CN203640920U - 浮合筏式海浪发电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种浮合筏式海浪发电机，将发电机筏体和浮体分离制造，采用分体高压气囊作为浮体，由钢材焊接的筏体结构牢固，筏体用多组铰链连接，使用滑轮和钢丝绳作为能量传递装置，利用尾舵和多根缆绳保持筏体前端面始终与波浪质点的运动方向垂直。机体结构牢固，成本低廉，能量传递装置效率高且使用寿命长。

Description

浮合筏式海浪发电机

技术领域

浮合筏式海浪发电机属于海浪发电机制造领域。

背景技术

众多的海洋资源中，波浪能是一种能量密度高、总能量巨大的海洋资源，为了利用这一海洋资源，全球各地的技术工作者想尽一切办法加以利用，但由于海浪的能量波动不稳定、破坏性强、海水腐蚀性高等原因，波浪能一直无法得到合理利用。

仅国内就有各种各样海浪利用专利上千项，但没有一项能实现商业化应用，国际上波浪能发电方案也有众多门类，主要分岸基和离岸两大类，由于海浪在近岸过程中能量不断损失，岸基利用虽然安全系数高但利用价值低，因此离岸利用成为合理选项，离岸海浪发电机主要有使用空气利用、机械利用两大类方法，空气利用典型案例非日本的“巨鲸”海浪发电机莫属，该装置如张大嘴巴的空心鲸鱼，利用透平风力发电机发电，属于震荡水柱式，一、二级能量转换效率都比较高，但需要建造庞大的机体，以保证机体不随波浪起伏，巨大的成本使得“巨鲸”商业化难度增加；机械利用包括筏式、点式、摇臂式、点头鸭式几大类，其中筏式安全性能最高，点头鸭式一级利用能效最好，因此苏格兰的pelamis俗称“海蛇”应该是离岸机械利用的典型代表机型，其生存能力强、系泊安全性好，属于筏式海浪发电机的改进形，在葡萄牙安装的“海蛇”运行三个月后进行了大返修，最主要原因只在于能量传递装置出现问题，液压油缸结构本身决定难以适应海浪以秒为计算单位的频繁冲击，出现问题在所难免，同时“海蛇”的波浪能量利用只有狭窄的三到四米，虽然利用了波浪的纵摇和横摇动能，其功率也是有限的，要增加功率只有在保证系泊安全的前提下，适当增加海浪发电机的迎波宽度，这样即使一级转换效率不高，其总功率也不小。

在所有离岸海浪发电机中，机体制造成本、运行安全性、系泊难度是商业化运行的最大障碍，运行安全性又包括了机体安全生存能力和能量传递装置的效率和使用寿命，为解决以上技术问题，特别是为了制造一种制作成本低、运行安全、高效率、系泊安全的海浪发电机，本发明公开了一种设计方案。

发明内容

本发明的设计方案一是将结构材料和浮体分开制造，由钢材焊接筏体结构，中间用混凝土浇筑平板，混凝土平板作为压重材料和气囊顶板，浮体和浮体之间用铰链连接，采用分体高压气囊(已另案申请专利)作为浮体，在筏体合适部位安置往返式或其它气泵；至少两节筏体组成浮合筏式海浪发电机机体；当然在不考虑制造成本的情况下也可以使用其他浮体，如橡胶气囊、钢板焊接船体等。

设计方案二是将穿过滑轮的钢丝绳作为能量传递结构，安装在筏体两端竖梁顶部的滑轮内穿有钢丝绳，钢丝绳从滑轮引出通过储能器连接钢丝绳轮，钢丝绳轮带动发电机发电。所有上述运动部件均通过保护套与海水隔离。方案二是浮合筏式海浪发电机区别与其他波浪发电机，特别是区别于“海蛇”的创新。

设计方案三是筏体未端底部安装尾舵，至少两根筏缆连接在总筏体前端和第二节筏体前端或第一节筏体尾部底端，利用尾舵和两根以上缆绳使筏体前端始终垂直于海浪质点运行方向。

设计方案三使浮合筏式海浪发电机具有点头鸭式结构，充分利用海浪的冲击力和动能，提高发电机的一级能量转换效率。

附图说明

图1、筏体侧视结构示意图

图2、筏体俯视结构示意图

图3、筏体前视结构示意图

图中：1、承重梁 2、竖梁 3、滑轮 4、钢丝绳 5、铰链 6、气囊 7、缆绳 8、尾舵 9、储能器 10、钢丝绳轮 11、发电机

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。

图1是筏体侧视结构示意图，是浮合筏式海浪发电机的部分结构示意图，图中由钢材焊接的承重梁1竖梁2与其他筏体钢材牢固连接，形成的筏体结构可以承受上百吨的外力摇摆，筏体和筏体通过多个铰链5连接，竖梁两端对应安装滑轮3，滑轮内来回穿过钢丝绳4，钢丝绳从滑轮引出穿过储能器9，缠绕在钢丝绳轮10上，筏体在海浪的作用下开合，拉动钢丝绳，带动钢丝绳轮转动，使发电机11转动产生电力，钢丝绳的穿绕方式有多种，穿绕方法和增加辅助结构并不影响功能的实现；其中储能器9储能的同时起到张紧作用，保证钢丝绳始终处于张紧状态；筏体尾端安装尾舵8，尾舵和两根以上缆绳7使筏体前端始终与海浪质点的运动方向垂直；以上的钢丝绳及运动机构均位于保护套内，保护套内装有环保机油或植物油，避免与海水接触，提高机体的使用寿命。

图2是筏体俯视结构示意图，图中1为承重梁，2为竖梁，4为钢丝绳，9为储能器，10为钢丝绳轮，11为发电机，筏体和筏体由铰链连接，通过图示参考图1可以直观了解浮合筏式海浪发电机的整体结构。

图3是筏体前视结构示意图，图中1为承重梁，2为竖梁，6为气囊，7为缆绳，缆绳与发电机第二节筏体的前端竖梁底部或第一节筏体尾部竖梁底端连接，数量至少两根以上，或一根缆绳分叉连接。

浮合筏式海浪发电机结构简单，三个技术方案从不同角度解决了海浪发电目前存在的技术难题，该发电机结构简单但牢固，降低了制造成本，特别是能量传递装置的创新，不但增加了钢丝绳的行程幅度，同时钢丝绳本身的特性决定传递装置寿命长而且只有在断裂的情况下才会失效，即使断裂对发电机机体也不会有破坏作用，发电机筏体只会自由摆动而不会影响到使用寿命；缆绳和尾舵的综合作用，使浮合筏式海浪发电机区别于普通筏式海浪发电机，具有利用海浪动能的能力，提高了发电机的一级能量转换。

本创新属于简单的结构创新，图示说明不用于限制本发明的范围，因为其实施方式有多种，技术人员可以对本发明作各种改动，增加筏体数量、改变钢丝绳缠绕方式和为改变缠绕方式增加部件、移动缆绳系定位置这些等价形式等同于本申请所附权利要求的所述范围。

Claims (4)

1.浮合筏式海浪发电机，采用尾舵和多根缆绳使它和普通筏式海浪发电机一样能利用波浪的势能，同时具有利用波浪动能的能力，采用滑轮和钢丝绳作为能量传递装置，采用分体高压气囊作为浮体，其主要特征是高压气囊位于由钢材焊接的筏体结构的混凝土顶板下部，筏体由铰链相互连接，筏体上安置滑轮，钢丝绳通过滑轮缠绕引出，用储能器张紧后缠绕在钢丝绳轮上，钢丝绳轮旋转带动发电机发电。

2.根据权利要求1所述的浮合筏式海浪发电机，其特征是利用滑轮和钢丝绳作为能量传递装置传递动力，钢丝绳利用储能器张紧和储能，持续带动发电机旋转发电。

3.根据权利要求1所述的浮合筏式海浪发电机，其特征是由分体高压气囊作为浮体，沉浮钢结构筏体，筏体上安置的气泵保持高压气囊的气压。

4.根据权利要求1所述的浮合筏式海浪发电机，其特征是筏体尾部底端安装尾舵，和连接在第一节尾部底端的至少两根缆绳保持筏体前端面与波浪质点运动方向的垂直。

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