CN106150849B - 一种震荡式波浪能发电装置 - Google Patents

Abstract

本发明是一种震荡式波浪能发电装置。其包括发电装置本体和储电站，所述发电装置本体通过电缆连接储电站，所述发电装置本体包括浮体、油缸和发电机，所述油缸连接有入流管和回流管，所述发电机通过入流管和回流管与油缸连接，所述储电站、油缸和发电机安装在浮体上，所述发电机通过电缆连接储电站，所述浮体包括主体，主体内部设置内舱壁，通过内舱壁将主体空间隔成空气舱室和液舱室，所述空气舱室内布设有液压油管，所述液压油管连接油缸，所述液舱室安装有曲面复进板，所述曲面复进板上安装有复位弹簧和推管，所述推管端部固定有活塞。本发明结构合理，稳定性好，充分利用了宝贵有限的海域空间，提供了清洁的电力能源。

Description

一种震荡式波浪能发电装置

技术领域

本发明涉及一种发电平台，尤其涉及一种震荡式波浪能发电装置。

背景技术

化石能源的弊端显而易见，能量效率低，污染大，并且近年来化石能源日趋枯竭，能源供应安全问题凸显，提升清洁能源在能源中的比重是大势所趋，人们对新能源的开发愈发重视。占比地球表面积的71％的海洋，蕴藏着丰富的能源，例如波浪能，潮流能。海洋能源的开发研究已成为当今世界能源研究的主要方向，众多波浪能、潮流能发电平台、装置层出不穷，如何提高能量利用效率也成为这些发电平台研发的关键问题所在。目前出现的波浪能或者潮流能发电平台，通常体积较大，占用相当大的海域空间，然而却只能利用波浪能或潮流能其中一种，效率也不高，有些平台甚至自身也极易倾覆，如浙江省舟山市东沙海域某型波浪能发电平台就因海况较差发生移位进而倾覆，因此可靠性和转化效率显得尤其重要。出于对平台自身安全、海域空间利用效率与能量转换效率的综合考量，需要一种能充分利用海洋能源且稳定性好的一种发电转换平台。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的缺陷和不足，提供一种震荡式波浪能发电装置，该装置通过自身特有的波浪能转换单元对海面的波浪能进行转换，充分利用宝贵有限的海域空间，提供清洁的电力能源。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种震荡式波浪能发电装置，包括发电装置本体和储电站，所述发电装置本体通过电缆连接储电站，所述发电装置本体包括浮体、油缸和发电机，所述油缸连接有入流管和回流管，所述发电机通过入流管和回流管与油缸连接，所述储电站、油缸和发电机安装在浮体上，所述发电机通过电缆连接储电站，所述浮体包括主体，主体内部设置内舱壁，通过内舱壁将主体空间隔成空气舱室和液舱室，所述空气舱室内布设有液压油管，所述液压油管连接油缸，所述液舱室安装有曲面复进板，所述曲面复进板上安装有复位弹簧和推管，所述推管端部固定有活塞，所述推管固定有活塞的一端安装在液压油管内，可根据曲面复进板的运动在液压油管内做往复运动。

本发明可以进一步优选为：所述发电装置还包括海底基座，海底基座与发电装置本体的浮体之间连接系泊缆。

本发明可以进一步优选为：所述液舱室内装有液压油，所述复位弹簧位于曲面复进板与内舱壁的内壁之间。

本发明可以进一步优选为：所述空气舱室内布设有五个液压油管，所述液压油管一端连接油缸，另一端分别与液舱室内的曲面复进板连接，所述曲面复进板共有五片，分别通过带有活塞的推管与液压油管活动连接，所述带有活塞的推管在液压油管内做往复运动，所述每块曲面复进板与液舱室内壁之间固定安装有两个复位弹簧，所述复位弹簧位于推管的两边。

本发明可以进一步优选为：所述液压油管与内舱壁连接处开设凹槽，主要是防止曲面板与内舱壁碰触。

本发明可以进一步优选为：所述液舱室内部顶面安装有一曲面复进板，其余四块曲面复进板通过推管均布在液舱室内壁周围。

本发明可以进一步优选为：所述平台下面还安装了潮流发电装置，其通过抗拉导管连接发电装置本体，所述潮流发电装置包括多个潮流发电模块，所述潮流发电模块包括多个串联的潮流能转换单元，所述潮流能转换单元包括浮球、弹簧和导流装置，所述浮球通过抗拉导管连接发电装置本体，所述导流装置通过抗拉导管连接浮球，所述浮球与导流装置之间安装有弹簧托架，所述弹簧穿过抗拉导管固定在弹簧托架和导流装置之间。

本发明可以进一步优选为：所述抗拉导管包括脐带缆，所述脐带缆外侧包覆抗拉内层，所述抗拉内层外侧包覆防割外层。

本发明可以进一步优选为：所述导流装置包括水轮发电机和导流罩，所述水轮发电机上安装有桨叶，所述水轮发电机的四周固定有承托片，所述承托片另一端固定连接在导流罩内壁上，所述导流罩外壁四周固定有导流片，所述水轮发电机连接抗拉导管，所述抗拉导管穿过承托片和导流罩，其一端连接浮球，另一端连接另一个潮流能转换单元，所述导流罩与浮球之间固定有弹簧托架，所述弹簧穿过抗拉导管活动固定在弹簧托架与导流罩之间。

本发明可以进一步优选为：潮流发电模块的底部通过抗拉导管连接有海底基座，所述潮流发电模块至少有三个，每个潮流发电模块均通过抗拉导管穿过浮体与储电站连接，所述潮流能转换单元至少有两个，潮流能转换单元的底部通过抗拉导管连接海底基座，上部通过抗拉导管穿过浮体连接储电站。

其中，所述潮流能转换单元的整体长度大于系泊缆的长度，可使波浪、海流涌动造成的平台运动并不会撕扯拉断潮流能转换单元，所述抗拉导管包括脐带缆，所述脐带缆外侧包覆抗拉内层，所述抗拉内层外侧包覆防割外层，防割外层材质为凯夫拉，抗拉内层的材质为高强度聚乙烯，其强度足够保证海流的冲击，外层也能够抵抗海洋生物的撕咬，海底异物的刮蹭。

本发明与现有技术相比具有如下优点和积极效果：

本发明可将波浪能转换成电能，充分利用有限的海域空间，实现海域利用率最大化，独特的五块曲面复进板与震荡液设计，充分吸收波浪在各个方向上冲击产生的能量；本发明还利用了潮流能，利用潮流能转换单元能够灵活安装多部水轮发电机，实现不同深度下的潮流转换，系泊缆设计也能充分防止平台移位倾覆；本发明立足于现有海洋平台海域使用空间大，效率不高，易倾覆等实际问题，其结构功能明确，能量利用率高，容易被企业接受，具有较高的商业推广应用价值。

附图说明

图1为本发明利用海洋波浪能发电的转换平台的结构示意图；

图2为本发明带有潮流发电装置的结构示意图；

图3为本发明的浮体的内部结构示意图；

图4为本发明的液舱室的内部结构示意图；

图5为本发明的空气舱室的内部结构示意图；

图6为潮流能转换单元的结构示意图；

图7为抗拉导管的内部剖视图。

其中，1为波浪发电装置，11为浮体，111为空气舱室，112为液舱室， 113为液压油管，114为曲面复进板，115为复位弹簧，116为推管，117 为活塞，118为内舱壁，12为油缸，13为发电机，14为入流管，15为回流管，2为潮流发电装置，21为潮流能转换单元，211为浮球，212 为弹簧，213为导流装置，2131为水轮发电机，2132为导流罩，2133 为桨叶，2134为承托片，2135为导流片，214为弹簧托架，3为储电站， 4为电缆，5为抗拉导管，51为脐带缆，52为抗拉内层，53为防割外层，6为海底基座，7为系泊缆。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步详细描述：

实施例1

如图1、3、4和5所示，一种震荡式波浪能发电装置，包括发电装置本体1、储电站3和海底基座6，海底基座6与发电装置本体1的浮体11之间连接系泊缆7，发电装置本体1通过电缆4连接储电站3，所述发电装置本体 1包括浮体11、油缸12和发电机13，所述油缸12连接有入流管14和回流管15，所述发电机13通过入流管13和回流管15与油缸12连接，所述储电站3、油缸12和发电机13安装在浮体11上，所述发电机13通过电缆4连接储电站3，所述浮体11包括主体，主体内部设置内舱壁118，通过内舱壁 118将主体空间隔成空气舱室111和液舱室112，所述空气舱室111内布设有液压油管113，液压油管内充满液压油，所述液压油管113连接油缸12，所述液舱室112安装有曲面复进板114，所述曲面复进板114上安装有复位弹簧115和推管116，所述推管116端部固定有活塞117，所述推管116固定有活塞的一端安装在液压油管116内，可根据曲面复进板的运动在液压油管内做往复运动。

所述液舱室112内装有震荡液，所述复位弹簧115 位于曲面复进板与内舱壁的内壁之间，所述空气舱室111内布设有五个液压油管113，所述液压油管113一端连接油缸12，另一端分别与液舱室内的曲面复进板114连接，所述曲面复进板114共有五片，分别通过带有活塞的推管116与液压油管113 活动连接，所述带有活塞的推管116在液压油管113内做往复运动，所述每块曲面复进板与液舱室内壁之间固定安装有两个复位弹簧115，所述复位弹簧115位于推管116的两边，为防止曲面板与内舱壁碰触，其每根液压油管 113与内舱壁118连接处开设凹槽，所述液舱室112内部顶面安装有一曲面复进板114，其余四块曲面复进板114通过推管116均布在液舱室内壁周围。

实施例2

如图2所示的一种震荡式波浪能发电装置，与实施例1所不同的是：所述平台下面还安装了潮流发电装置2，其通过抗拉导管5连接发电装置本体1，所述潮流发电装置2包括多个潮流发电模块，所述潮流发电模块包括多个串联的潮流能转换单元21，潮流发电模块的底部通过抗拉导管5连接有海底基座6，所述潮流发电模块共有三个，每个潮流发电模块均通过抗拉导管5穿过浮体11与储电站3连接，所述潮流能转换单元21共有两个，潮流能转换单元21的底部通过抗拉导管5连接海底基座6，上部通过抗拉导管5穿过浮体11连接储电站3。

如图6和7所示，所述潮流能转换单元21包括浮球211、弹簧212和导流装置213，所述浮球211通过抗拉导管5连接发电装置本体1，所述导流装置213通过抗拉导管5连接浮球211，所述浮球211与导流装置213之间安装有弹簧托架214，所述弹簧212穿过抗拉导管5固定在弹簧托架214和导流装置213之间，所述导流装置213包括水轮发电机2131和导流罩2132，所述水轮发电机2131上安装有桨叶2133，所述水轮发电机2131的四周固定有四块承托片2134，其四块承托片2134成十字结构，所述承托片2134另一端固定连接在导流罩2132内壁上，所述导流罩2132外壁四周固定有导流片 2135，所述导流片2135共有四片，其导流片2135的方向是逆时针流向，所述水轮发电机2131连接抗拉导管5，所述抗拉导管5穿过承托片2134和导流罩2132，其一端连接浮球211，另一端连接另一个潮流能转换单元21，所述导流罩2132与浮球211之间固定有弹簧托架214，所述弹簧212穿过抗拉导管5活动固定在弹簧托架214与导流罩2132之间。

其中，潮流能转换单元21的整体长度大于系泊缆7的长度，可使波浪、海流涌动造成的平台运动并不会撕扯拉断潮流能转换单元，所述抗拉导管5 包括脐带缆51，所述脐带缆51外侧包覆抗拉内层52，所述抗拉内层52外侧包覆防割外层53，防割外层53材质为凯夫拉，抗拉内层52的材质为高强度聚乙烯，其强度足够保证海流的冲击，外层也能够抵抗海洋生物的撕咬，海底异物的刮蹭。

本发明的工作程序如下：

如图3所示，在波浪涌动时，液舱室112内震荡液由于惯性的作用，在 360°方向内的往复震荡，带动上、左、右、前、后五片曲面复进板114推动推管116，推管116上的活塞117将液压油通过液压油管113压至油缸12，油缸12通过入流管14将液压油传送至液压油发电机13进而发电，并通过电缆4将电能储存至储电站3，一个发电周期完成后，复位弹簧115扩张带动曲面复进板114恢复到原位，液压油发电机13将液压油通过回流管15回送至油缸12，油缸12进而将液压油重新送入液压油管113。

如图6所示，当海底潮流运动时，导流罩2132与导流片2135充分通过潮流方向调整桨叶2133在水平方向上的朝向，使桨叶2133获得最大的入流速度，发电机弹簧212的设置，不仅能够在潮流多方向强力运动时缓冲抗拉导管5的拉力，保护水轮发电机2131，同时也能够调节桨叶2133在垂直方向上的迎流面，如图7所示，水轮发电机2131的电能通过脐带缆51传送至储电站3，脐带缆51在海底部分受到抗拉导管5的保护。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (4)

1.一种震荡式波浪能发电装置，包括发电装置本体和储电站，所述发电装置本体通过电缆连接储电站，所述发电装置本体包括浮体、油缸和发电机，所述油缸连接有入流管和回流管，所述发电机通过入流管和回流管与油缸连接，所述储电站、油缸和发电机安装在浮体上，所述发电机通过电缆连接储电站，所述浮体包括主体，主体内部设置内舱壁，通过内舱壁将主体空间隔成空气舱室和液舱室，所述空气舱室内布设有液压油管，所述液压油管连接油缸，所述液舱室安装有曲面复进板，所述曲面复进板上安装有复位弹簧和推管，所述推管端部固定有活塞，所述推管固定有活塞的一端安装在液压油管内，可根据曲面复进板的运动在液压油管内做往复运动，所述空气舱室内布设有五个液压油管，所述液压油管一端连接油缸，另一端分别与液舱室内的曲面复进板连接，所述曲面复进板共有五片，分别通过带有活塞的推管与液压油管活动连接，所述带有活塞的推管在液压油管内做往复运动，所述每块曲面复进板与液舱室内壁之间固定安装有两个复位弹簧，所述复位弹簧对称安装在推管的两边，所述液压油管与内舱壁连接处开设凹槽，主要是防止曲面板与内舱壁碰触。

2.根据权利要求1所述的震荡式波浪能发电装置，其特征在于，所述发电装置还包括海底基座，海底基座与发电装置本体的浮体之间连接系泊缆。

3.根据权利要求1或2所述的震荡式波浪能发电装置，其特征在于，所述液舱室内装有震荡液，所述复位弹簧位于曲面复进板与内舱壁的内壁之间。

4.根据权利要求1所述的震荡式波浪能发电装置，其特征在于，所述液舱室内部顶面安装有一曲面复进板，其余四块曲面复进板通过推管均布在液舱室内壁周围。