CN104514673A - 多浮体链接发电设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种多浮体链接发电设备。本发明旨在提供一种高效率、低建造成本的波浪能发电设备。其技术方案是：一种多浮体链接发电设备，包括浮体系统、连接杆系统、力矩转换系统。浮体系统是一个长方形带圆角的浮体，侧面安装万向节、液压器杆，内部或上部安装力矩转换系统；相邻的2个浮体通过万向节由连接杆链接，浮体随波浪上下运动，带动连接杆产生力矩，力矩转换系统把这种力矩转换为电力。本发明波浪能转换率较高，整体稳定性好，具有抗风浪能力，成本低廉。

Description

多浮体链接发电设备
技术领域
本发明涉及利用波浪能的发电设备，特别涉及一种兼具高效率、具有抗风浪能力、低成本的多浮体链接发电设备。
技术背景
目前离岸浮式波浪发电装置在实际应用中存在以下问题：体积庞大导致成本高，不能利用波浪的相位差，从而效率低，例如世界驰名的“海蛇”发电设备。其“连接杆”也是浮体，这样就必然导致体积庞大到像一艘潜水艇，以求获得足够的浮力；其“链接体”(浮体)则很细小，不能提供足够的浮力，在波谷或波峰时不能获得足够的行程，行程小于波高很多，这样获得的力矩就不大，整体获得的能量就小。其“连接杆”与“链接体”(浮体)只有一个万向节点，所有受力都集中于这点，导致对万向节的强度要求极高，这又增加了制造成本。
目前常用的这种方式，在小浪时效果不明显，发电效率不高；由于体积庞大，成本高昂，商业价值不大。
未来离岸浮体波浪发电的发展趋势是：研制效率高、具有抗风浪能力、低建造成本的浪能发电装置。只有效率高、抗风浪能力强，才能充分利用浪能，适应恶劣的海况，同时保障发电设备不被大风浪损毁；设计简洁合理，才能成本低，才具有商业利用价值。
发明内容
本发明旨在提供一种兼具高效率、抗风浪能力强、特别是面对小波浪照样可以工作，而且成本还非常低的波浪发电设备。本发明的发明内容：多个浮体被连接杆链接，相邻的浮体做反向运动，在节点获得的力矩转变成液压能，液压能推动液压马达转动带动发电机发电。这种技术克服了现有浮体波浪发电设备效率低、成本高的缺陷。
本发明的工作原理：
当浮体小于波长时，会随波浪9而起伏。其起伏的程度视乎浮体在水中的投影面积短轴直径或短边长度与波长的比例，比值越小，起伏的行程就越接近波高；比值越大，行程就越短，当大于1时，浮体基本不会随波浪起伏了。我们用连接杆2链接两个随波浪反向运动的浮体1，就会获得力矩；在波长定值时，即连接杆定长时，浮体上下起伏的行程越接近波高，获得的力矩就越大；否则就越小。连接杆的杠杆运动转换成液压能，就能推动液压马达转动，带动发电机发电。
本发明具有的有益效果：
1、可以让浮体获得尽量等于波高的行程，从而让连接杆产生最大的力矩，使获得的波浪能最大化。
2、由于连接杆不需要提供浮力，所以，可以用最少的材料制成，从而大幅度降低材料成本、人工成本。
3、一个浮体可以安装多条连接杆，从而大大提高整体的链接强度和转换效率，这意味着单位kw的成本就会大幅度降低。
附图说明
图1本发明整体结构示意图。
图2浮体系统示意图。
图3连接杆系统示意图。
图4力矩转换系统示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
如图1、2、3、4所示，本实施例由浮体系统1、连接杆系统2、力矩转换系统3组成；
浮体系统1包括：浮体101、万向节110、液压器杆120等组成；每一个万向节110旁边平均分布4个液压器杆120，每一个浮体101的一边平均分布2～4个万向节110；为了叙述方便，浮体分成101、102，液压器杆分成上液压器杆110、123，下液压器杆121、122，以及左右液压器杆125等；为了增加浮体做功的浮力，浮体在水位线上面部分的投影面积大于水位线下部分投影面积的30％-50倍；
连接杆系统2包括：杠杆201、压臂211等组成，每一个杠杆201的一头安装2～4个压臂211；为了叙述方便，压臂211分成上压臂211、214，下压臂212、213，左右压臂215等。
力矩转换系统3包括：液压器、液压回路、液压马达、发电机等。
相邻的两个浮体1通过连接杆2链接成为一个可以上下、左右相对运动的整体；根据需要可以用多组连接杆2把多个浮体101进行链接，这里只显示3个浮体101。
相邻两浮体101、102的重心130的距离131约等于当地海况平均波长的1/2。
当浮体101处于波峰时，通过万向节110带动连接杆2的一头以万向节110的中心为轴心向上运动；此时，上压臂211牵引液压器杆120进行扩张运动，产生液压；而下压臂212则压迫液压器杆121进行压缩运动，也产生液压。
相邻的浮体102则同时处于波谷，通过万向节111带动连接杆2的另一头以万向节111的中心为轴心向下运动；此时，上压臂214压迫液压器杆123进行压缩运动，产生液压；而下压臂213则牵引液压器杆122进行扩张运动，产生液压。
相邻的两个浮体，无论是上升或者下降，都能够产生液压，使力矩转换系统3可以做功产生电力；同样道理，相邻的两个浮体，无论是左摆或右摆，都能产生液压，使力矩转换系统3做功产生电力。
本发明不局限于上述具体的实施例或实施方式，只要采用浮体链接方式转换波浪能做功，就落入本方案的保护范围。
上面结合附图对本发明优选的具体实施方式和实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式和实施例，在本领域技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明构思的前题做出各种变化。

Claims (8)

1.一种多浮体链接发电设备，包括浮体系统(1)、连接杆系统(2)、力矩转换系统(3)；其特征在于：
浮体系统(1)包括：浮体(101)、万向节(110)、液压器杆(120)组成；每一个万向节(110)旁边平均分布2-4个液压器杆(120)，每一个浮体(1)的一边平均分布2-50个万向节(110)；
连接杆系统(2)包括：杠杆(201)、压臂(211)组成，每一个杠杆(201)的一头安装2-4个压臂(211)；
力矩转换系统(3)包括：液压器、液压回路、液压马达、发电机。
2.根据权利要求1所述的多浮体链接发电设备，其特征在于：所述浮体(101)的吃水深度大于在水位线下部分的投影面短轴或短边长度的0.5-50倍。
3.根据权利要求1所述的多浮体链接发电设备，其特征在于：所述浮体(101)在水位线下部分的投影面短轴或短边的长度小于当地海域平均波长的1/3。
4.根据权利要求1所述的多浮体链接发电设备，其特征在于：所述浮体(101)在水位线上部分的投影面积大于水位线下部分投影面积的30％-50倍。
5.根据权利要求1所述的多浮体链接发电设备，其特征在于：所述相邻2浮体(101)间的连接杆系统数量在2～50支。
6.根据权利要求1所述的多浮体链接发电设备，其特征在于：所述相邻2浮体(101)的重心(130)的距离(131)约等于当地海域平均波长的1/2。
7.根据权利要求1所述的多浮体链接发电设备，其特征在于：所述链接在一起的浮体(101)的数量在2～100个。
8.根据权利要求1所述的多浮体链接发电设备，其特征在于：所述万向节(110)旁边均匀分布2～10个液压器杆(120)。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019134069A1 (zh) * 2018-01-02 2019-07-11 大连理工大学 基于模块化和混合系泊的超大型浮式平台
WO2019169910A1 (zh) * 2018-03-05 2019-09-12 钟声 一种适合规模化应用的波浪发电单元及其系统

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