潮位监测与自适应系统，该系统包括验潮井及螺旋升降器，验潮井通过支架与液压缸的三角架固定连接，螺旋升降器与液压缸固定连接，控制液压缸升降；验潮井内设有液位开关，液位开关与螺旋升降机的启动电机电连接；螺旋升降器的启动电机设置于工作平台上。
3.根据权利要求1所述的组合型振荡浮子波能发电装置，其特征在于：包括锚固系统，该系统包括配重块和锚索，锚索与潜浮体连接。
4.根据权利要求1所述的组合型振荡浮子波能发电装置，其特征在于：所述发电机输入端与液压马达的输出端连接。
5.根据权利要求1所述的组合型振荡浮子波能发电装置，其特征在于：所述固定架和工作平台之间设有扶梯。
6.根据权利要求1所述的组合型振荡浮子波能发电装置，其特征在于：所述潜浮体为空心结构。
7.根据权利要求1所述的组合型振荡浮子波能发电装置，其特征在于：所述浮子为陀螺状空心结构。
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