CN111963363A - 一种基于直线电机的节距可调的双体波浪能发电装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于直线电机的节距可调的双体波浪能发电装置,其第一获能浮子与第二获能浮子之间具有多个转动连接位,多个转动连接位沿直线方向排列布置,多个转动连接位均能与轴销匹配安装,以使第一获能浮子与第二获能浮子的转动连接位置能够更改;第一获能浮子或第二获能浮子上设有多个安装位,多个安装位沿直线方向排列布置,多个安装位的排列方向与多个转动连接位的排列方向匹配;第一获能浮子上设有底座,底座与直线电机的定子连接,直线电机的转子与固定支架铰接,固定支架与多个安装位均能匹配安装,以使固定支架在第二获能浮子上的安装位置能够更改;从而切实解决了现有技术存在的困境。
Description
技术领域
本发明涉及波浪能发电领域,特别涉及一种基于直线电机的节距可调的双体波浪能发电装置。
背景技术
在全球性能源危机和环境污染的背景下,面积占整个地球约71%的海洋或成为未来能源供给的一块绿洲。海洋存储着规模可观的波浪能。波浪能具有诸多优良特性:绿色清洁、储量巨大、可再生。发展波浪能摄取利用技术符合能源需求和社会可持续发展的需求。
对于现存的双体铰接式波浪能发电装置,其重要组成部分是波浪能俘获系统和能量转换系统。构成波浪能俘获系统的振荡浮子在波浪作用下发生相对运动,并使与之相连的能量转换系统把机械能转化为电能。
目前为止对于此类装置的优化存在对系统刚度、阻尼取值等参数随入射波浪协同优化,对发电装置结构尺寸的优化以及对波浪能发电装置功率控制方法的优化等;现有的采用永磁直线电机的双体铰接式波浪能发电装置,特别是其水池物理模型,多针对单一海况进行设计、制造,存在着节距难以调节及难以验证不同节距条件下装置的水动力特性和能量转换特性等缺点。
在物理模型的水池实验中,按现有的技术方案,节距的改变主要通过制造一个新的物理模型,这极大的增加了时间和费用等成本。为此急需一种能够有效解决此问题的技术方案。
发明内容
本发明的目的在于提出一种基于直线电机的节距可调的双体波浪能发电装置,以解决相关物理模型或样机无法调节节距的问题。
为了解决上述技术问题,本发明提供了一种基于直线电机的节距可调的双体波浪能发电装置,包括第一获能浮子、第二获能浮子、轴销、直线电机和固定支架;所述第一获能浮子与所述第二获能浮子之间具有多个转动连接位,多个所述转动连接位沿直线方向排列布置,多个所述转动连接位均能与所述轴销匹配安装,以使所述第一获能浮子与所述第二获能浮子的转动连接位置能够更改;所述第二获能浮子上设有多个安装位,多个所述安装位沿直线方向排列布置,多个所述安装位的排列方向与多个所述转动连接位的排列方向匹配;所述第一获能浮子上设有底座,所述底座与所述直线电机的定子连接,所述直线电机的转子与所述固定支架铰接,所述固定支架与多个所述安装位均能匹配安装,以使所述固定支架在所述第二获能浮子上的安装位置能够更改。
在其中一个实施例中,所述第一获能浮子设有两平行相对的第一连接板,两所述第一连接板上均设有多个相对布置的第一轴孔;所述第二获能浮子设有两平行相对的第二连接板,两所述第二连接板上均设有多个相对布置的第二轴孔;多个所述第一轴孔的排列方式与多个所述第二轴孔的排列方式匹配,所述第一轴孔与所述第二轴孔对齐形成所述转动连接位,所述轴销穿过所述第一轴孔和所述第二轴孔,以实现所述第一获能浮子与所述第二获能浮子的转动连接。
在其中一个实施例中,多个所述安装位分别设于所述第二连接板上,所述第二连接板上的所述安装位呈相对布置,所述固定支架与所述第二连接板上的所述安装位之一连接固定。
在其中一个实施例中,多个所述安装位的排列布置间距与多个所述第一轴孔的排列布置间距相同。
在其中一个实施例中,所述安装位为安装螺纹孔,所述固定支架包括连杆、两螺栓和两螺母,所述连杆与所述直线电机的转子铰接,所述连杆的两端均设有定位螺纹孔,两所述螺栓的一端与两所述螺母连接,两所述螺栓的另一端穿过两所述定位螺纹孔与两所述安装螺纹孔连接。
在其中一个实施例中,所述直线电机的转子设有外螺纹,所述直线电机的转子螺纹连接有铰接件,所述铰接件与所述固定支架铰接。
在其中一个实施例中,所述直线电机的定子与所述底座之间为铰接连接。
本发明的有益效果如下:
由于所述第一获能浮子与所述第二获能浮子之间具有多个转动连接位,多个所述转动连接位均能与所述轴销匹配安装,以使所述第一获能浮子与所述第二获能浮子的转动连接位置能够更改,所以当更改第一获能浮子和第二获能浮子的转动连接位后,将可实现节距调节,从而切实解决了现有技术方案无法实现节距调节的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案,下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明双体波浪能发电装置第一个实施例提供的结构示意图;
图2是图1的第一获能浮子结构示意图;
图3是图1的第二获能浮子结构示意图;
图4是图1的转动状态示意图一;
图5是图1的转动状态示意图二;
图6是图1更改转动连接位后的结构示意图;
图7是本发明双体波浪能发电装置第二个实施例提供的结构示意图;
图8是图7的拆解结构示意图;
图9是本发明双体波浪能发电装置第三个实施例提供的结构示意图;
图10是图9的拆解结构示意图;
图11是本发明双体波浪能发电装置第四个实施例提供的结构示意图。
附图标记如下:
10、第一获能浮子;11、底座;12、第一连接板;13、第一轴孔;
20、第二获能浮子;21、第二连接板;22、第二轴孔;
30、轴销;
40、直线电机;41、转子;
50、固定支架;51、连杆;52、螺栓;53、螺母;54、定位螺纹孔;
60、安装位;
70、铰接件。
具体实施方式
下面将结合本发明实施方式中的附图,对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。
本发明提供了一种基于直线电机的节距可调的双体波浪能发电装置,双体波浪能发电装置的第一个实施例如图1所示,包括第一获能浮子10、第二获能浮子20、轴销30、直线电机40和固定支架50;第一获能浮子10与第二获能浮子20之间具有多个转动连接位,多个转动连接位沿直线方向排列布置,多个转动连接位均能与轴销30匹配安装,以使第一获能浮子10与第二获能浮子20的转动连接位置能够更改;第二获能浮子20上设有多个安装位60,多个安装位60沿直线方向排列布置,多个安装位60的排列方向与多个转动连接位的排列方向匹配;第一获能浮子10上设有底座11,底座11与直线电机40的定子连接,直线电机40的转子41与固定支架50铰接,固定支架50与多个安装位60均能匹配安装,以使固定支架50的在第二获能浮子20上的安装位置能够更改。
具体的,为了实现第一获能浮子10与第二获能浮子20的转动连接位(间距)调节,如图1至图3所示,此实施例第一获能浮子10设有两平行相对的第一连接板12,两第一连接板12上均设有多个相对布置的第一轴孔13;第二获能浮子20设有两平行相对的第二连接板21,两第二连接板21上均设有多个相对布置的第二轴孔22;多个第一轴孔13的排列方式与多个第二轴孔22的排列方式匹配,第一轴孔13与第二轴孔22对齐形成转动连接位,轴销30穿过第一轴孔13和第二轴孔22,以实现第一获能浮子10与第二获能浮子20的转动连接。
此时每块第一连接板12上等间距排列有三个第一轴孔13,每块第二连接板21上等间距排列有三个第二轴孔22,排列于中间的第一轴孔13与排列于中间的第二轴孔22相对布置,轴销30穿过两个中间的第一轴孔13和两个中间的第二轴孔22后,便实现了第一获能浮子10与第二获能浮子20的转动连接。
当然,转动连接位的设置方式并不仅限于此,譬如可在第一获能浮子10上设置一孔位,以实现第一获能浮子10与轴销30的转动连接,在第二获能浮子20上则设置一腰型孔,在轴销30插入腰型孔后,便可实现第一获能浮子10与第二获能浮子20的节距调节,即轴销30与腰型孔的配合也可用于形成多个转动连接位,而在节距调节完毕后,利用一定位件固定轴销30与腰型孔的相对位置便可。
另外,为了实现固定支架50的安装位60的位置调节,如图1至图3所示,此实施例的多个安装位60分别设于两第二连接板21上,两第二连接板21上的安装位60呈相对布置,固定支架50与两第二连接板21上的安装位60连接固定,多个安装位60的排列布置间距与多个第一轴孔13的排列布置间距相同。
具体的,此时每块第二连接板21的上表面均设有三个等间距布置的安装位60,所以使得固定支架50具备了三个可选择的安装位置。
而且固定支架50安装位置的调节也并仅限于上述方式,譬如可在第二连接板21上设置导轨,固定支架50滑动安装于导轨上,通过移动固定支架50调节其位置后,利用特定的定位件将固定支架50与导轨固定,同样属于可行的方案。
处于工作状态时,双体波浪能发电装置漂浮于水面,第一获能浮子10与第二获能浮子20在波浪作用下将相对转动,从而使得双体波浪能发电装置整体形成如与波峰类似的形状(如图4所示)或与波谷类似的形状(如图5所示)。
而在需要进行节距调节时,如图2、图3和图6所示,可将轴销30和固定支架50拆除,然后调节第一轴孔13与第二轴孔22的相对状态,在调节完毕后,将轴销30插入相应的第一轴孔13和第二轴孔22,将固定支架50与相应的安装位60进行安装,从而便可完成整个节距调节过程。
综上可知,整个节距调节过程简单便捷,无需根据不同的需求进行重新设计及加工,不但大大提高了操作效率,而且大幅降低了成本,切实解决了现有技术方案存在的不足。
双体波浪能发电装置的第二个实施例如图7和图8所示,其与双体波浪能发电装置的第一个实施例基本一致,区别在于,安装位60为安装螺纹孔,固定支架50包括连杆51、两螺栓52和两螺母53,连杆51与直线电机40的转子41铰接,连杆51的两端均设有定位螺纹孔54,两螺栓52的一端与两螺母53连接,两螺栓52的另一端穿过两定位螺纹孔54与两安装螺纹孔连接。
在安装时,可利用螺栓52与定位螺纹孔54螺纹连接,并使得螺栓52调整至穿过连杆51的状态,以便螺栓52能够与安装螺纹孔进行螺纹连接固定,直至两螺栓52均连接固定后,便可将螺母53与螺栓52的端部连接固定;而在进行拆卸时,可先将螺母53与螺栓52进行拆卸,然后通过旋转螺栓52便可解除螺栓52与安装螺纹孔的连接,以便更改固定支架50的安装位置。
此安装方式能够确保固定支架50与安装位60的连接牢固,为日后的准确实验提供了重要保障。
双体波浪能发电装置的第三个实施例如图9和图10所示,其与双体波浪能发电装置的第二个实施例基本一致,区别在于,直线电机40的转子41设有外螺纹,直线电机40的转子41螺纹连接有铰接件70,铰接件70与固定支架50铰接;譬如铰接件70的一端可设有螺纹孔,从而便可实现铰接件70与转子41的螺纹连接,此实施例的好处在于无需对转子41进行较大改动,从而降低了生产成本。
双体波浪能发电装置的第四个实施例如图11所示,其与双体波浪能发电装置的第三个实施例基本一致,区别在于,直线电机40与底座11之间为铰接连接;相对于电机与底座11直接固定的安装方式,此实施例无需预设安装角度,即为电机的安装固定提供了更大的可控范围。
更进一步的,附图所示的第一连接板12和第二连接板21呈交错布置,但并不限定双体波浪能发电装置仅能采用此方式布置,也可以是两块第一连接板12包围于两块第二连接板21外,也可以是两块第二连接板21包围于两块第一连接板12外,同样能够实现上述实施例的作用。
以上所述是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种基于直线电机的节距可调的双体波浪能发电装置,其特征在于,
包括第一获能浮子、第二获能浮子、轴销、直线电机和固定支架;
所述第一获能浮子与所述第二获能浮子之间具有多个转动连接位,多个所述转动连接位沿直线方向排列布置,多个所述转动连接位均能与所述轴销匹配安装,以使所述第一获能浮子与所述第二获能浮子的转动连接位置能够更改;
所述第二获能浮子上设有多个安装位,多个所述安装位沿直线方向排列布置,多个所述安装位的排列方向与多个所述转动连接位的排列方向匹配;
所述第一获能浮子上设有底座,所述底座与所述直线电机的定子连接,所述直线电机的转子与所述固定支架铰接,所述固定支架与多个所述安装位均能匹配安装,以使所述固定支架在所述第二获能浮子上的安装位置能够更改。
2.根据权利要求1所述的双体波浪能发电装置,其特征在于,
所述第一获能浮子设有两平行相对的第一连接板,两所述第一连接板上均设有多个相对布置的第一轴孔;
所述第二获能浮子设有两平行相对的第二连接板,两所述第二连接板上均设有多个相对布置的第二轴孔;
多个所述第一轴孔的排列方式与多个所述第二轴孔的排列方式匹配,所述第一轴孔与所述第二轴孔对齐形成所述转动连接位,所述轴销穿过所述第一轴孔和所述第二轴孔,以实现所述第一获能浮子与所述第二获能浮子的转动连接。
3.根据权利要求2所述的双体波浪能发电装置,其特征在于,
多个所述安装位分别设于所述第二连接板上,所述第二连接板上的所述安装位呈相对布置,所述固定支架与所述第二连接板上的所述安装位之一连接固定。
4.根据权利要求2或3任一项所述的双体波浪能发电装置,其特征在于,多个所述安装位的排列布置间距与多个所述第一轴孔的排列布置间距相同。
5.根据权利要求3所述的双体波浪能发电装置,其特征在于,所述安装位为安装螺纹孔,所述固定支架包括连杆、两螺栓和两螺母,所述连杆与所述直线电机的转子铰接,所述连杆的两端均设有定位螺纹孔,两所述螺栓的一端与两所述螺母连接,两所述螺栓的另一端穿过两所述定位螺纹孔与两所述安装螺纹孔连接。
6.根据权利要求1所述的双体波浪能发电装置,其特征在于,所述直线电机的转子设有外螺纹,所述直线电机的转子螺纹连接有铰接件,所述铰接件与所述固定支架铰接。
7.根据权利要求1所述的双体波浪能发电装置,其特征在于,所述直线电机的定子与所述底座之间为铰接连接。
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Legal Events
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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