CN110242486A - 一种直线式海洋波浪发电装置 - Google Patents

一种直线式海洋波浪发电装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及海洋工程装备技术领域，且公开了一种直线式海洋波浪发电装置，包括浮子，所述浮子的中部活动套装有支撑架，所述支撑架的顶端和底端分别固定安装有第一液压装置和第二液压装置。该直线式海洋波浪发电装置，通过第一液压装置和第二液压装置的设置，将浮子在波浪中上下往复运动中的能量传送到传动装置中，再经传动装置转化为直线式发电机的正常工作，整个装置对于波浪能量的损耗较小，有效的提高了该浮子式波浪发电装置的发电效率，而且浮子与直线式发电机之间在海面上处于柔性连接，对于海面上复杂的水流的适应性较强，水流不会对其造成严重的冲击，使得该发电装置的使用寿命较长，有效的降低了其日后的维护成本。

Description

一种直线式海洋波浪发电装置
技术领域
本发明涉及海洋工程装备技术领域，具体为一种直线式海洋波浪发电装置。
背景技术
波浪能作为一种储量大、分布广、可再生且无污染的清洁能源，其中浮子式波浪发电装置是目前利用波浪能发电的重要形式之一。
浮子式波浪发电装置利用浮标在波浪上的上下往复运动来带动直线式发电机工作的，而目前的浮子式发电装置都是将直线式发电装置安置在海面以下，然后通过绳索或连杆将浮标和发电机传动连接起来。
但利用绳索将浮标和发电机传动连接，在波谷至波峰的时段，可以利用绳索的拉力带动直线式发电机工作，而在波峰至波谷的时段，就需要在直线式发电机的内部安装回复弹簧来带动发电机向下运动，从而导致在浮标上升的过程中，需要将一部分的拉力转化为弹性势能，致使波浪能的流失较大，进而严重的影响了直线式机的发电效率。
而利用连杆直接连接，连杆虽然可以稳定的上下传递动力，但在海面复杂的水流环境下，连杆需要承受多变的载荷压力，极易对连杆或直线式发电机造成损伤，进而影响了该波浪发电装置的使用寿命，增加了日后的维护成本。
发明内容
(一)解决的技术问题
本发明提供了一种直线式海洋波浪发电装置，具备能量的损失小、转化及发电的效率高、柔性连接、稳定性好及使用寿命长的优点，解决了利用绳索将浮标和发电机传动连接，就需要在直线式发电机的内部安装回复弹簧来带动带电机向下运动，能量的流失较大的情况，以及利用连杆直接连接，虽然可以稳定的上下传递动力，但极易对连杆或直线式发电机造成损伤的问题。
(二)技术方案
本发明提供如下技术方案：一种直线式海洋波浪发电装置，包括浮子、支撑架、第一液压装置、连接管路、传动装置、第二液压装置、锚链系统和直线式发电机，所述浮子的中部活动套装有支撑架，所述支撑架的顶端和底端分别固定安装有第一液压装置和第二液压装置，且第一液压装置和第二液压装置的内腔分别通过两组连接管路与传动装置内腔的顶部与底部连通，所述第二液压装置的底端固定安装有锚链系统，且传动装置的底端传动连接有直线式发电机。
优选的，所述第一液压装置包括第一液压缸、第一液压活塞和第一液压连杆，所述第一液压缸的外表面与支撑架的顶端固定连接，所述第一液压缸的内腔活动套接有第一液压活塞，且第一液压活塞的底端通过第一液压连杆与浮子顶端的中部传动连接。
优选的，所述传动装置包括传动液压缸、传动活塞和传动连杆，所述传动液压缸内腔的顶部通过连接管路与第一液压缸的内腔连通，所述传动液压缸的内腔活动套装有传动活塞，且传动活塞的底端通过传动连杆与直线式发电机的内部传动连接。
优选的，所述第二液压装置包括第二液压缸、第二液压活塞和第二液压连杆，所述第二液压缸的外表面与支撑架的低端固定连接，所述第二液压缸的内腔活动套装有第二液压活塞，且第二液压活塞的顶端通过第二液压连杆与浮子底端的中部传动连接，所述第二液压缸的内腔通过另一组连接管路与传动液压缸内腔的底部连通，且第二液压缸的底端设有锚链系统。
优选的，所述第一液压缸、传动液压缸和第二液压缸的内腔中均设有液压传动介质。
(三)有益效果
本发明具备以下有益效果：
该直线式海洋波浪发电装置，通过第一液压装置和第二液压装置的设置，将浮子在波浪中上下往复运动中的能量传送到传动装置中，再经传动装置转化为直线式发电机的正常工作，与现有的浮子式波浪发电装置相比，整个装置对于波浪能量的损耗较小，能量的转换率较高，有效的提高了该浮子式波浪发电装置的发电效率，而且浮子与直线式发电机之间在海面上处于柔性连接，对于海面上复杂的水流的适应性较强，水流不会对其造成严重的冲击，使得该发电装置的使用寿命较长，稳定性较好，有效的降低了其日后的维护成本。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
图中：1、浮子；2、支撑架；3、第一液压装置；31、第一液压缸；32、第一液压活塞；33、第一液压连杆；4、连接管路；5、传动装置；51、传动液压缸；52、传动活塞；53、传动连杆；6、第二液压装置；61、第二液压缸；62、第二液压活塞；63、第二液压连杆；7、锚链系统；8、直线式发电机。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，一种直线式海洋波浪发电装置，包括浮子1，浮子1的中部活动套装有支撑架2，支撑架2的顶端固定安装有第一液压装置3，且第一液压装置3的内腔设有连接管路4，第一液压装置3的内腔与传动装置5内腔的顶部之间通过连接管路4连通，支撑架2的底端固定安装有第二液压装置6，且第二液压装置6的内腔通过另一组连接管路4与传动装置5内腔的底部连通，第二液压装置6外部的底端设有锚链系统7，传动装置5的底端与直线式发电机8的内部之间传动连接。
其中，根据浮子1的浮力大小可以在第一液压装置3及第二液压装置6的外部连接多组传动装置5及直线式发电机8，利用一组浮子1来带动多组直线式发电机8工作，有效的增加了该波浪发电装置的工作效率。
其中，该波浪发电装置利用锚链系统7既可以固定在深海，也可以固定在浅海，适用范围广，而且可以将直线式发电机8安置在海面上，无需固定在海底，便于安装拆卸，投放方便灵活，并且有效的降低了日后的维护成本。
本技术方案中，第一液压装置3包括第一液压缸31、第一液压活塞32和第一液压连杆33，第一液压缸31的外表面与支撑架2的顶端固定连接，第一液压缸31的内腔活动套接有第一液压活塞32，且第一液压活塞32的底端通过第一液压连杆33与浮子1顶端的中部传动连接。
本技术方案中，传动装置5包括传动液压缸51、传动活塞52和传动连杆53，传动液压缸51内腔的顶部通过连接管路4与第一液压缸31的内腔连通，传动液压缸51的内腔活动套装有传动活塞52，且传动活塞52的底端通过传动连杆53与直线式发电机8的内部传动连接。
本技术方案中，第二液压装置6包括第二液压缸61、第二液压活塞62和第二液压连杆63，第二液压缸61的外表面与支撑架2的低端固定连接，第二液压缸61的内腔活动套装有第二液压活塞62，且第二液压活塞62的顶端通过第二液压连杆63与浮子1底端的中部传动连接，第二液压缸61的内腔通过另一组连接管路4与传动液压缸51内腔的底部连通，且第二液压缸61的底端设有锚链系统7。
其中，第二液压缸61外部的底端及锚链系统7的顶部设有倒扣的碗状阻水板，以增加浮子1向下移动时第二液压缸61的支撑力，避免出现第二液压装置6随着浮子1一起下沉的情况出现。
其中，通过第一液压装置3来带动传动装置5向下移动，并利用第二液压装置6来带动传动装置5向上移动，进而带动直线式发电机8作上下往复动作。
本技术方案中，第一液压缸31、传动液压缸51和第二液压缸61的内腔中均设有液压传动介质。
其中，第一液压缸31、传动液压缸51和第二液压缸61内腔的体积大小均相同，但第一液压缸31和第二液压缸61的内径相同且均为传动液压缸51内径的两倍。
其中，根据电磁感应定律，感应电流的大小与切割磁感线的快慢成正比，即切割磁感线的速度越快，回路中的感应电流就越大，同时根据流体力学，在流量一定的情况下，相同介质的流速与管道口径成反比，所以当第一液压缸31中的液压传动介质被压缩到传动液压缸51中的内腔时，由于管道内径及体积的变化，而导致液体传动介质的流速较快，进而可以带动直线式发电机8产生较强的感应电流。
本实施例的使用方法和工作原理：
首先把锚链系统7调整至的长度来将该海洋发电装置固定在海域上，当浮子1从波谷转变到波峰的时，在浮子1的浮力及在锚链系统7的固定作用下，浮子1在第一液压连杆33的传动作用下，将第一液压缸31内腔中的传动介质压缩到传动液压缸51内腔的顶部中，同时在传动活塞52及传动连杆53的传动作用下，带动直线式发电机8向下动作，产生感应电流，当浮子1从波峰转变到波谷时，在浮子1自身重力的作用下，向下压缩第二液压缸61和第二液压活塞62，并将第二液压缸61内腔中的传动介质压缩到传动液压缸51内腔的底部中，从而带动传动活塞52及传动连杆53相上移动，同时带动直线式发电机8向上动作，产生感应电流，使得该波浪发电装置可以有效的将波浪的起伏过程中的能量输送到直线式发电机8中并转化为电能，存在的能量流失较小，转化的效率较高。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种直线式海洋波浪发电装置，包括浮子(1)、支撑架(2)、第一液压装置(3)、连接管路(4)、传动装置(5)、第二液压装置(6)、锚链系统(7)和直线式发电机(8)，其特征在于：所述浮子(1)的中部活动套装有支撑架(2)，所述支撑架(2)的顶端和底端分别固定安装有第一液压装置(3)和第二液压装置(6)，且第一液压装置(3)和第二液压装置(6)的内腔分别通过两组连接管路(4)与传动装置(5)内腔的顶部与底部连通，所述第二液压装置(6)的底端固定安装有锚链系统(7)，且传动装置(5)的底端传动连接有直线式发电机(8)。
2.根据权利要求1所述的一种直线式海洋波浪发电装置，其特征在于：所述第一液压装置(3)包括第一液压缸(31)、第一液压活塞(32)和第一液压连杆(33)，所述第一液压缸(31)的外表面与支撑架(2)的顶端固定连接，所述第一液压缸(31)的内腔活动套接有第一液压活塞(32)，且第一液压活塞(32)的底端通过第一液压连杆(33)与浮子(1)顶端的中部传动连接。
3.根据权利要求1所述的一种直线式海洋波浪发电装置，其特征在于：所述传动装置(5)包括传动液压缸(51)、传动活塞(52)和传动连杆(53)，所述传动液压缸(51)内腔的顶部通过连接管路(4)与第一液压缸(31)的内腔连通，所述传动液压缸(51)的内腔活动套装有传动活塞(52)，且传动活塞(52)的底端通过传动连杆(53)与直线式发电机(8)的内部传动连接。
4.根据权利要求1所述的一种直线式海洋波浪发电装置，其特征在于：所述第二液压装置(6)包括第二液压缸(61)、第二液压活塞(62)和第二液压连杆(63)，所述第二液压缸(61)的外表面与支撑架(2)的低端固定连接，所述第二液压缸(61)的内腔活动套装有第二液压活塞(62)，且第二液压活塞(62)的顶端通过第二液压连杆(63)与浮子(1)底端的中部传动连接，所述第二液压缸(61)的内腔通过另一组连接管路(4)与传动液压缸(51)内腔的底部连通，且第二液压缸(61)的底端设有锚链系统(7)。
5.根据权利要求2所述的一种直线式海洋波浪发电装置，其特征在于：所述第一液压缸(31)、传动液压缸(51)和第二液压缸(61)的内腔中均设有液压传动介质。
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