CN208885445U - 一种基于聚波储能原理的摆式波浪能发电装置 - Google Patents

Abstract

一种基于聚波储能原理的摆式波浪能发电装置，其特征在于：包括壳体、摆板、液压缸、滚轮。壳体内部为渐缩波浪通道，一端为波浪进口，另一端为波浪出口，摆板通过摆板轴与壳体的摆板轴承配合连接；液压缸共四个，摆板每侧安装两个，对称分布，一端焊接于壳体顶部，另一端通过滚轮焊接于摆板上部，滚轮通过滚轮轴焊接于液压缸一端。波浪进入波浪通道加速，高度上升，推动摆板摆转，波浪进口侧两个液压缸被摆板压缩产生液压能，波浪出口侧两个液压缸被拉伸不产生液压能。波峰流过摆板后，摆板反向摆转，波浪进口侧两个液压缸被拉伸，波浪出口侧两个液压缸被压缩产生液压能，提高波浪对摆板的冲击力和波浪能转换效率。

Description

一种基于聚波储能原理的摆式波浪能发电装置

技术领域

本实用新型涉及一种海洋能发电装置，具体地说是一种基于聚波储能原理的摆式波浪能发电装置，属于波浪能利用技术领域。

背景技术

能源是人类社会存在与发展的物质基础。过去200多年里，以煤炭、石油、天然气等化石燃料为基础的能源体系极大地推动了人类社会的发展。然而，化石燃料的大规模使用带来了极为恶劣的影响：资源日益枯竭，环境不断恶化。

地球表面积约为5.1亿平方公里，其中海洋面积达3.61亿平方公里，占总面积的71％，在浩瀚的海洋里蕴藏着极为丰富的自然资源和巨大的可再生能源。波浪能蕴藏在海面波浪之中，是一种在风力作用下产生的，并以动能和势能的形式由短期波储存的机械能。波浪能发电可以为边远海岛和海上设施等提供清洁无污染的可再生能源。

目前较为主流的波浪能转换装置主要有以下几类：摆式、振荡水柱式、点头鸭式、振荡浮子式等。其中摆式波浪能发电装置应用较为广泛，它是一种直接与波浪接触的发电装置，具有结构简单、安装方便等优点。但是其波浪能转换效率较低，大多数摆式波浪能发电装置的液压缸只捕获单向的摆板动能，回摆所产生的动能不能得到有效利用，造成波浪能不能有效的转换为液压能。

聚波储能原理是波浪通道与波浪进口连接一面开口宽，然后逐渐收缩通至喉部，波浪在逐渐变窄的波浪通道中，波高不断地被放大，波浪的速度也不断提高，将波浪能的动能和势能同时提高。收缩波道具有聚波器和转能器的双重作用。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有技术的不足，提供一种基于聚波储能原理的摆式波浪能发电装置，可以提高波浪能利用效率，提高摆式波浪能发电装置的发电效率。

为实现上述目的，本实用新型采用的具体方案如下：一种基于聚波储能原理的摆式波浪能发电装置，包括壳体、摆板、液压缸、滚轮等组成。所述壳体，由一定厚度的三块钢板焊接成，壳体顶部的中间开有摆板孔，摆板轴承焊接于壳体顶部的中间位置，所述摆板轴承共两个，壳体顶部每侧一个，壳体内部为渐缩喷管状的波浪通道，两端较宽中间较窄，一端为波浪进口，另一端为波浪出口。所述摆板为一块一定厚度的平板，宽度略小于所述壳体的喉部宽度，摆板上部有一对摆板轴，所述摆板轴与所述摆板轴承配合，所述摆板竖直放置在摆板孔内。所述液压缸共四个，一端焊接于壳体的顶部，另一端通过滚轮焊接于摆板的上部，在所述摆板每侧安装两个，成对称分布。所述滚轮，通过滚轮轴安装于液压缸的一端，滚轮与所述摆板焊接。

本实用新型放置于海水中，波浪进口正对于波浪的主方向，壳体的顶部露出海面。波浪通过波浪进口进入壳体，在渐缩的波浪通道内加速，波浪高度上升，推动摆板沿波浪进口方向摆转，同时波浪进口侧的两个液压缸受到摆板的挤压，被压缩，产生液压能，波浪出口侧的两个液压缸被拉伸，不产生液压能。在波峰流过摆板后，摆板开始沿波浪进口的反方向摆转，波浪进口侧的两个液压缸被拉伸，不产生液压能，波浪出口侧的两个液压缸被压缩，产生液压能。液压缸一端的滚轮与摆板焊接，在摆板摆转的过程中，滚轮绕滚轮轴转动。

本实用新型的有益效果是：

1、波浪通过波浪进口进入壳体后，通过壳体内部喷管状的波浪通道，可以使波浪的速度增加，波浪的高度增加，即波浪的动能和势能都得到增加，提高波浪对摆板的冲击力；

2、两对液压缸安装于摆板两侧，无论摆板摆转方向如何变化，摆板都可以对液压缸进行压缩，即摆板双向摆转的机械能都可以被捕获，提高波浪能转换效率。

附图说明

图1为本实用新型整体结构示意图。

图2为本实用新型整体结构俯视图。

图3为本实用新型液压缸安装图。

图4为本实用新型整体结构侧视图。

图5为本实用新型摆板结构示意图。

图中：1、壳体喉部，2、壳体，3、波浪出口，4、第一摆板轴承，5、第一摆板轴，6、第一液压缸，7、摆板，8、第二液压缸，9、第二摆板轴，10、第二摆板轴承，11、滚轮，12、第三液压缸，13、壳体顶部、14、第四液压缸，15、波浪进口，16、摆板孔，17、滚轮轴，18、波浪通道。

具体实施方式

为能清楚地说明本实用新型的目的、技术特点和优点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本实用新型进行清楚、详细的阐述。

图1、2、3、4、5示出了一种基于聚波储能原理的摆式波浪能发电装置，包括壳体2、摆板7、第一液压缸6、第二液压缸8、第三液压缸12、第四液压缸14、滚轮11等组成。摆板7通过第一摆板轴5、第二摆板轴9与壳体2上的第一摆板轴承4、第二摆板轴承10配合，摆板7竖直于摆板孔16内；壳体2内部为喷管状波浪通道18，壳体2一端为波浪进口15，另一端为波浪出口3，壳体喉部1位于壳体2中间；第一液压缸6、第二液压缸8安装于波浪出口3侧，第三液压缸12、第四液压缸14安装于波浪进口15侧，第一液压缸6、第二液压缸8、第三液压缸12、第四液压缸14的一端焊接于壳体顶部13，另一端通过滚轮11与摆板7焊接，滚轮11通过滚轮轴17与液压缸连接。

一种基于聚波储能原理的摆式波浪能发电装置工作时，波浪通过波浪进口15进入渐缩的波浪通道18，波浪在波浪通道18的作用，产生加速，并且波浪高度上升，推动摆板7绕第一摆板轴5和第二摆板轴9摆转，摆转方向为沿波浪进口15方向，摆板7带动第三液压缸12、第四液压缸14压缩，产生液压能，第一液压缸6、第二液压缸8伸长，不产生液压能；波峰经过摆板7后，通过波浪出口3流出壳体2，摆板7沿波浪进口15反方向摆转，第一液压缸6、第二液压缸8被压缩，产生液压能，第三液压缸12、第四液压缸14伸长，不产生液压能。

第一液压缸6、第二液压缸8、第三液压缸12、第四液压缸14通过蓄能器与液压马达连接，液压马达带动发电机发电，图中未示出，将机械能转换为电能，从而实现了波浪能转换成机械能，再转换为液压能，进而转换为电能的过程。

本实用新型采用聚波储能原理，通过渐缩的喷管状波浪通道，波浪的速度和高度得到提升，提高波浪对摆板的冲击力；同时采用两对液压缸，可以保证摆板在双向摆转过程中都有机械能转换为液压能，提高装置的波浪能转换效率。

Claims (3)

1.一种基于聚波储能原理的摆式波浪能发电装置，其特征在于：包括壳体(2)、摆板(7)、第一液压缸(6)、第二液压缸(8)、第三液压缸(12)、第四液压缸(14)、滚轮(11)等组成，摆板(7)通过第一摆板轴(5)、第二摆板轴(9)与壳体(2)上的第一摆板轴承(4)、第二摆板轴承(10)配合，摆板(7)竖直于摆板孔(16)内。

2.根据权利要求1所述的一种基于聚波储能原理的摆式波浪能发电装置，其特征在于：壳体(2)内部为喷管状波浪通道(18)，壳体(2)一端为波浪进口(15)，另一端为波浪出口(3)，壳体喉部(1)位于壳体(2)中间。

3.根据权利要求1所述的一种基于聚波储能原理的摆式波浪能发电装置，其特征在于：第一液压缸(6)、第二液压缸(8)安装于波浪出口(3)侧，第三液压缸(12)、第四液压缸(14)安装于波浪进口(15)侧，第一液压缸(6)、第二液压缸(8)、第三液压缸(12)、第四液压缸(14)的一端焊接于壳体顶部(13)，另一端通过滚轮(11)与摆板(7)焊接，滚轮(11)通过滚轮轴(17)与液压缸连接。