CN112576432A - 高效组合双浮子式波浪能发电装置 - Google Patents

高效组合双浮子式波浪能发电装置 Download PDF

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Abstract

高效组合双浮子式波浪能发电装置，包括振荡浮子、摆动浮子、波浪挡板、第一连杆、第一液压油缸、连接柱、第一连接轴、第一液压活塞、第一转轴、第一桩脚、发电机、轴、液压马达、第一液压油管、第二液压油管、第二液压油缸、第二连接轴、第二液压活塞、第二连杆、第二转轴和第二桩脚。本发明的优点是：本装置是上下振荡与摇摆组合式的高效浮标式波浪能发电装置，振荡浮子和摆动浮子共用一个动力输出系统；入射波浪作用在摆动浮标上会形成反射波，反射波与入射波的叠加可以进一步增强振荡浮标的能量吸收效率；通过振荡浮子的上下起伏和摆动浮子的左右摆动来捕获波浪能，能将浮子宽度内波浪表面的波浪能完全吸收避免了波浪能的流失和浪费。

Description

高效组合双浮子式波浪能发电装置
技术领域
本发明涉及高效组合双浮子式波浪能发电装置，属于波浪能发电技术领域。
背景技术
波浪虽然只是流体质点在原地的起伏运动，但却包含有巨大的能量。据估算，一平方公里海面上的波浪能可以高达25万千瓦。因此，波浪能只要利用得当，可以缓解能源危机并造福全人类。波浪能由流体势能和流体动能两部分组成，并且波浪能主要集中在波浪表面附近，离波浪距离越远，波浪所具有的能量越小。根据波浪的这种特性，人们发明了各式各类的波浪能发电装置。目前的波浪能发电装置大多利用浮标的上下起伏运动来捕获波浪能，由于单个浮子没办法将浮子宽度内波浪表面的波浪能完全吸收，从而造成波浪能的流失和浪费。为解决上述问题，需要开发一款能同时将单个浮子未吸收的波浪能合理再利用的波浪能发电装置。
发明内容
本发明的目的是提供高效组合双浮子式波浪能发电装置。
本发明要解决的问题是现有的波浪能发电装置中单个浮子没办法将浮子宽度内波浪表面的波浪能完全吸收，从而造成波浪能的流失和浪费的缺陷。
为实现本发明的目的，本发明采用的技术方案是：
高效组合双浮子式波浪能发电装置，包括振荡浮子、摆动浮子、波浪挡板、第一连杆、第一液压油缸、连接柱、第一连接轴、第一液压活塞、第一转轴、第一桩脚、发电机、轴、液压马达、第一液压油管、第二液压油管、第二液压油缸、第二连接轴、第二液压活塞、第二连杆、第二转轴和第二桩脚，所述振荡浮子右侧安装有摆动浮子，摆动浮子顶部安装有波浪挡板，波浪挡板顶部安装有第一连杆，第一连杆上安装有第一液压油缸，第一液压油缸顶端安装有连接柱，连接柱底部安装有第一连接轴，第一液压油缸左侧安装有第一液压活塞，第一液压活塞最左端连接安装在第一连杆上，第一连杆顶端安装有第一转轴，第一转轴顶端的支撑板的右端安装有第一桩脚，第一桩脚左侧安装有发电机，发电机轴端安装有轴，轴上安装有液压马达，液压马达右侧连接轴上安装有第一液压油管，第一液压油管末端连接第一液压油缸，液压马达左侧连接轴安装有第二液压油管，第二液压油管末端连接安装有第二液压油缸，第二液压油缸通过第二连接轴固定安装在顶端的支撑板上，第二液压油缸轴端安装有第二液压活塞，第二液压活塞末端安装有第二连杆，第二连杆底端安装有振荡浮子，第二连杆顶端安装有第二转轴，第二转轴顶端的支撑板的左侧安装有第二桩脚。
进一步的，所述振荡浮子和摆动浮子共用一个动力输出系统。进一步的，所述振荡浮子、第二转轴、第二连杆、第二液压活塞、第二连接轴、第二液压油缸、第二液压油管、液压马达、轴、发电机组成振荡浮子的波浪能发电系统。
进一步的，所述摆动浮子、波浪挡板、第一连杆、第一液压油缸、连接柱、第一连接轴、第一液压活塞、第一转轴、发电机、轴、液压马达、第一液压油管组成摆动浮子的波浪能发电系统。
进一步的，所述振荡浮子由于波浪作用力做上下振荡运动，摆动浮子由于波浪作用力做左右摆动运动，是上下振荡与摇摆组合式的高效浮标式波浪能发电装置。
进一步的，所述振荡浮子由上下两部分组成，顶部为长方体，底部为半圆柱体结构；摆动浮子为圆柱体结构；安装时，振荡浮子上下两部分的交接面刚好与波面齐平，摆动浮子的顶端刚好与波面齐平。
进一步的，所述波浪挡板的长度与摆动浮子的长度相等，第一连杆安装在波浪挡板的顶端中间位置。
本发明的优点是：本装置是上下振荡与摇摆组合式的高效浮标式波浪能发电装置，振荡浮子和摆动浮子共用一个动力输出系统；上下振荡的浮标能对波浪能进行第一次吸收，摇摆的浮标能对未吸收的波浪能进行第二次吸收；入射波浪作用在摆动浮标上会形成反射波，反射波与入射波的叠加可以进一步增强振荡浮标的能量吸收效率；通过振荡浮子的上下起伏和摆动浮子的左右摆动来捕获波浪能，能将浮子宽度内波浪表面的波浪能完全吸收避免了波浪能的流失和浪费。
附图说明
图1是高效组合双浮子式波浪能发电装置的剖视图；
图2是高效组合双浮子式波浪能发电装置的结构示意图；
图中：1、振荡浮子 2、摆动浮子 3、波浪挡板 4、第一连杆 5、第一液压油缸6、连接柱 7、第一连接轴 8、第一液压活塞 9、第一转轴 10、第一桩脚 11、发电机12、轴 13、液压马达 14、第一液压油管 15、第二液压油管 16、第二液压油缸 17、第二连接轴 18、第二液压活塞 19、第二连杆 20、第二转轴 21、第二桩脚。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步的说明。
高效组合双浮子式波浪能发电装置，包括振荡浮子1、摆动浮子2、波浪挡板3、第一连杆4、第一液压油缸5、连接柱6、第一连接轴7、第一液压活塞8、第一转轴9、第一桩脚10、发电机11、轴12、液压马达13、第一液压油管14、第二液压油管15、第二液压油缸16、第二连接轴17、第二液压活塞18、第二连杆19、第二转轴20和第二桩脚21，所述振荡浮子1右侧安装有摆动浮子2，用于左右摆动，摆动浮子2顶部安装有波浪挡板3，用于阻挡波浪，波浪挡板3顶部安装有第一连杆4，用于提供连接，第一连杆4上安装有第一液压油缸5，用于转换能量，第一液压油缸5顶端安装有连接柱6，用于提供连接，连接柱6底部安装有第一连接轴7，用于提供固定连接，第一液压油缸5左侧安装有第一液压活塞8，用于转换波浪能，第一液压活塞8最左端连接安装在第一连杆4上，第一连杆4顶端安装有第一转轴9，用于提供左右转动，第一转轴9顶端的支撑板的右端安装有第一桩脚10，用于提供固定支撑，第一桩脚10左侧安装有发电机11，用于发电，发电机11轴端安装有轴12，用于提供连接，轴12上安装有液压马达13，用于提供动力，液压马达13右侧连接轴上安装有第一液压油管14，用于输送液压油，第一液压油管14末端连接第一液压油缸5，液压马达13左侧连接轴安装有第二液压油管15，用于输送液压油，第二液压油管15末端连接安装有第二液压油缸16，用于能量转换，第二液压油缸16通过第二连接轴17固定安装在顶端的支撑板上，用于提供连接固定，第二液压油缸16轴端安装有第二液压活塞18，用于转换能量，第二液压活塞18末端安装有第二连杆19，用于提供连接，第二连杆19底端安装有振荡浮子1，第二连杆19顶端安装有第二转轴20，用于提供转动，第二转轴20顶端的支撑板的左侧安装有第二桩脚21，用于提供固定支撑。
进一步的，所述振荡浮子1和摆动浮子2共用一个动力输出系统。
进一步的，所述振荡浮子1、第二转轴20、第二连杆19、第二液压活塞18、第二连接轴17、第二液压油缸16、第二液压油管15、液压马达13、轴12、发电机11组成振荡浮子1的波浪能发电系统。
进一步的，所述摆动浮子2、波浪挡板3、第一连杆4、第一液压油缸5、连接柱6、第一连接轴7、第一液压活塞8、第一转轴9、发电机11、轴12、液压马达13、第一液压油管14组成摆动浮子2的波浪能发电系统。
进一步的，所述振荡浮子1由于波浪作用力做上下振荡运动，摆动浮子2由于波浪作用力做左右摆动运动，是上下振荡与摇摆组合式的高效浮标式波浪能发电装置。
进一步的，所述振荡浮子1由上下两部分组成，顶部为长方体，底部为半圆柱体结构；摆动浮子2为圆柱体结构；安装时，振荡浮子1上下两部分的交接面刚好与波面齐平，摆动浮子2的顶端刚好与波面齐平。
进一步的，所述波浪挡板3的长度与摆动浮子2的长度相等，第一连杆4安装在波浪挡板3的顶端中间位置。
使用方法：在入射波的作用下，左侧振荡浮子1将上下运动，从而实现对波浪能的吸收，未被振荡浮子1吸收的波浪能将通过振荡浮子1继续往后传播，由于波浪不能透过波浪挡板3，未被利用的波浪将在摆动浮子2的前方聚集并形成反射波，反射波与入射波在振荡浮子1处将形成叠加可以进一步提高振荡浮子1的能量吸收效率；摆动浮子2前方聚集的波浪也将在摆动浮子2左右形成波高差，从而形成势能差，并且波浪作用在波浪挡板3和摆动浮子2上将形成一个向右的作用力，在波浪作用力和波浪势能的作用下摆动浮子2将向右摆动；当波浪由波峰向波谷转变后，摆动浮子2将依靠自身惯性力将向左运动，从而实现摆动浮子2的左右摆动。
振荡浮子1的上下振荡和摆动浮子2的左右摆动将分别带动第二液压活塞18和第一液压活塞8运动，液压活塞进而分别推动第二液压油缸16和第一液压油缸5做功，将波浪能转换为液压能；液压能进入液压马达13并带动液压马达13旋转，液压马达13进而带动发电机11旋转，从而最终实现波浪能向电能的转换。

Claims (7)

1.高效组合双浮子式波浪能发电装置，包括振荡浮子（1）、摆动浮子（2）、波浪挡板（3）、第一连杆（4）、第一液压油缸（5）、连接柱（6）、第一连接轴（7）、第一液压活塞（8）、第一转轴（9）、第一桩脚（10）、发电机（11）、轴（12）、液压马达（13）、第一液压油管（14）、第二液压油管（15）、第二液压油缸（16）、第二连接轴（17）、第二液压活塞（18）、第二连杆（19）、第二转轴（20）和第二桩脚（21），其特征是：所述振荡浮子（1）右侧安装有摆动浮子（2），摆动浮子（2）顶部安装有波浪挡板（3），波浪挡板（3）顶部安装有第一连杆（4），第一连杆（4）上安装有第一液压油缸（5），第一液压油缸（5）顶端安装有连接柱（6），连接柱（6）底部安装有第一连接轴（7），第一液压油缸（5）左侧安装有第一液压活塞（8），第一液压活塞（8）最左端连接安装在第一连杆（4）上，第一连杆（4）顶端安装有第一转轴（9），第一转轴（9）顶端的支撑板的右端安装有第一桩脚（10），第一桩脚（10）左侧安装有发电机（11），发电机（11）轴端安装有轴（12），轴（12）上安装有液压马达（13），液压马达（13）右侧连接轴上安装有第一液压油管（14），第一液压油管（14）末端连接第一液压油缸（5），液压马达（13）左侧连接轴安装有第二液压油管（15），第二液压油管（15）末端连接安装有第二液压油缸（16），第二液压油缸（16）通过第二连接轴（17）固定安装在顶端的支撑板上，第二液压油缸（16）轴端安装有第二液压活塞（18），第二液压活塞（18）末端安装有第二连杆（19），第二连杆（19）底端安装有振荡浮子（1），第二连杆（19）顶端安装有第二转轴（20），第二转轴（20）顶端的支撑板的左侧安装有第二桩脚（21）。
2.根据权利要求书1所述的高效组合双浮子式波浪能发电装置，其特征是：所述振荡浮子（1）和摆动浮子（2）共用一个动力输出系统。
3.根据权利要求书1所述的高效组合双浮子式波浪能发电装置，其特征是：所述振荡浮子（1）、第二转轴（20）、第二连杆（19）、第二液压活塞（18）、第二连接轴（17）、第二液压油缸（16）、第二液压油管（15）、液压马达（13）、轴（12）、发电机（11）组成振荡浮子（1）的波浪能发电系统。
4.根据权利要求书1所述的高效组合双浮子式波浪能发电装置，其特征是：所述摆动浮子（2）、波浪挡板（3）、第一连杆（4）、第一液压油缸（5）、连接柱（6）、第一连接轴（7）、第一液压活塞（8）、第一转轴（9）、发电机（11）、轴（12）、液压马达（13）、第一液压油管（14）组成摆动浮子（2）的波浪能发电系统。
5.根据权利要求书1所述的高效组合双浮子式波浪能发电装置，其特征是：所述振荡浮子（1）由于波浪作用力做上下振荡运动，摆动浮子（2）由于波浪作用力做左右摆动运动，是上下振荡与摇摆组合式的高效浮标式波浪能发电装置。
6.根据权利要求书1所述的高效组合双浮子式波浪能发电装置，其特征是：所述振荡浮子（1）由上下两部分组成，顶部为长方体，底部为半圆柱体结构；摆动浮子（2）为圆柱体结构；安装时，振荡浮子（1）上下两部分的交接面刚好与波面齐平，摆动浮子（2）的顶端刚好与波面齐平。
7.根据权利要求书1所述的高效组合双浮子式波浪能发电装置，其特征是：所述波浪挡板（3）的长度与摆动浮子（2）的长度相等，第一连杆（4）安装在波浪挡板（3）的顶端中间位置。
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