CN113623119A - 一种适用于近海的自锚式波浪能发电装置 - Google Patents

一种适用于近海的自锚式波浪能发电装置 Download PDF

Info

Publication number
CN113623119A
CN113623119A CN202110924429.XA CN202110924429A CN113623119A CN 113623119 A CN113623119 A CN 113623119A CN 202110924429 A CN202110924429 A CN 202110924429A CN 113623119 A CN113623119 A CN 113623119A
Authority
CN
China
Prior art keywords
wave energy
rocker
key
power generation
anchoring
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202110924429.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN113623119B (zh
Inventor
唐洋
倪申童
张金梁
康传哲
张雨翔
师婷
王国荣
刘清友
李泽良
赵鹏
熊浩宇
王远
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Southwest Petroleum University
Original Assignee
Southwest Petroleum University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Southwest Petroleum University filed Critical Southwest Petroleum University
Priority to CN202110924429.XA priority Critical patent/CN113623119B/zh
Publication of CN113623119A publication Critical patent/CN113623119A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113623119B publication Critical patent/CN113623119B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B13/00—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates
    • F03B13/12—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy
    • F03B13/14—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy
    • F03B13/148—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy using the static pressure increase due to the wave
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B13/00—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates
    • F03B13/12—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy
    • F03B13/14—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy
    • F03B13/16—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy using the relative movement between a wave-operated member, i.e. a "wom" and another member, i.e. a reaction member or "rem"
    • F03B13/18—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy using the relative movement between a wave-operated member, i.e. a "wom" and another member, i.e. a reaction member or "rem" where the other member, i.e. rem is fixed, at least at one point, with respect to the sea bed or shore
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/30—Energy from the sea, e.g. using wave energy or salinity gradient

Abstract

本发明公开了一种适用于近海的自锚式波浪能发电装置，它由横向波浪能收集模块，纵向波浪能收集模块、伸缩调节模块、锚定模块组成以及本体组成；本发明采用振荡浮子式发电，具有制造难度小、成本低、效率较高、浮子制造简单等多项优点；横向波浪能收集模块和纵向波浪能收集模块使本发明可同时收集横向和纵向波浪能，实现了波浪横向运动与纵向运动的综合利用,有效提高了发电效率；锚定模块可自动钻进锚定于海底，实现了海中锚定发电装置功能；机械式伸缩调节模块可随海面高度动态调节发电装置高度，使浮子在最佳行程范围内工作；装置整体外形简单，主体部分均安装在本体内，将发电装置的核心部分与海水隔离，密封性和耐腐性良好。

Description

一种适用于近海的自锚式波浪能发电装置
技术领域
本发明属于海洋能源技术领域,具体涉及为一种适用于近海的自锚式波浪能发电装置。
背景技术
随着世界经济的发展、人口的激增、社会的进步，人们对能源的需求日益增长。占地球表面积70％的广阔海洋，集中了97％的水量，蕴藏着大量的能源，其中包括波浪能、潮汐能、海流能、温差能、盐差能等。其中，波浪能作为一种清洁可再生能源,其储量巨大，利用其发电成了世界各海洋大国研究趋势。我国有着丰富的波浪能资源，但深海中的电能传输问题目前还无法解决，且适用于深海的装置一般体积较大，维护难且成本高。因此，小尺寸、灵活性强的近海波浪能发电装置要比适用于深海的大型设备更适用于我国的实际情况，并且对环境影响也较小。
目前波浪能发电装置的种类繁多，关于波浪能发电装置的发明专利超过千项，也已经有很多成熟的波浪发电装置，根据其发电方式可以分为五种类型，综合分析比较这五种典型的波浪能转化装置，得到五种装置的优缺点，如下表所示：
Figure BDA0003208714700000011
综上分析,振荡浮子式波能转换装置具有其他波能装置不可代替的优点，本发明将基于振荡浮子式发电原理提出一种全新的波浪能发电装置。
目前实现振荡浮子式波浪能发电主要面临以下问题：
1.现有波浪能发电装置通常通过人工在海底打锚定桩的方式或者直接修建混凝土平台实现锚定，但是打锚定桩或者直接修建混凝土平台实现锚定的方式成本高，需要人工施工，危险性高，因此需要一种能够自动在海底锚定的发电装置。
2.传统的波浪能发电方式按能量转化分有机械式、液压式以及气动式，其中气动式需要有稳定的平台作为安装支撑，建造成本高，而液压式发电过程为波浪能-机械能-液压能-机械能-电能，机械式发电过程为波浪能-机械能-电能，因此机械式发电能量中间损耗更低。
3.目前的波浪能发电装置大多只能收集纵向方向的波浪能，洋流流动产生的横向波浪能往往没有被利用起来，导致能量收集效率低。
4.海面高度随着涨潮和落潮处于动态变化的过程中，目前的波浪能发电装置大多没有考虑海面高度变化，使浮子无法在最佳行程范围内随波浪振动，或者采用传感器+电控的方式来调节发电装置距离海面的高度，但在恶劣工况下传感器容易出现故障，导致电控不够可靠。
5.机械设备在海水中极易被腐蚀，也容易出现密封进水问题。
针对目前现有的波浪能发电装置所存在的问题及近海波浪能发电的需求,亟需发明一种适用于近海的自锚式波浪能发电装置,使得装置可在海床上自主锚定；可实现同时收集横向和纵向的波浪能,以提高发电效率；可以自动适应海面高度，使浮子始终在最佳行程范围内振动从而带动发电机进行发电，同时还要解决海水腐蚀和密封失效问题。
发明内容
1.解决的技术问题
为了解决上述问题，本发明提供了一种适用于近海的自锚式波浪能发电装置，该装置设置有锚定模块，在安装发电装置时，只需将锚定模块放入海底，由电机带动锚定爪转动，由于锚定爪外部螺纹和锚定壳体上的螺纹孔相配合，因此三只锚定爪在旋转时将旋出钻进到海底岩层中，张开后的锚定爪将可以实现发电装置在海水中的锚定，解决了现有装置需要人工下入海中锚定装置的问题。
该装置采用浮子收集振荡波浪能，带动摇臂I和摇臂II转动，由于安装有棘轮，因此在一边摇臂工作时，另一个摇臂将不会输出转矩，输出的转矩经皮带轮传递到发动机，从而实现了能量从波浪能-机械能-电能的转化，从理论层面提高了能量转化效率，同时由于采用大皮带轮带动小皮带轮转动，因此提高了发电机的输入转速，有利于提高电能品质，并且皮带传动具有防冲击的功能，十分适用于波浪振荡发电的工况，相比齿轮传动而言，采用皮带传动的装置零件将不易损坏，有利于延长发电装置的使用寿命。
该装置设置有横向波浪能收集模块，通过沉浸在海水中的叶轮来收集横向的波浪能，叶轮在洋流冲击在工作，将转矩输入到发电机，从而实现了对横向波浪能的收集和利用，提高了能量收集效率；设置在本体上的尾翼，可以实现叶轮正面始终面对洋流冲击，保证了横向波浪能的收集效率；在叶轮和发电机之间，采用了棘轮III连接，可以保证当叶轮转速大于发电机转速时，叶轮向发电机传递扭矩，发电机可以正常发电，当发电机转速大于叶轮转速时，棘轮III将打滑，发电机无法向叶轮传递扭矩，实现了能量的单向传递，保证了装置的可靠性。
该装置设置有机械式伸缩调节模块，可以在涨潮和落潮导致海面高度变化时自动调节本体距离海面的高度，从而可以使浮子带动滑块I在最佳行程范围内振动，并且采用纯机械实现该功能，相比电控或液控调节方式而言会具有更高的可靠性。
该装置整体外形简单，涂装防锈涂层以及后期维修十分容易，装置主体部分均安装在本体内，只有拉杆、轴和调节板三处涉及动密封，并且采用压盖+密封圈的形式实现密封，在锚定模块中设置了专门的封隔板来隔绝海水进入装置内部，解决了现有设备不耐腐蚀以及防水性差的问题。
2.技术方案
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种适用于近海的自锚式波浪能发电装置，它由横向波浪能收集模块，纵向波浪能收集模块，伸缩调节模块，锚定模块组成以及本体组成；
所述的横向波浪能收集模块由叶片、外环、叶片基座、轴、端盖、密封圈、密封压盖、轴承、轴瓦I、棘轮III、键以及尾翼组成，外环和叶片基座上沿径向方向设有盲孔，叶片两端插入盲孔中组成叶轮，叶片基座通过键与轴相连，并通过端盖实现轴向固定，密封压盖通过螺栓安装在本体上压紧密封圈，轴的一端通过键连接棘轮III，棘轮III通过键连接发电机输入轴I，当叶轮转速比发电机转速快时，棘轮III工作，叶轮向发电机传递扭矩，当发电机转速比叶轮转速快时，棘轮III不工作，发电机无法向叶轮传递扭矩，实现能量的单向传递；
所述的纵向波浪能收集模块由浮子、拉杆、密封环、滑块I、滑块II、滑槽、摇臂I、摇臂II、棘轮I、棘轮II、传动轴I、传动轴II、轴承、轴瓦II、螺栓、键、大皮带轮、皮带和小皮带轮组成，拉杆一端连接浮子、另一端连接滑块I，密封环通过螺栓安装在箱盖上，滑块I安装在滑槽内，滑槽两旁分别安装有摇臂I和摇臂II，摇臂I和摇臂II内分别安装有滑块II，滑块II上设有孔，滑块I与滑块II通过滑块I上的销连接，摇臂I与棘轮I相连接，摇臂II与棘轮II相连接，传动轴I和传动轴II分别通过轴承安装在本体上，轴瓦II通过螺栓安装在本体上并压紧轴承，传动轴I和传动轴II一端分别通过键连接棘轮I和棘轮II，一端通过键与大皮带轮连接，大皮带轮通过皮带与发电机上的小皮带轮相连；
所述的伸缩调节模块由上限位块、下限位块、弹簧、顶板、往复框I、往复框II、半齿轮I、半齿轮II、导槽、摇杆I、摇杆II、键、连架杆I、连架杆II、调节板、密封圈、螺栓、密封压盖组成，上限位块和下限位块分别安装在滑槽两端，上限位块与顶板间安装有弹簧并且与往复框I之间通过螺栓连接，下限位块与本体间安装有弹簧并且与往复框II之间通过螺栓连接，往复框I与往复框II的行程为半齿轮I/半齿轮II周长的一半，半齿轮I和半齿轮II分别安装在两个导槽(22)上的孔中，两个导槽分别通过螺栓安装在滑槽两侧，半齿轮I通过键连接摇杆I，半齿轮II通过键连接摇杆I，两摇杆I分别铰接连架杆I和连架杆II，连架杆I和连架杆II分别与两摇杆II铰接，两根摇杆II分别铰接两个定位销I，并且摇杆II长度与摇杆I相同，摇杆I、摇杆II以及连架杆I组成平行四边形机构，摇杆I、摇杆II以及连架杆II组成平行四边形机构，调节板依靠卡板安装在滑槽的卡槽内并且可在外力作用下沿上下方向移动，调节板上半部外侧设置有齿条，下半部为圆柱，圆柱末端为一凸台；
所述的锚定模块由锚定壳体、锚定爪、传动杆、封隔板、支撑板、齿棍、十字轴、齿轮、电机、键、螺栓、蓄电池和箱盖组成，电机通过螺栓安装在支撑板上，齿轮的一端安装在封隔板的盲孔内，一端通过键与电机输出轴相连，齿棍、十字轴与传动杆组成一个万向节，锚定爪外部螺纹与螺纹孔相配合，内部与传动杆相配合。
所述的滑槽两端设有缺口，背后设有卡槽和定位销I，两侧边设有螺纹孔，螺纹孔位置和定位销I位置高度一致，底部设有定位销II。
3.有益效果
本发明具有的有益效果是：
1.使用一种能够在海底自动钻进的锚定模块，解决了现有波浪能发电装置需要打锚定桩或者修建混凝土平台实现锚定的方式成本高、危险性高的问题。
2.采用振荡浮子式发电，具有制造难度小、成本低、效率较高、浮子制造简单等多项优点，并且机械式发电能量转化率比液压式发电高，在浮子的往复过程中均可带动发电机发电，有利于提高发电效率。
3.采用大皮带轮带动小皮带轮转动，因此提高了发电机的输入转速，有利于提高电能品质，并且皮带传动具有防冲击的功能，十分适用于波浪振荡发电的工况，相比齿轮传动而言，采用皮带传动的装置零件将不易损坏，有利于延长发电装置的使用寿命。
3.设置横向波浪能收集模块和纵向波浪能收集模块，提高了波浪能量利用效率，设置在本体上的尾翼，可以实现叶轮正面始终面对洋流冲击，保证了横向波浪能的收集效率。
4.在叶轮和发电机之间，采用了棘轮III连接，可以保证当叶轮转速大于发电机转速时，叶轮向发电机传递扭矩，发电机可以正常发电，当发电机转速大于叶轮转速时，棘轮III将打滑，发电机无法向叶轮传递扭矩，实现了能量的单向传递，保证了装置的可靠性。
5.设置有机械式伸缩调节模块，可以在涨潮和落潮导致海面高度变化时自动调节本体距离海面的高度，从而可以使浮子带动滑块I在最佳行程范围内振动，并且采用纯机械实现该功能，相比电控或液控调节方式而言会具有更高的可靠性。
6.装置整体外形简单，涂装防锈涂层以及后期维修十分容易，装置主体部分均安装在本体内，将发电装置的核心部分与海水隔离，解决了采用机械式发电的机械装置容易受海水腐蚀损坏的问题，在锚定模块中设置了专门的封隔板来隔绝海水进入装置内部，总体设计密封性和耐腐性良好。
附图说明
图1为本发明三维示意图；
图2为本发明主体内部结构示意图1；
图3为本发明主体内部结构示意图2；
图4为本发明横向波浪能收集模块局部剖视图；
图5为本发明锚定模块剖视图；
图6为本发明调节模块初始状态示意图；
图7为本发明滑槽三维示意图；
图8为本发明调节板三维示意图；
图9为本发明锚定壳体四分之一剖视图；
图10为支撑板三维示意图；
图11为封隔板三维示意图；
在各附图中，相同的附图标记指相同部件。具体地，各附图中涉及的附图标记含义如下：
1-浮子，2-拉杆，3-螺栓，4-叶片，5-外环，6-键，7-叶片基座，8-本体，9-箱盖，10-锚定壳体，1001-螺纹孔，1002-台阶I，1003-台阶II，11-锚定爪，12-发电机，13-端盖，14-摇杆I，15-连架杆I，16-摇杆II，17-上限位块，18-密封环，19-顶板，20-滑槽，2001-缺口，2002-卡槽，2003-螺纹孔，2004-定位销I，2005-定位销II，21-往复框II，22-导槽，23-连架杆II，24-半齿轮II，25-尾翼，26-轴瓦II，27-传动轴II，28-轴承，29-大皮带轮，30-棘轮II，31-摇臂II，32-滑块I，33-密封圈，34-滑块II，35-下限位块，36-弹簧，37-调节板，3701-齿条，3702-卡板，3703-圆柱，38-密封压盖，39-轴瓦I，40-摇臂I，41-半齿轮I，42-传动轴I，43-棘轮I，44-电动机，45-电池，46-支撑板，47-封隔板，4701-通孔，4702-盲孔，48-齿轮，49-齿棍，50-十字轴，51-传动杆，52-轴，53-棘轮III，54-小皮带轮，55-皮带，56-往复框I。
具体实施方式
下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的具体说明。
一种适用于近海的自锚式波浪能发电装置，它由横向波浪能收集模块，纵向波浪能收集模块，伸缩调节模块，锚定模块组成以及本体组成。
横向波浪能收集模块由叶片、外环、叶片基座、轴、端盖、密封圈、密封压盖、轴承、轴瓦I、棘轮III、键以及尾翼组成，外环和叶片基座上沿径向方向设有盲孔，叶片两端插入盲孔中组成叶轮，叶片基座通过键与轴相连，并通过端盖实现轴向固定，密封压盖通过螺栓安装在本体上压紧密封圈，轴的一端通过键连接棘轮III，棘轮III通过键连接发电机输入轴I，当叶轮转速比发电机转速快时，棘轮III工作，叶轮向发电机传递扭矩，当发电机转速比叶轮转速快时，棘轮III不工作，发电机无法向叶轮传递扭矩，实现能量的单向传递。
纵向波浪能收集模块由浮子、拉杆、密封环、滑块I、滑块II、滑槽、摇臂I、摇臂II、棘轮I、棘轮II、传动轴I、传动轴II、轴承、轴瓦II、螺栓、键、大皮带轮、皮带和小皮带轮组成，拉杆一端连接浮子、另一端连接滑块I，密封环通过螺栓安装在箱盖上，滑块I安装在滑槽内，滑槽两端设有缺口，背后设有卡槽和定位销I，两侧边设有螺纹孔，螺纹孔位置和定位销I位置高度一致，底部设有定位销II，滑槽两旁分别安装有摇臂I和摇臂II，摇臂I和摇臂II内分别安装有滑块II，滑块II上设有孔，滑块I与滑块II通过滑块I上的销连接，摇臂I与棘轮I相连接，摇臂II与棘轮II相连接，传动轴I和传动轴II分别通过轴承安装在本体上，轴瓦II通过螺栓安装在本体上并压紧轴承，传动轴I和传动轴II一端分别通过键连接棘轮I和棘轮II，一端通过键与大皮带轮连接，大皮带轮通过皮带与发电机上的小皮带轮相连。
伸缩调节模块由上限位块、下限位块、弹簧、顶板、往复框I、往复框II、半齿轮I、半齿轮II、导槽、摇杆I、摇杆II、键、连架杆I、连架杆II、调节板、密封圈、螺栓、密封压盖组成，上限位块和下限位块分别安装在滑槽两端，上限位块与顶板间安装有弹簧并且与往复框I之间通过螺栓连接，下限位块与本体间安装有弹簧并且与往复框II之间通过螺栓连接，往复框I与往复框II的行程为半齿轮I/半齿轮II周长的一半，半齿轮I和半齿轮II分别安装在两个导槽(22)上的孔中，两个导槽分别通过螺栓安装在滑槽两侧，半齿轮I通过键连接摇杆I，半齿轮II通过键连接摇杆I，两摇杆I分别铰接连架杆I和连架杆II，连架杆I和连架杆II分别与两摇杆II铰接，两根摇杆II分别铰接两个定位销I，并且摇杆II长度与摇杆I相同，摇杆I、摇杆II以及连架杆I组成平行四边形机构，摇杆I、摇杆II以及连架杆II组成平行四边形机构，调节板依靠卡板安装在滑槽的卡槽内并且可在外力作用下沿上下方向移动，调节板上半部外侧设置有齿条，下半部为圆柱，圆柱末端为一凸台。
锚定模块由锚定壳体、锚定爪、传动杆、封隔板、支撑板、齿棍、十字轴、齿轮、电机、键、螺栓、蓄电池和箱盖组成，电机通过螺栓安装在支撑板上，齿轮的一端安装在封隔板的盲孔内，一端通过键与电机输出轴相连，齿棍、十字轴与传动杆组成一个万向节，锚定爪外部螺纹与螺纹孔相配合，内部与传动杆相配合。
安装方法：
主体部分由于本体为密封空间，产生的浮力将装置上半部分浮在海中，在安装发电装置时，调节板由于与滑槽间具有摩擦力无法移动，只需将与调节板通过缆绳连接的锚定模块放入海底，由电机带动锚定爪转动，由于锚定爪外部螺纹和锚定壳体上的螺纹孔相配合，因此三只锚定爪在旋转时将旋出钻进到海底岩层中，张开后的锚定爪将可以实现发电装置在海水中的锚定，通过设置缆绳的长度，将本体部分完全拖入海中，只留下浮子在海面上，当浮子未开始上下振动时滑块I若处于滑槽中间位置，即完成本发电装置的安装。
工作原理：
当海面为预设高度时，浮子随波浪的上下振动将带动滑块I在滑槽内上下往复运动并且不会撞击到上限位块和下限位块，此时摇臂I和摇臂II将做往复摆动，当浮子往上振动时，棘轮I工作，棘轮II不工作，摇臂I通过棘轮I向传动轴I传递扭矩，传动轴I将扭矩传递给大皮带轮，从而带动发电机工作；当浮子向下振动时，棘轮II工作，棘轮I不工作，摇臂II通过棘轮II向传动轴II传递扭矩，传动轴II将扭矩传递给大皮带轮，从而带动发电机工作；实现了对纵向波浪能的收集。与此同时，叶轮在洋流冲击在工作，将转矩输入到发电机，从而实现了对横向波浪能的收集和利用；在叶轮和发电机之间，采用了棘轮III连接，可以保证当叶轮转速大于发电机转速时，棘轮III工作，叶轮向发电机传递扭矩，发电机可以正常发电，当发电机转速大于叶轮转速时，棘轮III将打滑不工作，发电机无法向叶轮传递扭矩；设置在本体上的尾翼，可以实现叶轮正面始终面对洋流冲击，保证横向波浪能的收集效率。
当海面高度发生变化时，以潮涨为例，当海面高度上升后，浮子振动的最高点和最低点都将随海面上升，由于装置主体部分被锚定装置通过缆绳连接锚定，当波浪上升带动浮子向上振动时，滑块I将撞击到上限位块并且带动上限位块向上移动，从而带动往复框I向上移动，往复框I内的齿条带动半齿轮I顺时针转动，当上限位块向上移动与顶板接触时，半齿轮I与之前啮合的齿条脱离并且刚好与另一侧的齿条啮合，当波浪开始下降，浮子开始向下运动，从而带动滑块I也向下运动，在弹簧作用下，上限位块也向下运动，从而带动往复框I向下移动，往复框I与半齿轮I啮合的齿条带动半齿轮I继续顺时针运动，随着滑块不停的往复撞击上限位块，半齿轮I将持续顺时针运动下去，此时，由于摇杆I、摇杆II以及连架杆I组成平行四边形机构，当半齿轮I运动带动摇杆I转动时，连架杆I将做平动运动，连架杆I的尖端向调节板上的齿施加向下的作用力，在克服调节板与滑槽间的摩擦力后，调节板将向下移动，从而使本体的位置将相对海面向上运动，当本体相对海面高度恢复到安装时的初始状态时，浮子将带动滑块I在正常范围内上下振动，从而恢复到最佳的振动状态。
相似的，当海面下降时，浮子与本体间的相对最小距离变小，滑块I将撞击到下限位块，下限位块带动往复框II向下移动，从而带动半齿轮II做顺时针运动，由于摇杆I、摇杆II以及连架杆II组成平行四边形机构，当半齿轮II运动带动摇杆I转动时，连架杆II将做平动运动，连架杆II的尖端向调节板上的齿施加向上的作用力，在克服调节板与滑槽间的摩擦力后，调节板将向上移动，从而使本体的位置将相对海面向下运动，当本体相对海面高度恢复到安装时的初始状态时，浮子将带动滑块I在正常范围内上下振动，从而恢复到最佳的振动状态。
最后所应说明的是：以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应该理解：依然可以对本专利进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (2)

1.一种适用于近海的自锚式波浪能发电装置，其特征在于，它由横向波浪能收集模块、纵向波浪能收集模块、伸缩调节模块、锚定模块组成以及本体(8)组成；
所述的横向波浪能收集模块由叶片(4)、外环(5)、叶片基座(7)、轴(52)、端盖(13)、密封圈(33)、密封压盖(38)、轴承(28)、轴瓦I(39)、棘轮III(53)、键(6)以及尾翼(25)组成，外环(5)和叶片基座(7)上沿径向方向设有盲孔，叶片(4)两端插入盲孔中组成叶轮，叶片基座(7)通过键(6)与轴(52)相连，并通过端盖(13)实现轴向固定，密封压盖(38)通过螺栓(3)安装在本体(8)上压紧密封圈(33)，轴(52)的一端通过键(6)连接棘轮III(53)，棘轮III(53)通过键(6)连接发电机(12)输入轴I；
所述的纵向波浪能收集模块由浮子(1)、拉杆(2)、密封环(18)、滑块I(32)、滑块II(34)、滑槽(20)、摇臂I(40)、摇臂II(31)、棘轮I(43)、棘轮II(30)、传动轴I(42)、传动轴II(27)、轴承(28)、轴瓦II(26)、螺栓(3)、键(6)、大皮带轮(29)、皮带(55)和小皮带轮(54)组成，拉杆(2)一端连接浮子(1)、另一端连接滑块I(32)，密封环(18)通过螺栓(3)安装在箱盖(9)上，滑块I(32)安装在滑槽(20)内，滑槽(20)两旁分别安装有摇臂I(40)和摇臂II(31)，摇臂I(40)和摇臂II(31)内分别安装有滑块II(34)，滑块II(34)上设有孔，滑块I(32)与滑块II(34)通过滑块I(32)上的销连接，摇臂I(40)与棘轮I(43)相连接，摇臂II(31)与棘轮II(30)相连接，传动轴I(42)和传动轴II(27)分别通过轴承(28)安装在本体(8)上，轴瓦II(26)通过螺栓(3)安装在本体上并压紧轴承(28)，传动轴I(42)和传动轴II(27)一端通过键(6)分别连接棘轮I(43)和棘轮II(30)，一端通过键(6)与大皮带轮(29)连接，大皮带轮(29)通过皮带(55)与发电机(12)上的小皮带轮(54)相连；
所述的伸缩调节模块由上限位块(17)、下限位块(35)、弹簧(36)、顶板(19)、往复框I(56)、往复框II(21)、半齿轮I(41)、半齿轮II(24)、导槽(22)、摇杆I(14)、摇杆II(16)、键(6)、连架杆I(15)、连架杆II(23)、调节板(37)、密封圈(33)、螺栓(3)、密封压盖(38)组成，上限位块(17)和下限位块(35)分别安装在滑槽(20)两端，上限位块(17)与顶板(19)间安装有弹簧(36)并且与往复框I(56)之间通过螺栓(3)连接，下限位块(35)与本体(8)间安装有弹簧(36)并且与往复框II(21)之间通过螺栓(3)连接，往复框I(56)与往复框II(21)的行程为半齿轮I(41)/半齿轮II(24)周长的一半，半齿轮I(41)和半齿轮II(24)分别安装在两个导槽(22)上的孔中，两个导槽(22)分别通过螺栓(3)安装在滑槽(20)两侧，半齿轮I(41)通过键(6)连接摇杆I(14)，半齿轮II(24)通过键(6)连接摇杆I(14)，两摇杆I(14)分别铰接连架杆I(15)和连架杆II(23)，连架杆I(15)和连架杆II(23)分别与两摇杆II(16)铰接，两根摇杆II(16)分别铰接两个定位销I(2004)，并且摇杆II(16)长度与摇杆I(14)相同，摇杆I(14)、摇杆II(16)以及连架杆I(15)组成平行四边形机构，摇杆I(14)、摇杆II(16)以及连架杆II(23)组成平行四边形机构，调节板(37)依靠卡板(3701)安装在滑槽(20)的卡槽(2002)内并且可在外力作用下沿上下方向移动，调节板(37)上半部外侧设置有齿条(3701)，下半部为圆柱(3703)，圆柱(3703)末端为一凸台；
所述的锚定模块由锚定壳体(10)、锚定爪(11)、传动杆(51)、封隔板(47)、支撑板(46)、齿棍(49)、十字轴(50)、齿轮(48)、电机(44)、键(6)、螺栓(3)、蓄电池(45)和箱盖(9)组成，电机(44)通过螺栓(3)安装在支撑板(46)上，齿轮(48)的一端安装在封隔板(47)的盲孔(4702)内，一端通过键(6)与电机(44)输出轴相连，齿棍(49)、十字轴(50)与传动杆(51)组成一个万向节，锚定爪(11)外部螺纹与螺纹孔(1001)相配合，内部与传动杆(51)相配合。
2.根据权利要求1所述的一种适用于近海的自锚式波浪能发电装置，其特征在于，所述的滑槽(20)两端设有缺口(2001)，背后设有卡槽(2003)和定位销I(2004)，两侧边设有螺纹孔(2003)，螺纹孔(2003)位置和定位销I(2004)位置高度一致，底部设有定位销II(2005)。
CN202110924429.XA 2021-08-12 2021-08-12 一种适用于近海的自锚式波浪能发电装置 Active CN113623119B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110924429.XA CN113623119B (zh) 2021-08-12 2021-08-12 一种适用于近海的自锚式波浪能发电装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110924429.XA CN113623119B (zh) 2021-08-12 2021-08-12 一种适用于近海的自锚式波浪能发电装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113623119A true CN113623119A (zh) 2021-11-09
CN113623119B CN113623119B (zh) 2023-04-28

Family

ID=78384818

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110924429.XA Active CN113623119B (zh) 2021-08-12 2021-08-12 一种适用于近海的自锚式波浪能发电装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113623119B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114789783A (zh) * 2022-04-13 2022-07-26 西南石油大学 一种脉冲喷射水下仿生水母机器人
CN115749605A (zh) * 2022-11-29 2023-03-07 西南石油大学 一种海上浮式风力发电机海底自主钻进锚定装置及方法

Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2535403A2 (fr) * 1982-03-16 1984-05-04 Najman Max Dispositif de production d'energie electrique a partir de la houle
JPS62118065A (ja) * 1985-11-16 1987-05-29 Osamu Hachiro 防波堤発電：波浪からピストン運動及び回転運動をとり出す発電防波堤
DE19504356A1 (de) * 1995-02-10 1996-08-14 Oejvind Boltz Einrichtung zur Umwandlung der Wellenenergie von Gewässern in elektrische Energie
CN101424243A (zh) * 2007-10-31 2009-05-06 徐旭文 波浪能汲水装置
DE202008014000U1 (de) * 2008-10-20 2011-02-03 Kreft, Gunter Windkraftmaschine mit horizontaler Rotorachse
EP2475870A2 (en) * 2009-09-09 2012-07-18 Dartmouth Wave Energy Limited Pumping device
EP2649305A2 (en) * 2010-12-08 2013-10-16 Deset Enerji Muhendislik Sanayi Ve Ticaret Limited Power plant changing sea wave energy into electric energy and production method
CN103557112A (zh) * 2013-11-05 2014-02-05 集美大学 可变力矩式波浪能液压发电装置
CN203515946U (zh) * 2013-09-10 2014-04-02 岱山县科技开发中心 漂浮式潮流电站组合式叶轮
CN208252262U (zh) * 2018-02-08 2018-12-18 大连交通大学 往复式海浮子发电装置
CN110425077A (zh) * 2019-07-22 2019-11-08 山东大学 一种浮子式波浪能发电装置
CN110671258A (zh) * 2019-10-08 2020-01-10 西南石油大学 一种深海波浪能发电装置
CN112664383A (zh) * 2020-12-28 2021-04-16 浙江海洋大学 海岸波浪发电装置

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2535403A2 (fr) * 1982-03-16 1984-05-04 Najman Max Dispositif de production d'energie electrique a partir de la houle
JPS62118065A (ja) * 1985-11-16 1987-05-29 Osamu Hachiro 防波堤発電：波浪からピストン運動及び回転運動をとり出す発電防波堤
DE19504356A1 (de) * 1995-02-10 1996-08-14 Oejvind Boltz Einrichtung zur Umwandlung der Wellenenergie von Gewässern in elektrische Energie
CN101424243A (zh) * 2007-10-31 2009-05-06 徐旭文 波浪能汲水装置
DE202008014000U1 (de) * 2008-10-20 2011-02-03 Kreft, Gunter Windkraftmaschine mit horizontaler Rotorachse
EP2475870A2 (en) * 2009-09-09 2012-07-18 Dartmouth Wave Energy Limited Pumping device
EP2649305A2 (en) * 2010-12-08 2013-10-16 Deset Enerji Muhendislik Sanayi Ve Ticaret Limited Power plant changing sea wave energy into electric energy and production method
CN203515946U (zh) * 2013-09-10 2014-04-02 岱山县科技开发中心 漂浮式潮流电站组合式叶轮
CN103557112A (zh) * 2013-11-05 2014-02-05 集美大学 可变力矩式波浪能液压发电装置
CN208252262U (zh) * 2018-02-08 2018-12-18 大连交通大学 往复式海浮子发电装置
CN110425077A (zh) * 2019-07-22 2019-11-08 山东大学 一种浮子式波浪能发电装置
CN110671258A (zh) * 2019-10-08 2020-01-10 西南石油大学 一种深海波浪能发电装置
CN112664383A (zh) * 2020-12-28 2021-04-16 浙江海洋大学 海岸波浪发电装置

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
席文奎等: "棘轮式海洋波浪能发电装置", 《可再生能源》 *
杨启明等: "基于直线电机波浪能发电的制氢设计研究", 《可再生能源》 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114789783A (zh) * 2022-04-13 2022-07-26 西南石油大学 一种脉冲喷射水下仿生水母机器人
CN114789783B (zh) * 2022-04-13 2023-09-22 西南石油大学 一种脉冲喷射水下仿生水母机器人
CN115749605A (zh) * 2022-11-29 2023-03-07 西南石油大学 一种海上浮式风力发电机海底自主钻进锚定装置及方法
CN115749605B (zh) * 2022-11-29 2023-09-05 西南石油大学 一种海上浮式风力发电机海底自主锚定装置及方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN113623119B (zh) 2023-04-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5179370B2 (ja) 波エネルギー回収システム
CN102146890B (zh) 用于深海的系泊浮式风能波浪能联合发电平台
CA2566928C (en) Wave energy converter
CN102132034B (zh) 一种海洋浪潮能量利用系统
CN113623119A (zh) 一种适用于近海的自锚式波浪能发电装置
CN203614313U (zh) 单桩式波浪能风能综合发电装置
JP2013256956A (ja) 直接駆動式波エネルギー変換機
CN201810470U (zh) 一种利用波浪能和潮流能发电的组合装置
CN103557112A (zh) 可变力矩式波浪能液压发电装置
WO2010016972A2 (en) Ocean wave electricity generation
CN101684768A (zh) 往复式海浪发电装置
CN101956646B (zh) 海上集能塔
CN114033618A (zh) 一种深远海浮式风-浪-流联合发电装置
CN112943540A (zh) 一种基于漂浮式平台结合环形分段振荡浮子的风浪一体发电装置及其发电方法
CN202954920U (zh) 海浪发电装置
WO2012131705A2 (en) A device for generating electrical energy using ocean waves
CN209976692U (zh) 一种岸基杠杠式海浪发电装置
CN112211771A (zh) 一种结合特斯拉涡轮的振荡水柱式波浪能发电装置
CN104265555A (zh) 浮子-链式离岸波浪能收集装置
CN208564832U (zh) 一种多自由度振荡浮子波能发电装置
CN111336056A (zh) 一种带有大传动比能量传递系统的波浪能发电装置
CN215444290U (zh) 海上漂浮式风能-波浪能耦合发电系统
CN113153612B (zh) 一种自锚式波浪能发电装置
CN214533359U (zh) 一种基于漂浮式平台的风浪耦合利用装置
CN114987694A (zh) 一种多功能港口航道警示用环保浮球

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant