CN205677758U - 一种超高分子量聚乙烯波浪发电浮标 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种超高分子量聚乙烯波浪发电浮标，属于海洋或内河新能源的技术领域，浮标包括主浮体和与主浮体相连的直线发电机，浮标浮力主要由主浮体提供，直线发电机包括电机定子和电机动子，电机动子与主浮体相连，电机动子位于电机定子内，电机定子外设有浮标管，电机定子与浮标管之间设有防水填充泡，主浮体上设有拆卸顶盖，电机动子通过连杆与拆卸顶盖相连。波浪的上下起伏使主浮标上下直线运动，带动电机动子线圈作直线运动，使电机动子线圈相对于锚系相连接的电机定子磁极做相对的上下直线往复运动，从而切割线圈绕组产生感应电动势。发电效率高，生产成本和工艺要求低，运输和安装灵活，适用场景广泛，易于推广应用。

Description

一种超高分子量聚乙烯波浪发电浮标

技术领域

本实用新型涉及一种超高分子量聚乙烯波浪发电浮标，属于海洋或内河新能源的技术领域。

背景技术

随着经济和社会的发展，人类对能源的需求量越来越大，而全球的能源储备量却是有限的。为了解决能源供应在社会发展中的瓶颈问题，寻找替代的可再生能源已经成为全球的共识。由于海洋面积约占全球面积的70％，其中蕴藏着巨大的能量，这就使它吸引了人们的目光，并使世界上许多国家都着手对其进行研究。近年来，各国先后提出了约340多种不同设计方案的科学设想，并设计出了许多精妙而有趣的波浪发电装置。

目前波浪发电装置的主要形式有活动点头鸭、波面筏、振荡水柱型、水流型和压力柔性袋型等装置，国外方面，英国已建成750W规模的商业波浪发电站并网发电；日本海洋科学技术中心研制的“巨鲸”波浪发电装置已试验成功；美国俄勒冈州立大学的RHINEFRANK等已开发了一套基于海洋能的永磁直线发电浮标。国内方面，中科院广州能源研究所成功开发了利用对称翼透平的航标灯和振荡水柱式的波浪发电站。但是，这些方案大都引入了能量转化装置，这样必然会增加系统的复杂性和能量损耗，降低发电系统的转换效率和可靠性，并且造价较高，并且浮标材料不耐腐蚀，寿命低。

实用新型内容

为了克服现有波浪能发电装置的各项缺陷，本实用新型提供一种超高分子量聚乙烯波浪发电浮标，设计了一套基于波浪能的超高分子量聚乙烯浮标发电系统，将直线发电机应用到超高分子量聚乙烯浮标载体装置中，这样波浪的直线运动直接传递到装有电机动子的超高分子量聚乙烯浮标载体上，并去掉了中间传递环节，从而为简化系统结构、提高系统转换效率、降低系统造价创造了有利条件，延长了使用寿命。

本实用新型的技术方案如下：

本实用新型研制了一种超高分子量聚乙烯浮标载体结合永磁直线发电机组成的波浪发电系统，超高分子量聚乙烯浮标载体和直线发电机的动子相连，浮标的直线运动带动发电机直线往复运动。

一种超高分子量聚乙烯波浪发电浮标，包括主浮体和与主浮体相连的直线发电机，直线发电机包括电机定子和电机动子，电机动子与主浮体相连，电机动子位于电机定子内，电机定子外设有浮标管，电机定子与浮标管之间设有防水填充泡，主浮体上设有拆卸顶盖，电机动子通过连杆与拆卸顶盖相连。

电机定子、电机动子为圆筒形永磁直线发电机，系统简单，只经过能量的一次转化，发电系统的效率较高。

优选的，连杆与浮标管之间设有密封轴套和密封法兰，密封轴套和密封法兰使得浮标管内形成密封的电机保护仓，可保护电机免受海水的侵蚀。

优选的，上述主浮体为超高分子量聚乙烯制成的主浮体，耐腐蚀、寿命长、强度高、免维护。可防止直接外力撞击(如轮船、水上漂浮物的撞击)对发电浮标造成损害。

进一步优选的，主浮体内部填充高密度聚氨酯泡沫，增加了浮标的强度，同时因聚氨酯泡沫吸水率极低(小于5％)，可有效防止浮标进水。

优选的，浮标管底部外侧设有阻尼盘，可通过自身重量实现载体中心下移，使电机载体具备更好的稳性，同时阻尼盘本身表面积较大，在海水中上下浮动过程中，阻力较大，减小了电机定子与动子之间的同步运动，提高发电效率。

优选的，所述浮标管内部电机定子下方设有微调仓，微调仓通过微调水管与外界水泵连接。

进一步优选的，微调仓下方的浮标管侧壁上设有排气孔。排气孔用以排出浮标管内的空气，增加稳性，以免形成水密空间，造成浮标管重心上移。

优选的，浮标管内部底端设有平衡铁，使浮标管悬浮高度可调整，浮标管位于整个发电浮标中心位置，需要浮标管自身提供浮力，因此通过添加平衡铁和或往微调仓内注水的方式，控制浮标管在海水中的悬浮高度。

优选的，浮标管外侧设有限位管箍，限位管箍位于电机定子底部的水平面上，主浮体底部设有限位挡块。限位管箍和限位挡块有限位作用，可以限制电机动子的移动位移上限。通过限位管箍和限位挡块，使电机动子的运动轨迹位于电机定子区域内，减少能耗。

优选的，主浮体表面设有至少一个吊装耳。方便安装。

安装上述超高分子量聚乙烯波浪发电浮标时，先将电机部分安装在浮标管内上部，然后将阻尼盘和平衡铁安装在浮标管下部，最后将主浮体通过可拆卸顶盖连接浮标管和电机部分。

本实用新型的有益效果在于：

1、本实用新型的技术方案选用直线发电机，通过直线发电机将波浪能转化成电能，只经过能量的一次转化，发电系统的效率较高；发电系统的投放点比较机动灵活，对海水水位的变化有较强的适应性；整个系统简单，体积较小，制造成本低。

2、本实用新型的技术方案选用超高分子量聚乙烯波浪发电浮标作为发电系统载体，具有以下优点：

充分利用波浪能，是完全意义上的无碳发电。以超高分子量聚乙烯浮标为载体，将圆筒型永磁直线发电机安装在浮标内，浮标和发电机的动子线圈相连。波浪的上下起伏使海洋浮标上下直线运动，带动动子线圈直线运动，使动子线圈相对于与锚系相连接的永磁直线电机的永磁体磁极作相对的上下直线往复运动，从而切割线圈绕组产生感应电动势，使波浪能转化成电能。

耐腐蚀，超高分子量聚乙烯浮标载体具有耐腐蚀的特性，解决了钢制浮标载体不耐腐蚀，需做防腐处理及牺牲阳极保护的缺陷；寿命长，超高分子量聚乙烯浮标载体具有抗老化性，使整个装置的实用寿命达30年以上；免维护，超高分子量聚乙烯浮标载体材料本身具有自润滑性，不粘结海生物，可以免除人工清理的费用，以及电机动子、定子间因粘结海生物导致相对运动受阻的缺陷。

强度高：超高分子量聚乙烯浮标抗撞击，不易损坏，或者损坏后不下沉，不倾斜，提高了发电运行可靠性。

3、本实用新型所述超高分子量聚乙烯波浪发电浮标，为分体式结构，生产成本和工艺要求低，运输和安装灵活，结构合理高效，适用场景广泛，广泛适用于内河和海洋，易于推广普及应用。

附图说明

图1为本实用新型所述超高分子量聚乙烯波浪发电浮标的立体图；

其中，1、主浮体，2、浮标管，3、拆卸顶盖，4、密封轴套，5、密封法兰，6、吊装耳，7、电机动子，8、电机定子，9、限位挡块，10、微调水管，11、限位管箍，12、电机保护仓，13、微调仓，14、防水填充泡，15、排气孔，16、平衡铁，17、阻尼盘。

具体实施方式

下面通过实施例并结合附图对本实用新型做进一步说明，但不限于此。

如图1所示。

实施例1

一种超高分子量聚乙烯波浪发电浮标，包括主浮体和与主浮体相连的直线发电机，浮标浮力主要由主浮体提供，直线发电机包括电机定子和电机动子，电机动子与主浮体相连，电机动子位于电机定子内，电机定子外设有浮标管，电机定子与浮标管之间设有防水填充泡，主浮体上设有拆卸顶盖，电机动子通过连杆与拆卸顶盖相连。电机定子、电机动子为圆筒形永磁直线发电机，系统简单，只经过能量的一次转化，发电系统的效率较高。

波浪的上下起伏使主浮体上下直线运动，带动电机动子线圈作直线运动，使电机动子线圈相对于锚系相连接的电机定子磁极做相对的上下直线往复运动，从而切割线圈绕组产生感应电动势。

实施例2

如实施例1所述的超高分子量聚乙烯波浪发电浮标，其区别在于，连杆与浮标管之间设有密封轴套和密封法兰，密封轴套和密封法兰使得浮标管内形成密封的电机保护仓，可保护电机免受海水的侵蚀。

实施例3

如实施例1所述的超高分子量聚乙烯波浪发电浮标，其区别在于，主浮体为超高分子量聚乙烯制成的主浮体，耐腐蚀、寿命长、强度高、免维护。可防止直接外力撞击(如轮船、水上漂浮物的撞击)对发电浮标造成损害。主浮体内部填充高密度聚氨酯泡沫，增加了浮标的强度，同时因聚氨酯泡沫吸水率极低(小于5％)，可有效防止浮标进水。

实施例4

如实施例1所述的超高分子量聚乙烯波浪发电浮标，其区别在于，浮标管内部底端设有平衡铁，使浮标管悬浮高度可调整，浮标管位于整个发电浮标中心位置，需要浮标管自身提供浮力，因此可以通过添加平衡铁的方式，控制浮标管在海水中的悬浮高度。

实施例5

如实施例1所述的超高分子量聚乙烯波浪发电浮标，其区别在于，浮标管底部外侧设有阻尼盘，阻尼盘是固定电机仓载体的尾部的一个钢性圆盘，可通过自身重量实现载体中心下移，使电机载体具备更好的稳性，同时阻尼盘本身表面积较大，在海水中上下浮动过程中，阻力较大，减小了电机定子与动子之间的同步运动，提高发电效率。

实施例6

如实施例1所述的超高分子量聚乙烯波浪发电浮标，其区别在于，所述浮标管内部电机定子下方设有微调仓，微调仓通过微调水管与外界水泵连接。微调仓下方的浮标管侧壁上设有排气孔。排气孔用以排出浮标管内的空气，增加稳性，以免形成水密空间，造成浮标管重心上移。可以通过往微调仓内注水的方式，控制浮标管在海水中的悬浮高度。

实施例7

如实施例1所述的超高分子量聚乙烯波浪发电浮标，其区别在于，浮标管外侧设有限位管箍，限位管箍位于电机定子底部的水平面上，主浮体底部设有限位挡块。限位管箍和限位挡块有限位作用，可以限制电机动子的移动位移上限。通过限位管箍和限位挡块，使电机动子的运动轨迹位于电机定子区域内，减少能耗。

实施例8

如实施例1所述的超高分子量聚乙烯波浪发电浮标，其区别在于，主浮体表面设有两个吊装耳。方便安装。安装时，先将电机部分安装在浮标管内上部，然后将阻尼盘和平衡铁安装在浮标管下部，最后将主浮体通过可拆卸顶盖连接浮标管和电机部分。

Claims (10)

1.一种超高分子量聚乙烯波浪发电浮标，包括主浮体和与主浮体相连的直线发电机，直线发电机包括电机定子和电机动子，其特征在于，电机动子与主浮体相连，电机动子位于电机定子内，电机定子外设有浮标管，电机定子与浮标管之间设有防水填充泡，主浮体上设有拆卸顶盖，电机动子通过连杆与拆卸顶盖相连。

2.根据权利要求1所述的超高分子量聚乙烯波浪发电浮标，其特征在于，连杆与浮标管之间设有密封轴套和密封法兰。

3.根据权利要求1所述的超高分子量聚乙烯波浪发电浮标，其特征在于，主浮体为超高分子量聚乙烯制成的主浮体。

4.根据权利要求3所述的超高分子量聚乙烯波浪发电浮标，其特征在于，主浮体内部填充高密度聚氨酯泡沫。

5.根据权利要求1所述的超高分子量聚乙烯波浪发电浮标，其特征在于，浮标管底部外侧设有阻尼盘。

6.根据权利要求1所述的超高分子量聚乙烯波浪发电浮标，其特征在于，所述浮标管内部电机定子下方设有微调仓，微调仓通过微调水管与外界水泵连接。

7.根据权利要求6所述的超高分子量聚乙烯波浪发电浮标，其特征在于，微调仓下方的浮标管侧壁上设有排气孔。

8.根据权利要求1所述的超高分子量聚乙烯波浪发电浮标，其特征在于，浮标管内部底端设有平衡铁。

9.根据权利要求1所述的超高分子量聚乙烯波浪发电浮标，其特征在于，浮标管外侧设有限位管箍，限位管箍位于电机定子底部的水平面上，主浮体底部设有限位挡块。

10.根据权利要求1所述的超高分子量聚乙烯波浪发电浮标，其特征在于，主浮体表面设有至少一个吊装耳。