CN106121902A - 一种波浪能发电装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种波浪能发电装置，包括有岸边固定框架、浮漂和液压驱动发电系统，所述的液压驱动发电系统包括有发电机、以及受液压驱动的液压驱动马达，该液压驱动马达与发电机的动力输入轴传动连接；所述的浮漂的中轴线上固定设置有浮漂中心轴；第一连杆与第三连杆的铰接点还铰接设置有第一发电驱动连杆，第四连杆的另一端与第二连杆相铰接且该铰接点处还铰接连接有第二发电驱动连杆。本发明具有发电效率高，制造成本低的优点。

Description

一种波浪能发电装置
技术领域
本发明涉及一种发电装置，具体是指一种波浪能发电装置。
背景技术
海洋波浪是天然可再生能源，能量蕴藏巨大，在矿产能源终究会枯竭的地球，海洋能量是最环保的能源之一。波浪能是清洁可再生资源，他的利用可以缓解人们对矿用能源的依赖，改善燃烧矿物质对环境的污染。
目前就国内外波浪能发电行业来说，存在的最大问题就是设备投资大、发电量小，投资收回周期长，没有大规模推广的商业价值。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在的缺点和不足，而提供一种发电效率高，制造成本低的波浪能发电装置。
为实现上述目的，本发明的技术方案是包括有岸边固定框架、浮漂和液压驱动发电系统，所述的液压驱动发电系统包括有发电机、以及受液压驱动的液压驱动马达，该液压驱动马达与发电机的动力输入轴传动连接；所述的浮漂的中轴线上固定设置有浮漂中心轴；
所述的岸边固定框架设置有铰接点，该铰接点铰接设置有第一连杆和第二连杆，第一连杆和第二连杆的同一侧方向设置有底部连杆，该底部连杆的一端为与岸边固定框架铰接的铰接端，另一端为活动端，所述的底部连杆的活动端与第一连杆的外端之间铰接连接有第三连杆，该第一连杆与第三连杆的铰接点还铰接设置有第一发电驱动连杆，所述的浮漂中心轴的一端铰接于底部连杆的外端，该浮漂中心轴的另一端铰接连接有第四连杆，第四连杆的另一端与第二连杆相铰接且该铰接点处还铰接连接有第二发电驱动连杆；
所述的第一发电驱动连杆的上端驱动连接有第一集能液压缸，所述的第二发电驱动连杆的上端驱动连接有第二集能液压缸，第一集能液压缸和第二集能液压缸的缸体均铰接于岸边固定框架上，第一集能液压缸包括有第一液压缸、以及设置于第一液压缸的液压输出端的两个单向阀，所述的压力输出端单向阀的出口端与液压系统连接，第二集能液压缸包括有第二液压缸、以及设置于第二液压缸的液压输出端的两单向阀，所述的输出端单向阀的出口端与液压系统连接，第一和第二集能液压缸两端都有液压能输出。
进一步设置是所述的第一支架、第二支架中至少一个为长度可调设置。该调节可以根据潮水变化，调节集能液压缸和浮漂的距离。
进一步设置是第一连杆和第二连杆中的至少一个为长度可调设置。该长度可调设置为利用伸缩杆、或者电机驱动丝杆等等方式实现长度调节。
进一步设置是所述的浮漂包括有位于上方的浮漂浮水仓以及垂直设置于浮漂浮水仓下方中心的浮漂中间挡板，整体为“T”型结构，浮漂的两侧对称固定设置有浮漂侧板。
进一步设置是所述浮漂侧板上端铰接连接于浮漂浮水仓侧边。
进一步设置是所述的浮漂浮水仓上连接有与浮漂浮水仓内腔相通的介质灌输口和介质排出口。
进一步设置是所述的发电站上方所在位置设置有起重装置。
本发明还提供了包括有岸边固定框架，该岸边固定框架上固定设置有第一支架和第二支架，该第一支架和第二支架的外端相互固定联接，第一支架上还设置有铰接点，该铰接点铰接设置有第二连杆，第二连杆的外端铰接连接有第四连杆，第四连杆与第二连杆的铰接点处还铰接连接有第二发电驱动连杆，该第四连杆的外端为活动端且为波浪水平力受力点。
本发明还提供了一种波浪能发电装置的波浪升降力传动机构，包括有岸边固定框架，该岸边固定框架上固定设置有第一支架和第二支架，该第一支架和第二支架的外端相互固定联接，第一支架上还设置有铰接点，该铰接点铰接设置有第一连杆，第一支架相对于第一连杆的边侧设置有底部连杆，该底部连杆的一端为铰接端，另一端为活动端，所述的底部连杆的活动端与第一连杆的外端之间铰接连接有第三连杆，底部连杆的活动端与第三连杆相互铰接的铰接点为波浪升降力受力点，该第一连杆与第三连杆的铰接点还铰接设置有第一发电驱动连杆。
本发明的工作原理和优点是：所述的浮漂能吸收波浪上下浮力还能吸收波浪冲力及波浪回退冲力，该两个维度的能量通过连杆传动并最终通过第一发电驱动连杆和第二发电驱动连杆驱动第一集能液压缸和第二集能液压缸，并驱动液压油驱动液压驱动马达，并最终通过发电机发电。
本发明的浮漂能吸收上下浮力、浮漂设计成双面斗状、能有效吸收波浪水平冲击力、波浪退回后冲击、浮漂能左右摆动、能有效吸收侧向冲力、浮漂上方可以设计成一体或折叠状态、在受不同方向冲击力的时候更好的收集能量、在受侧向冲击力的时候更容易侧倾、侧倾时也可以收集能量、可以浮漂可以单个也可以多个组合在一起、可以单排也可以多排组合一起。
如上所述，本发明的浮漂设计比较薄，和海水接触的面积大，能产生更大的有效排水量，在比较小的波高下还能收集更多的能量，在浮漂中间有垂直挡板的，两侧都有浮漂侧板，设计成斗状可以更多的收集波浪的横向推力，可以收集左右波浪能量。
如上所述，本发明的浮漂可以多个组合在一起，每个浮漂都有独立的连杆装置，互不干扰，在同一组支架上集成装有多个浮漂，可以在差不多的成本下能收集到更多的能量。
所述的浮漂浮水仓和浮漂侧板用活动铰轴连接、在受波浪水流冲击力的时垂直板向后或向前倾斜时能使浮漂保持相对水平、浮漂可以单个也可以多个独立控制的浮漂组合在一起、可以单排也可以多排组合一起。
如上所述，本发明在浅滩处或依岸建站，可以成排建站，一排一排的浮漂收集液压能集中在一起，集中发电，可以建立大型液压发电系统。技术完全成熟后，投资收回周期远远低于风力发电和燃烧发电站。
本发明所述的发电站依海岸和防波提而建采用框架结构、用钢材或水泥结构，该结构用钢型材固定在岸边而建、把液压机械部分远离海面、安装在架构顶端，利用连杆和浮漂连接、浮漂上下浮动带动连杆移动、液压系统可以安装在更加安全的地方、可以让多个液压集能装置集中一个液压系统发电。
在现有的技术和材料条件，耐海水腐蚀材料比较贵，而在海水中使用的液压缸不但造价高，稳定性和使用寿命也大大降低，所以把液压缸和液压系统安装在波浪不能达到的地方，可以降低防腐等级，减少制造成本和增加使用寿命。
本发明技术方案所述连杆传动能根据波浪能对浮漂排水特性、利用连杆结构原理、在波浪运动不同时段产生不同的速度比、能更好的使集能液压缸采集更多的能量、能使液压缸压力不变、能保证更好的收集波浪能量、该发电站还可以根据不同地形改变设计结构、改变连杆设计结构。
符合海浪能量特性，在力竭时也能产生保证集能液压缸运动、使集能液压缸能更多的吸收能量。所述的集能液压缸也安装在波浪不能达到的地方、减少设备防腐等级、降低成本。
集能液压缸在开始阶段需要满排水量才能让液压缸运动、浮漂越往上升、浮力越小、移动速比越来越大、液压缸移动越来越慢、集能液压缸推力基本保持不变，直到最小排水时也能让液压缸运动，虽然波浪大小是随时变化的，本发明所列举的几种实列，本发明的双曲轴原来变化多端，但是其原理都是差不多，所以不能一一画图，可以让集能液压缸随着浮漂浮力的减少而变化，能收集更多的能量。
本发明所述连杆传动的结构，能根据波高特性改变连杆长度力矩、利用曲轴原理、在不同波高时能保证液压缸压力不变、能保证更好的收集波浪能量、该发电站还可以根据不同地形改变设计结构、改变连杆设计结构。
波浪冲击力也是从大到小，波浪冲击浮漂惯性随时间变化越来越小、对浮漂的推力也越来越小、双曲轴移动速比越来越大、液压缸移动越来越慢、液压缸推力基本保持不变，直到最小波浪冲击力也能让液压缸运动，虽然波浪大小是随时变化的，本发明所列举的几种实例，本发明的双曲轴原来变化多端，但是其原理都是差不多，所以不能一一画图，可以让集能液压缸随着浮漂浮力的减少而变化，能收集更多的能量。
所述第一连杆和第二连杆的长度采用数字化控制、采用数字和脉冲控制、控制电机包括（普通电机、步进电机、伺服电机等、数字化和脉冲控制电机）、数字化或脉冲控制机械能装置、控制螺杆或者液压缸和其他直线运动装置、改变连杆长度、以达到改变双曲轴机构的角度、改变速比（力矩）。
所述的发电站在浅滩建造、若是沙滩则采用打桩后建造在桩位上，可以是钢结构桩、也可以采用水泥桩、发电装置建造在桩上，若是海底岩石结构、钢结构发电装置直接固定在岩石上、降低结构成本。
本发明所设计的浮漂浮力小集能大，发电站成田子型建造，每个浮漂浮力在50吨以下，所以造价低，根据不同的地形每千瓦投资在0.5-2万，随着技术的成熟成本还会降低，在近海浅滩处随处可建，社会和经济效应非常大。
所述的发电装置在遇到台风时可以把浮漂锁止、加有锁止装置的发电装置能有效保护发电装置不会被台风巨浪损坏、造成经济损失。所述的发电装置、在设备顶部装有起重设施安装位置、在设备故障时可以有效更加有效保护技术人员安全和缩短维护时间。
所述的发电装置在遇到台风时在台风时把液体输入浮漂，让浮漂沉在海底或静水层，再锁止，能有效保护发电装置不会被台风巨浪损坏、造成经济损失。
下面结合说明书附图和具体实施方式对本发明做进一步介绍。
附图说明
图1 本发明原理示意图；
图2 本发明浮漂结构示意图；
图3 本发明液压驱动发电系统的原理框图。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明进行具体的描述，只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限定，该领域的技术工程师可根据上述发明的内容对本发明作出一些非本质的改进和调整。
如图1-3所示的本发明具体实施方式，包括有岸边固定框架1、浮漂2和液压驱动发电系统3，所述的岸边固定框架固定于岸边5，所述的液压驱动发电系统3包括有发电机31、以及受液压驱动的液压驱动马达32，该液压驱动马达32与发电机31的动力输入轴传动连接；所述的浮漂2的中轴线上固定设置有浮漂中心轴21，所述的发电机31为变速恒频发电机或永磁直驱发电机。
本实施例所述的岸边固定框架1上固定设置有第一支架11和第二支架12，该第一支架11和第二支架12的外端相互固定联接，第一支架11上还设置有铰接点，该铰接点铰接设置有第一连杆13和第二连杆14，第一支架11相对于第一连杆13和第二连杆14的同一侧方向固定设置有底部连杆15，所述的底部连杆15的外端与第一连杆13的外端之间铰接连接有第三连杆16，该第一连杆13与第三连杆16的铰接点还铰接设置有第一发电驱动连杆17，所述的浮漂中心轴21的一端铰接于底部连杆15的外端，该浮漂中心轴21的另一端铰接连接有第四连杆18，第四连杆18的另一端与第二连杆相铰接且该铰接点处还铰接连接有第二发电驱动连杆19。
本实施例所述的第一发电驱动连杆17的上端驱动连接有第一集能液压缸33，所述的第二发电驱动连杆19的上端驱动连接有第二集能液压缸34，第一集能液压缸33包括有第一液压缸331、以及设置于第一液压缸的液压压缩一侧输出端的第一单向阀332，所述的第一单向阀332的出口端与液压驱动马达32液压传动连接，第二集能液压缸34包括有第二液压缸341、以及设置于第二液压缸341的液压压缩一侧输出端的第二单向阀342，所述的第二单向阀342的出口端与液压驱动马达32相液压传动连接。
本实施例所述的浮漂2包括有位于上方的浮漂浮水仓21以及垂直设置于浮漂浮水仓下方中心的浮漂中间挡板22，整体为“T”型结构，浮漂的两侧对称设置有浮漂侧板23，所述浮漂侧板上端铰接连接于浮漂浮水仓侧边，所述的浮漂浮水仓21上连接有与浮漂浮水仓内腔相通的介质灌输口和介质排出口，通过该介质灌输口和介质排出口能够控制浮漂2的沉浮，从而在台风等恶劣天气下，让浮漂下沉，而避免浮漂被损害。
本实施例所述的液压驱动发电系统3所在位置设置有起重机。以方便人员快速到位检修。

Claims (10)

1.一种波浪能发电装置，其特征在于：
包括有岸边固定框架、浮漂和液压驱动发电系统，所述的液压驱动发电系统包括有发电机、以及受液压驱动的液压驱动马达，该液压驱动马达与发电机的动力输入轴传动连接；所述的浮漂的中轴线上固定设置有浮漂中心轴；
所述的岸边固定框架设置有铰接点，该铰接点铰接设置有第一连杆和第二连杆，第一连杆和第二连杆的同一侧方向设置有底部连杆，该底部连杆的一端为与岸边固定框架铰接的铰接端，另一端为活动端，所述的底部连杆的活动端与第一连杆的外端之间铰接连接有第三连杆，该第一连杆与第三连杆的铰接点还铰接设置有第一发电驱动连杆，所述的浮漂中心轴的一端铰接于底部连杆的外端，该浮漂中心轴的另一端铰接连接有第四连杆，第四连杆的另一端与第二连杆相铰接且该铰接点处还铰接连接有第二发电驱动连杆；
所述的第一发电驱动连杆的上端驱动连接有第一集能液压缸，所述的第二发电驱动连杆的上端驱动连接有第二集能液压缸，第一集能液压缸和第二集能液压缸的缸体均铰接于岸边固定框架上，第一集能液压缸包括有第一液压缸、以及设置于第一液压缸的液压输出端的两个单向阀，所述的压力输出端单向阀的出口端与液压系统连接，第二集能液压缸包括有第二液压缸、以及设置于第二液压缸的液压输出端的两单向阀，所述的输出端单向阀的出口端与液压系统连接，第一和第二集能液压缸两端都有液压能输出。
2.根据权利要求1所述的一种波浪能发电装置，其特征在于：岸边固定框架包括有相互固定设置有第一支架和第二支架，该第一支架和第二支架的外端相互固定联接。
3.根据权利要求1所述的一种波浪能发电装置，其特征在于：所述的第一支架、第二支架至少一个为长度可调设置。
4.根据权利要求1所述的一种波浪能发电装置，其特征在于：第一连杆和第二连杆中的至少一个为长度可调设置。
5.根据权利要求1所述的一种波浪能发电装置，其特征在于：所述的浮漂包括有位于上方的浮漂浮水仓以及垂直设置于浮漂浮水仓下方中心的浮漂中间挡板，整体为“T”型结构，浮漂的两侧对称设置有浮漂侧板。
6.根据权利要求2所述的一种波浪能发电装置，其特征在于：所述浮漂侧板上端铰接连接于浮漂浮水仓两边。
7.根据权利要求2所述的一种波浪能发电装置，其特征在于：所述的浮漂浮水仓上连接有与浮漂浮水仓内腔相通的介质灌输口和介质排出口。
8.根据权利要求1所述的一种波浪能发电装置，其特征在于：所述的岸边固定框架上方所在位置设置有起重机。
9.一种波浪能发电装置的波浪水平力传动机构，其特征在于：包括有岸边固定框架，该岸边固定框架上固定设置有第一支架和第二支架，该第一支架和第二支架的外端相互固定联接，第一支架上还设置有铰接点，该铰接点铰接设置有第二连杆，第二连杆的外端铰接连接有第四连杆，第四连杆与第二连杆的铰接点处还铰接连接有第二发电驱动连杆，该第四连杆的外端为活动端且为波浪水平力受力点。
10.一种波浪能发电装置的波浪升降力传动机构，其特征在于：包括有岸边固定框架，该岸边固定框架上固定设置有第一支架和第二支架，该第一支架和第二支架的外端相互固定联接，第一支架上还设置有铰接点，该铰接点铰接设置有第一连杆，第一支架相对于第一连杆的边侧设置有底部连杆，该底部连杆的一端为铰接端，另一端为活动端，所述的底部连杆的活动端与第一连杆的外端之间铰接连接有第三连杆，底部连杆的活动端与第三连杆相互铰接的铰接点为波浪升降力受力点，该第一连杆与第三连杆的铰接点还铰接设置有第一发电驱动连杆。
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