CN206903807U - 悬台式海浪发电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种悬台式海浪发电装置，属于发电装置技术领域，包括悬式密封平台、若干分别通过液压油缸与所述悬式密封平台相连并能将所述悬式密封平台悬架于海面之上的密闭的浮力箱、及至少两个用于将所述悬式密封平台泊定于海面之上的定位锚链浮箱，在所述悬式密封平台内设置有发电机组，所述发电机组与所述液压油缸通过设置于所述悬式密封平台内的液压系统相连。本实用新型提供的悬台式海浪发电装置，能够解决现有技术中存在海浪发电装置的建造安装成本高、效率低、总装机功率小、保养维护困难、对海域要求高等技术问题。

Description

悬台式海浪发电装置

技术领域

本实用新型属于发电装置技术领域，更具体地说，是涉及一种悬台式海浪发电装置。

背景技术

随着我国经济的发展，人们的生活对能源的需求越来越大。目前的主要电能来自于火力和水力发电，火力和水力发电不仅投资巨大，火力发电还产生大量的CO₂及灰尘，对环境造成严重的污染；而水力发电需要占用大面积的土地，同时对自然环境以及生态平衡造成极大的影响。随着人们对环境的保护意识的增强，新清洁能源将得到大力的发展。目前，除了风力发电之外，还有海浪能，这种新的、具有巨大能量的能源还未得到有效的开发利用。

在现在的技术中，海浪发电一般通过两浮体或浮体与平台之间的相对运动做功来发电。目前海浪发电方案大多为浮筏式和平台式。

其中浮筏式发电装置受海域的限制较小，但装机功率较小，效率低，从整体效益上并不经济。

平台式海浪发电装置，其发电平台有固定式和漂浮式。如发电平台采用固定式，则对海域要求较高，限制了固定式发电平台的使用，而且建造成本较其它方案要高。如平台式海浪发电装置采用漂浮式，则该漂浮式平台本体会受到海浪波动的影响，从而对周围海浪及海浪吸能装置产生不良影响，将会抵消一部分海浪能量，从而导致吸能装置效率下降。

综合以上，现有海浪发电大都存在建造安装成本高、效率低、总装机功率小、保养维护困难、对海域要求高等缺点，这些都限制了海浪能源开发的进程。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种悬台式海浪发电装置，以解决现有技术中存在的建造安装成本高、效率低、总装机功率小、保养维护困难、对海域要求高等技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：提供一种悬台式海浪发电装置，包括悬式密封平台、若干分别通过液压油缸与所述悬式密封平台相连并能将所述悬式密封平台悬架于海面之上的密闭的浮力箱、及至少两个用于将所述悬式密封平台泊定于海面之上的定位锚链浮箱，在所述悬式密封平台内设置有发电机组，所述发电机组与所述液压油缸通过设置于所述悬式密封平台内的液压系统相连。

进一步地，所述液压油缸的缸体与所述悬式密封平台铰接，所述液压油缸的活塞杆与所述浮力箱的第一连接支架通过连接轴铰接，在所述浮力箱和所述悬式密封平台之间还设置有第二连接支架，所述第二连接支架的一端与所述浮力箱固定连接，另一端与所述悬式密封平台铰接。

进一步地，所述两个所述第二连接支架的一端与所述第一连接支架固定连接于所述浮力箱顶部，两个所述第二连接支架的另一端各通过一个第一连接轴与所述悬式密封平台转动连接。

进一步地，在所述第一连接支架和两个所述第二连接支架之间分别设有固定的第一支撑支架，所述第一支撑支架的一端与所述第一连接支架靠近所述液压油缸的一端固定连接，其另一端与所述第二连接支架靠近所述悬式密封平台一端固定连接。

进一步地，所述第一支撑支架为三个，在两个所述第二连接支架之间还设有固定的所述第一支撑支架，三个所述第一支撑支架组成三角形构架。

进一步地，所述液压油缸的缸体铰接于所述悬式密封平台的上部，两个所述第一连接轴与固定于所述悬式密封平台侧面且靠近所述悬式密封平台下部的连接支架底座转动连接。

进一步地，所述定位锚链浮箱通过一铰接架体与所述悬式密封平台铰接。

进一步地，所述铰接架体包括两个第三连接支架，两个所述第三连接支架相交的顶点与所述定位锚链浮箱固定连接，两个所述第三连接支架的另一端分别与所述悬式密封平台铰接，两个所述第三连接支架之间还设有固定的第三支撑支架。

进一步地，所述悬式密封平台为密封的箱型结构，若干个浮力箱均匀分布在所述悬式密封平台的外周和/或内周。

进一步地，两个所述定位锚链浮箱对称设置于所述悬式密封平台的两侧。

本实用新型提供的悬台式海浪发电装置的有益效果在于：与现有技术相比，本实用新型悬台式海浪发电装置由浮力箱提供支撑浮力，发电装置将随潮汐上下浮动，整套发电平台不受潮汐影响；通过定位锚链浮箱在可锚泊的海域均可安置发电，因此易于安装布置，受海域影响低，且采用独立的定位锚链浮箱，简化了悬式密封平台的结构，降低建造成本，便于大批量制造；采用悬挂式密封平台，箱形平台脱离水面，不对周围海浪产生干扰，使浮力箱做工的效率最大化；采用悬挂式密封平台，所有发电装置内置，改善了发电装置的运行环境，提高了发电系统寿命；由于悬式密封平台由浮力箱提供支撑并将其托起离开海面，也即所有活动部件均在水线之上，减少海水对活动部件的腐蚀，且方便装置的维护。其次，由于浮力箱与悬式密封平台之间的相互作用力经过发电系统消化，使得悬式密封平台受到海浪的波动少，悬式密封平台上的运行环境平稳，有利于发电系统的运行及人员维护。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的悬台式海浪发电装置的立体结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的悬台式海浪发电装置的俯视结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的悬台式海浪发电装置的侧视结构示意图；

图4为图1中单个浮力箱与悬式密封平台的连接结构示意图；

图5为图1中单个定位锚链浮箱与悬式密封平台的连接结构示意图；

图6为本实用新型实施例提供的悬台式海浪发电装置中浮力箱处于波峰时的状态图；

图7为本实用新型实施例提供的悬台式海浪发电装置中浮力箱处于波谷时的状态图；

图8为本实用新型实施例提供的悬台式海浪发电装置中一系列浮力箱在波浪作用下的运动状态图；

图9为本实用新型实施例提供的悬台式海浪发电装置中液压系统的结构示意。

其中，图中各附图标记：

1-定位锚链浮箱；102-第三连接支架；103-第二连接轴；104-第三支撑架；2-浮力箱；201-第二连接支架；202-第一连接支架；203-液压油缸；204-第一连接轴；205-第一支撑支架；3-悬式密封平台；301-连接支架底座；302-液压油缸连接底座；303-第二连接轴底座；4-锚链；5-海底电缆；400-液压油柜；401-空气滤器；402-吸口滤器；403-电磁阀；404-蓄能器；405-溢流阀；406-压力表；407-手动关断阀；408-节流阀；409-液压马达；410-单向阀；500-发电机。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

请一并参阅图1至图3，现对本实用新型提供的悬台式海浪发电装置进行说明。所述悬台式海浪发电装置，包括悬式密封平台3、若干分别通过液压油缸203与所述悬式密封平台3相连并能将所述悬式密封平台3悬架于海面之上的密闭的浮力箱2、及至少两个用于将所述悬式密封平台3泊定于海面之上的定位锚链浮箱1，在所述悬式密封平台3内设置有发电机组，所述发电机组与所述液压油缸203通过液压系统相连。

本实用新型提供的悬台式海浪发电装置，与现有技术相比，本实用新型采用浮力箱2支撑悬式密封平台3，利用海浪能进行发电，悬式密封平台3由若干浮力箱2通过液压油缸将其悬架在海面之上，由浮力箱2提供支撑浮力，发电装置将随潮汐上下浮动，悬式密封平台3始终不与海水接触，整套发电平台不受潮汐影响，易于安装布置，受海域影响低，在可锚泊的海域均可安置发电；由于悬式密封平台3与海面不接触，不对周围海浪产生干扰，使浮力箱2做功的效率最大化；悬式密封平台3为密闭式结构，所有发电机组均内置于平台内部，为发电机组提供良好的运行环境，且所有活动部件均在水线之上，减少海水对活动部件的腐蚀，方便装置的维护，提高了系统寿命；采用独立的定位锚链浮箱1，简化了平台的结构，降低建造成本，便于大批量制造。

具体地，本实用新型是采用液压油缸203作为动力源，浮力箱2通过液压油缸203与悬式密封平台3连接，利用浮力箱2随海浪上下波动的作用力，利用液压油缸203将浮力箱2上下运动的作用力转化为液压动力，液压动力再通过液压马达带动发电机组进行发电。

具体地，定位锚链浮箱1用于放置锚链及海底电缆5，并将平台泊定于海面上，浮力箱2为密闭式结构，用于将海水的浮力通过液压缸转化成液压动力，并将支撑悬式平台悬架在海面上；其中，悬式密封平台3作为所有浮力箱2的定位平台，对浮力箱2起到定位作用，并作为发电机组及液压系统的安装舱，保护发电装置不受海浪、水雾等影响。锚链4与定位锚链浮箱1采用可拆式连接，用于锚固整个装置，发电机组发出的电通过海底电缆5传输供给负载使用。

进一步地，请参阅图4、图6至图7，作为本实用新型提供的悬台式海浪发电装置的一种具体实施方式，所述液压油缸203的缸体与所述悬式密封平台3铰接，所述液压油缸203的活塞杆与所述浮力箱2的第一连接支架202通过接连轴铰接，在所述浮力箱2和所述悬式密封平台3之间还设置有第二连接支架201，所述第二连接支架201的一端与所述浮力箱2固定连接，另一端与所述悬式密封平台3铰接。浮力箱2为整个装置提供支撑浮力，浮力箱2随海浪上下波动的作用力，利用液压油缸203将浮力箱2上下运动的作用力转化为液压动力，液压动力再通过液压马达带动发电机进行发电。

例如，当波浪由波峰向波谷运行时，浮力箱2受到海水浮力将减少，浮力箱2在重力的作用下，向下运动，带动液压油缸203的活塞杆伸出，此时液压油缸筒内产生负压，将液压油吸入液压油缸筒内。当波浪由波谷向波峰运行时，浮力箱2受到海水浮力将增大，浮力箱2在海水浮力的作用下，向上运动，带动液压油缸203活塞杆的收缩，从而给液压油缸内的液压油加压，最终将浮力箱2的浮力转化成液压动力。其中，由于浮力箱2要随波浪上下浮动，与悬式密封平台3为铰接，因此，需要连接支架提供支撑。

其中，图6示出的为浮力箱2处于波峰时，相关构件的状态图。此时液压油缸203已经达到了最小的行程，该液压油缸203对浮力箱2起到了限制作用，浮力箱2的受到海水的浮力通过液压油缸203作用于悬式密封平台3，此时浮力箱2对悬式密封平台3起到抬升作用，以保持悬式密封平台在水面之上。

图7示出的为浮力箱2处于波谷时相关构件的状态，此时浮力箱2在重力的作用下，在悬式密封平台3牵拉下，液压油缸203将伸出并拉住浮力箱2，防止浮力箱在大浪时过度运动。

进一步地，请参阅图4，作为本实用新型提供的悬台式海浪发电装置的一种具体实施方式，所述第二连接支架201为两个，两个所述第二连接支架201的一端与所述第一连接支架202固定连接于所述浮力箱2顶部，两个所述第二连接支架201的另一端各通过一个第一连接轴204与所述悬式密封平台3转动连接。本实施例中，浮力箱2与连第一连接支架202之间用焊接连接，浮力箱与两个第二连接支架201之间通过两个第一连接轴204连接在的连接支架底座301上。浮力箱2将在海水及重力的作用下以第一连接轴204为轴心上下转动。由于液压油缸203通过第一连接支架202与浮力箱2连接，需要第二连接支架201提供支撑，设置两个第二连接支架201，且第二连接支架201和第一连接支架202相交，形成三棱锥的结构，能够稳定可靠的提供支撑，使液压油缸203与第一连接支架202保持在同一运行面上，进一步提高液压油缸203的工作效率。

进一步地，参阅图4，作为本实用新型提供的悬台式海浪发电装置的一种具体实施方式，在所述第一连接支架202和两个所述第二连接支架201之间分别设有第一支撑支架205，所述第一支撑支架205的一端与所述第一连接支架202靠近所述液压油缸203的一端固定连接，其另一端与所述第二连接支架靠近所述悬式密封平台一端固定连接。由于液压油缸活塞杆与第一连接支架202铰接的部位比较薄弱，需要在第一连接支架202与悬式密封平台3之间进一步的提供支撑，避免使液压油缸活塞杆与第一连接支架202错位运行，进一步提高液压油缸203的工作效率。

进一步地，请参阅图4，作为本实用新型提供的悬台式海浪发电装置的一种具体实施方式，所述第一支撑支架205为三个，在两个所述第二连接支架之间还设有固定的所述第一支撑支架，三个所述第一支撑支架组成三角形构架。这里，第一连接支架202、第二连接支架201、第一支撑支架205共同构成一个稳定的三棱锥体，三个第一支撑支架构成三棱椎体的底部，一方面保证液压油缸203随浮力箱2上下浮动对悬式密封平台3形成稳定的支撑。其中，两个第一连接轴204分别与两个固定在悬式密封平台3侧面的两个连接支架底座301连接；液压油缸203与固定于悬式密封平台3顶部的液压油缸连接底座302转动连接。

进一步地，请参阅图1及图8，作为本实用新型提供的悬台式海浪发电装置的一种具体实施方式，所述液压油缸203的缸体铰接于固定与所述悬式密封平台3的上部的液压油缸连接底座302上，两个所述第一连接轴204与固定于所述悬式密封平台3侧面且靠近所述悬式密封平台3下部的连接支架底座301转动连接。这样，可避免液压油缸203置于海面之下，或没入起伏的海浪之中，能够保证液压油缸203在海面之上，减少海水的腐蚀，提高其使用寿命且方便装置的保养维护。

进一步地，请参阅图5，作为本实用新型提供的悬台式海浪发电装置的一种具体实施方式，所述定位锚链浮箱1通过一铰接架体与所述悬式密封平台3铰接。定位锚链浮箱1用于放置锚链4及海底电缆5，并将发电平台泊定于海面之上。其作用一是为锚链4提供系固平台及浮力，二是为海底电缆5提供系固平台及浮力，三是对整个发电系统提供系泊点，防止发电平台漂移。定位锚链浮箱1为密封空心箱体，其结构与浮力箱2结构相同。

进一步地，请参阅图5，作为本实用新型提供的悬台式海浪发电装置的一种具体实施方式，所述铰接架体包括两个第三连接支架102，两个所述第三连接支架102与所述定位锚链浮箱1固定连接，两个所述第三连接支架102的另一端分别与所述悬式密封平台3铰接，两个所述第三连接支架102之间还设有第三支撑支架，并构成等腰三角形，为定位锚链浮箱1提供可靠的支撑。其中，两个第三连接支架102分别通过一个第二连接轴103与固定于悬式密封平台侧面的第二连接轴底座303转动连接。

进一步地，请参阅图1至图3，作为本实用新型提供的悬台式海浪发电装置的一种具体实施方式，两个所述定位锚链浮箱1对称设置于所述悬式密封平台3的两侧。其中，为了进一步的提高系固力，定位锚链浮箱1设置两个，且对称布置在悬式密封平台3的两侧，也即艏艉各一个。

进一步地，请参阅图1至图3，作为本实用新型提供的悬台式海浪发电装置的一种具体实施方式，所述悬式密封平台3为密封的箱型结构，若干个浮力箱2均匀分布在所述悬式密封平台3的外周和/或内周。本实施例中，悬式密封平台3为曰字形结构，浮力箱2遍布悬式密封平台3的下方，对悬式密封平台3提供支撑浮力。当然，悬式密封平台3也可以采取其他的结构形式，例如“田”、“工”、“△”、“O”等结构，其结构形式不受本实施例的限制。

其中，图8示出了一系列浮力箱2在波浪的作用下运动的状态图，水平指向的箭头为波浪前进的方向，竖直指向的箭头为浮力箱2上下浮动的方向，浮力箱2随波浪的动作过程如下：浮力箱a和浮力箱f均处于波峰时，与浮力箱a和浮力箱f相连液压油缸203处于收缩位置，则处于波峰的浮力箱a和浮力箱f对悬式密封平台3起支撑作用；浮力箱b及浮力箱d处于波峰的前进方向，浮力箱b及浮力箱d处于向上运动状态，此时浮力箱b及浮力箱d对相连的液压油缸203进行压缩做功，并对悬式密封平台3起到一定的支撑作用；浮力箱c及浮力箱e处于波谷的前进方向，由于浮力减少，浮力箱c及浮力箱e处于向下运动状态，此时与其相连的浮力箱对液压油缸203进行拉伸，使液压油进入液压油缸203筒内，为下步的压缩做准备。若干浮力箱随海浪的变化如此交替动作，使悬式密封平台3始终处于悬架的状态而离开海面，并始终持续的提供液压动力给发电机组进行发电。

进一步地，请参阅图9，作为本实用新型提供的悬台式海浪发电装置的一种具体实施方式，本实用新型采用的液压系统配置如下：

液压系统包括液压油柜400、空气滤器401、吸口滤器402、电磁阀403、蓄能器404、溢流阀405、压力表406、关断阀407、节流阀408、液压马达409及液压油缸203，其中液压油缸203提供液压动力，由电磁阀403控制系统运行，单向阀410控制液压油方向，蓄能器404保持系统压力稳定，溢流阀405控制系统压力，节流阀408控制液压马达409的转速及功率，发电机500将液压马达409的动能转化成电能。

进一步说明的是，每一个所述液压油缸203均通过液压系统与所述发电机组相连，所述液压油缸203通过管路并联于所述液压油柜和液压马达之间，在每一支管路上均设有电磁阀和单向阀，所述液压马达与所述发电机组的发电机相连，利用浮力箱随海浪上下波动的作用力，利用液压油缸203将浮力箱上下运动的作用力转化为液压动力，液压动力再通过液压马达带动发电机进行发电。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.悬台式海浪发电装置，其特征在于：包括悬式密封平台、若干分别通过液压油缸与所述悬式密封平台相连并能将所述悬式密封平台悬架于海面之上的密闭的浮力箱、及至少两个用于将所述悬式密封平台泊定于海面之上的定位锚链浮箱，在所述悬式密封平台内设置有发电机组，所述发电机组与所述液压油缸通过设置于所述悬式密封平台内的液压系统相连。

2.如权利要求1所述的悬台式海浪发电装置，其特征在于：所述液压油缸的缸体与所述悬式密封平台铰接，所述液压油缸的活塞杆与所述浮力箱的第一连接支架通过连接轴铰接，在所述浮力箱和所述悬式密封平台之间还设置有第二连接支架，所述第二连接支架的一端与所述浮力箱固定连接，另一端与所述悬式密封平台铰接。

3.如权利要求2所述的悬台式海浪发电装置，其特征在于：所述第二连接支架为两个，两个所述第二连接支架的一端与所述第一连接支架固定连接于所述浮力箱顶部，两个所述第二连接支架的另一端各通过一个第一连接轴与所述悬式密封平台转动连接。

4.如权利要求3所述的悬台式海浪发电装置，其特征在于：在所述第一连接支架和两个所述第二连接支架之间分别设有固定的第一支撑支架，所述第一支撑支架的一端与所述第一连接支架靠近所述液压油缸的一端固定连接，其另一端与所述第二连接支架靠近所述悬式密封平台一端固定连接。

5.如权利要求4所述的悬台式海浪发电装置，其特征在于：所述第一支撑支架为三个，在两个所述第二连接支架之间还设有固定的所述第一支撑支架，三个所述第一支撑支架组成三角形构架。

6.如权利要求3所述的悬台式海浪发电装置，其特征在于：所述液压油缸的缸体铰接于所述悬式密封平台的上部，两个所述第一连接轴与固定于所述悬式密封平台侧面且靠近所述悬式密封平台的下部的连接支架底座转动连接。

7.如权利要求1-6中任一项所述的悬台式海浪发电装置，其特征在于：所述定位锚链浮箱通过一铰接架体与所述悬式密封平台铰接。

8.如权利要求7所述的悬台式海浪发电装置，其特征在于：所述铰接架体包括两个第三连接支架，两个所述第三连接支架与所述定位锚链浮箱固定连接，两个所述第三连接支架的另一端分别与所述悬式密封平台铰接，两个所述第三连接支架之间还设有固定的第三支撑支架。

9.如权利要求1所述的悬台式海浪发电装置，其特征在于：所述悬式密封平台为密封的箱型结构，若干个所述浮力箱均匀分布在所述悬式密封平台的外周和/或内周。

10.如权利要求1所述的悬台式海浪发电装置，其特征在于：两个所述定位锚链浮箱对称设置于所述悬式密封平台的两侧。