CN107687391B - 一种浮标式海浪发电机滞后蹿动装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及发电技术领域，具体是一种浮标式海浪发电机滞后蹿动装置及方法，其结构包括浮体平台、井架、浮标式海浪发电机和滞留装置，当浮标式海浪发电机随海浪到达波峰或波谷一端时，采用滞留装置强制滞留浮标式海浪发电机，相对于海浪停止不动，来拉大相对于海浪的位差，当海浪到达波峰或波谷另一端时，滞留装置松开浮标式海浪发电机，此时浮标式海浪发电机在重力或浮力的作用下产生蹿动效应。本发明具有调控性和发电的稳定性，使得小浪也有发电能量的价值，通过放大海浪的能量，提高了能量的提取。

Description

一种浮标式海浪发电机滞后蹿动装置及方法
[技术领域]
本发明涉及发电技术领域，具体是一种浮标式海浪发电机滞后蹿动装置及方法。
[背景技术]
目前，随着城市的发展，能源危机成了目前最大的问题，传统能源日趋枯竭、环境污染问题恶化，新能源开发迫在眉睫。利用清洁可再生能源如太阳能、风能以及波浪能发电，日益受到各界广泛关注，相比风能与太阳能技术，波浪能发电技术要相对落后，但是波浪能具有其独特的优势，波能能量密度高，相比太阳能，波浪能不受天气影响，波浪能分布广泛且储量巨大，可就地取能，波浪发电装置受海况与气候影响较低，如将海浪的动能转化为电能，使制造灾难的惊涛骇浪为人类服务，是人们多年来梦寐以求的理想，然而，现有海浪发电设备结构复杂，成本高，有些采用液压油为介质，对海洋有污染的风险。
[发明内容]
本发明的目的就是为了解决上述问题，设计一种具有商用价值的浮标式海浪发电机滞后蹿动装置，包括浮体平台、井架、浮标式海浪发电机和滞留装置，所述浮体平台为长条形结构，长条形浮体平台的长度方向与海浪运动方向一致，浮体平台上设有若干井架，每个井架上设有浮标式海浪发电机，井架与浮标式海浪发电机活动连接，浮标式海浪发电机能沿井架上下运动，每个井架上部和下部均设有滞留装置，滞留装置用于连接和释放浮标式海浪发电机。
所述井架上设有滑道，浮标式海浪发电机上设有与井架滑道相配合的滑块。
所述滞留装置为钩件结构，浮标式海浪发电机上设有相配合的卡头。
所述井架上部和下部的滞留装置上设有感应触动装置，感应触动装置信号连接滞留装置，控制滞留装置与浮标式海浪发电机的连接与释放。
所述井架上还设有海浪波峰和波谷传感器，滞留装置与井架通过滑轨连接，通过电机控制滞留装置上下移动，海浪波峰和波谷传感器通过信号线连接控制装置，控制装置通过电机控制滞留装置的高度。
采用所述发电装置的施工方法如下：
长条形浮体平台的长度方向与海浪运动方向一致，浮体平台长度越长相对于海浪越稳定，井架固定在长条形浮体平台上，相对于海浪稳定，浮标式海浪发电机随着海浪上下运动，当浮标式海浪发电机随海浪到达波峰或波谷一端时，采用滞留装置强制滞留浮标式海浪发电机，相对于海浪停止不动，来拉大相对于海浪的位差，当海浪到达波峰或波谷另一端时，滞留装置松开浮标式海浪发电机，此时浮标式海浪发电机在重力或浮力的作用下产生蹿动效应。
海浪波峰和波谷传感器检测海浪的波峰和波谷，调整控制滞留装置的高度，当浮标式海浪发电机随着海浪到达滞留装置的设定高度时，感应触动装置感应浮标式海浪发电机的位置并触发滞留装置启动强制滞留浮标式海浪发电机。
本发明同现有技术相比，其优点在于：
1、改变了传统海浪发电机对海浪能量的接收方式，具有高功效；
2、本发明装置具有调控性和发电的稳定性，使得小浪也有发电能量的价值；
3、本发明装置可以放大海浪的能量，提高了能量的提取。
[附图说明]
图1是本发明实施例中发明方法原理图。
图2是本发明实施例中发电装置整体示意图。
图3是本发明实施例中发电装置部分示意图。
如图所示，图中：1.浮体平台；2.井架；3.浮标式海浪发电机；4.滞留装置。
[具体实施方式]
下面结合附图对本发明作进一步说明，这种装置的结构和原理对本专业的人来说是非常清楚的。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，海洋中波动是海水运动的重要形式之一，从海面到海洋内部处处都可能出现波动，海洋中的波动很复杂，并不是真正的周期性变化，在研究海洋波动的过程中，为了便于研究，可以近似的把实际的海洋波动看作是简单波动(正弦波)或者简单波动的叠加，波峰、波谷即为曲线的最高点、最低点；波长为λ；周期为T；波速c＝λ/T；波高H为波峰与波谷间的铅直距离；振幅为a；波陡以δ＝H/λ表示。
本发明主要利用了海浪上下波动的动能和海洋的一些特性，加上现有的浮标式海浪发电技术，通过对浮标式海浪发电机动态的干涉，改变其动态模式的结果。
本发明在浮标式海浪发电机上下运动时，到达端点(顶端点或底端点)时，采用滞留装置强性滞留浮标式海浪发电机，相对于海浪停止不动，来拉大发电机与海浪的位差(加大了势能，放大了能量)，在海浪波动到另一端点或接近端点时，滞留装置松开发电机，此时发电机在势能的作用下产生瞬间坠落或瞬间蹿上的蹿动效应，瞬间的势能转换同时产生相应的反向势能，同时再被强性滞留，当海浪波动到另一端点时，浮标式海浪发电机再被松开蹿动到另一端点，再被滞留，如此反复滞留蹿动，这种理想的可行的浮标式海浪发电机的动态模拟达到了放大海浪的能量。
如图2所示，装置由浮体1、井架2及井架上的感应(触动)装置、滞留装置4、浮标式海浪发电机3组成，浮体采用相对于治浪稳定的大长形，浮体两侧各安装稳固的一排井架，井架上装有与发电机相配套的滑道或滑槽，发电机上装有与滞留装置相配套的卡头或钩件及与滑道配套的滑轮或滑块。
浮体要求：较大型的长型浮体，长度越长越稳定，采用相对于海浪稳定的大长浮体平台。
如图3所示，井架要求：在相对于海浪稳定的浮体二侧按合理的间距，各安装固定的一排井架，井架内侧安有滑道，井架按照海平面位置设定为中心，划分为上部位和下部位，在海浪上下波动的范围分上部分和下部分，各安装(在井架外侧)一个海浪波动到位的感应触动装置(可根据需要上下调节固定)，在井架内侧浮标式海浪发电机上下滑动范围部分分上部位和下部位各安装一个中间带有卡具的滞留装置，因浮体相对于海浪是稳定的，所以固定在浮体两侧的井架也都是相对于海浪稳定的，井架上的装置相对于海浪也是稳定的，因此被井架滞留装置卡住强性滞留的浮标式海浪发电机也是稳定的，卡具相对于装置有适量的弹性活动空间。
浮标式海浪发电机的要求：在发电机的顶端和低端各安装固定的一个卡头，在发电机外侧安装滑轮或滑槽或滑块，便于上下滑动方便发电机在井架上安全的上下滑动。
浮标式海浪发电机滞后蹿动的动态方法：当浮标式海浪发电机底端卡头撞进井架内侧下部位装置中的卡具时被卡住，强性滞留在井架的下部位，海浪在向上波动，当波动到浪顶或接近浪顶，达到井架外侧对海浪高度设置限定到位的上部位感应装置时，触动感应装置做出反应，触动井架内侧下部位的装置中的卡具，使卡具自动松开发电机底端的卡头，此时发电机被彻底松开，在强大的浮力作用下瞬间蹿高到设定的井架内侧上部位装置处，电机顶端卡头自动顺势撞进装置中的卡具内被卡住，强性滞留；当浪向下波动时，波动到浪底，井架外对海浪高度设置限定到位的下部位感应装置时，触动感应装置做出反应而触动井架内侧上部位装置中的卡具，使卡具自动松开发电机顶端卡头，此时发电机在重力的作用下瞬间坠落，落止设定的井架内侧下部位的装置处，发电机底端的卡头顺势撞进装置中的卡具内被卡住，强性滞留，如此反复
调节控制：对井架外侧上下感应装置和井架内侧上下带夹具的装置上做相应的上下调节位移装置，以控制发电机上下蹿动尺度，并控制能量的吸收。
所述浮标式海浪发电机为气动式浮标海浪发电机。

Claims (5)

1.一种浮标式海浪发电机滞后蹿动装置的海浪发电方法，其特征在于方法具体如下：长条形浮体平台的长度方向与海浪运动方向一致，浮体平台长度越长相对于海浪越稳定，井架固定在长条形浮体平台上，相对于海浪稳定,每个井架上设有浮标式海浪发电机，井架与浮标式海浪发电机活动连接，浮标式海浪发电机能沿井架上下运动，每个井架上部和下部均设有滞留装置，滞留装置用于连接和释放浮标式海浪发电机,浮标式海浪发电机随着海浪上下运动，当浮标式海浪发电机随海浪到达波峰或波谷一端时，采用滞留装置强制滞留浮标式海浪发电机，相对于海浪停止不动，来拉大相对于海浪的位差，当海浪到达波峰或波谷另一端时，滞留装置松开浮标式海浪发电机，此时浮标式海浪发电机在重力或浮力的作用下产生蹿动效应。
2.如权利要求1所述的一种浮标式海浪发电机滞后蹿动装置的海浪发电方法，其特征在于所述井架上部和下部的滞留装置上设有感应触动装置，感应触动装置信号连接滞留装置，控制滞留装置与浮标式海浪发电机的释放,所述井架上还设有海浪波峰和波谷传感器，滞留装置与井架通过滑轨连接，通过电机控制滞留装置上下移动，海浪波峰和波谷传感器通过信号线连接控制装置，控制装置通过电机控制滞留装置的高度,方法具体如下：海浪波峰和波谷传感器检测海浪的波峰和波谷，调整控制滞留装置的高度，当浮标式海浪发电机随着海浪到达滞留装置的设定高度时，感应触动装置感应浮标式海浪发电机的位置并触发滞留装置启动强制滞留浮标式海浪发电机。
3.如权利要求1所述的一种浮标式海浪发电机滞后蹿动装置的海浪发电方法，其特征在于浮标式海浪发电机滞后蹿动的动态方法：当浮标式海浪发电机底端卡头撞进井架内侧下部位装置中的卡具时被卡住，强性滞留在井架的下部位，海浪在向上波动，当波动到浪顶或接近浪顶，达到井架外侧对海浪高度设置限定到位的上部位感应装置时，触动感应装置做出反应，触动井架内侧下部位的装置中的卡具，使卡具自动松开发电机底端的卡头，此时发电机被彻底松开，在强大的浮力作用下瞬间蹿高到设定的井架内侧上部位装置处，电机顶端卡头自动顺势撞进装置中的卡具内被卡住，强性滞留；当浪向下波动时，波动到浪底，井架外对海浪高度设置限定到位的下部位感应装置时，触动感应装置做出反应而触动井架内侧上部位装置中的卡具，使卡具自动松开发电机顶端卡头，此时发电机在重力的作用下瞬间坠落，落至设定的井架内侧下部位的装置处，发电机底端的卡头顺势撞进装置中的卡具内被卡住，强性滞留，如此反复。
4.如权利要求3所述的一种浮标式海浪发电机滞后蹿动装置的海浪发电方法，其特征在于所述井架上设有滑道，浮标式海浪发电机上设有与井架滑道相配合的滑块。
5.如权利要求3所述的一种浮标式海浪发电机滞后蹿动装置的海浪发电方法，其特征在于所述滞留装置为钩件结构，浮标式海浪发电机上设有相配合的卡头。
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