專利名稱:耦合線性直驅(qū)浮子式波浪能發(fā)電裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種耦合線性直驅(qū)浮子式波浪能發(fā)電裝置，包括底座；柱狀發(fā)電裝置固定設(shè)于底座上表面，且柱狀發(fā)電裝置的頂部設(shè)有讓連接軸通過的通孔；底座固定于海中；柱狀發(fā)電裝置內(nèi)部包括若干磁鐵及周圍線圈構(gòu)成，磁鐵依次豎直排列，且磁鐵的N極指向所述柱狀發(fā)電裝置的頂部或底部；相鄰的兩個(gè)磁鐵之間采用彈性件相互連接，位于最下方的磁鐵通過彈性件與柱狀發(fā)電裝置的底部固定連接，位于最上方的磁鐵通過連接軸與浮子相連接，感應(yīng)線圈繞設(shè)于磁鐵四周，且固定于柱狀發(fā)電裝置，感應(yīng)線圈的兩端與蓄電裝置或用電裝置相連接；波浪帶動(dòng)浮子上下移動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)磁鐵上下移動(dòng)。本實(shí)用新型的發(fā)電裝置，通過磁鐵切割磁場(chǎng)線的方式，實(shí)現(xiàn)利用波浪能發(fā)電的功能。
【專利說明】
耦合線性直驅(qū)浮子式波浪能發(fā)電裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型屬于新型可再生能源技術(shù)和海洋裝備領(lǐng)域，特別涉及一種浮子式波浪能發(fā)電裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，發(fā)電的方式主要有風(fēng)能發(fā)電、水能發(fā)電、波浪能發(fā)電等。相比于風(fēng)能，波浪能是一種更為持久，能量密度更大的清潔能源，如果能得到有效的開發(fā)，它將為人類提供充足豐富的清潔能源。波浪能發(fā)電裝置按照能量轉(zhuǎn)換方式的不同，可以分為振蕩浮子式，振蕩水柱式和收縮坡道式。振蕩浮子式波浪能發(fā)電裝置是目前發(fā)展較好的能量轉(zhuǎn)換裝置，該裝置主要利用浮子的垂蕩運(yùn)動(dòng)吸收波浪能量，將波浪能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能或液壓能再驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，或者直接驅(qū)動(dòng)線性發(fā)電機(jī)發(fā)電。
[0003]對(duì)于當(dāng)前的線性直驅(qū)浮子式波浪能發(fā)電裝置，其浮子下部連接一個(gè)直線發(fā)電機(jī)，整個(gè)發(fā)電裝置僅有一個(gè)固有自振頻率，只有當(dāng)入射波頻率與裝置固有頻率相等時(shí)，即共振時(shí)捕獲能量最多，但當(dāng)入射波的頻率偏離裝置的固有頻率時(shí)，捕獲的能量就大大降低，而實(shí)際海況中波浪頻率遠(yuǎn)低于波浪能發(fā)電裝置的固有頻率，因此不利于實(shí)際海洋波浪能量的捕獲。而且傳統(tǒng)裝置在共振時(shí)浮子振動(dòng)劇烈，容易損壞，減少裝置在海洋中使用壽命，同時(shí)共振時(shí)產(chǎn)生的電壓過大，對(duì)蓄電池沖擊嚴(yán)重。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]為了解決當(dāng)前波浪能發(fā)電裝置的固有頻率高、共振時(shí)浮子振動(dòng)劇烈以及共振時(shí)產(chǎn)生的電壓過大的問題，本實(shí)用新型提供一種波浪能發(fā)電裝置。
[0005]更具體的，本實(shí)用新型提供了一種耦合線性直驅(qū)浮子式波浪能發(fā)電裝置，包括底座；
[0006]柱狀發(fā)電裝置固定設(shè)于底座上表面，且柱狀發(fā)電裝置的頂部設(shè)有讓連接軸通過的通孔，該通孔設(shè)有密封件，且該密封件套設(shè)于連接軸上，連接軸能夠相對(duì)密封件上下滑動(dòng)；底座固定于海中；
[0007]柱狀發(fā)電裝置內(nèi)部包括若干磁鐵，磁鐵依次豎直排列，且磁鐵的N極指向柱狀發(fā)電裝置的頂部或底部；
[0008]相鄰的兩個(gè)磁鐵之間采用彈性件相互連接，位于最下方的磁鐵通過彈性件與柱狀發(fā)電裝置的底部固定連接，位于最上方的磁鐵通過連接軸與浮子相連接，浮子套設(shè)于柱狀發(fā)電裝置的外表面；
[0009]感應(yīng)線圈繞設(shè)于磁鐵四周，且固定于柱狀發(fā)電裝置，感應(yīng)線圈的兩端與蓄電裝置或用電裝置相連接；
[0010]波浪帶動(dòng)浮子上下移動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)磁鐵上下移動(dòng)。
[0011 ]作為優(yōu)選的，彈性件為彈簧。
[0012]作為優(yōu)選的，底座通過若干錨繩與海底相連接。
[0013]作為優(yōu)選的，底座為垂蕩板。
[0014]作為優(yōu)選的，磁鐵的半徑大于柱狀發(fā)電裝置上方開口的大小。
[0015]作為優(yōu)選的，蓄電裝置為蓄電池。
[0016]作為優(yōu)選的，感應(yīng)線圈設(shè)于柱狀發(fā)電裝置的內(nèi)表面。
[0017]作為優(yōu)選的，柱狀發(fā)電裝置內(nèi)設(shè)有多個(gè)磁鐵。
[0018]作為優(yōu)選的，柱狀發(fā)電裝置呈圓柱狀。
[0019]作為優(yōu)選的，磁鐵為永磁體。
[0020]本實(shí)用新型在振蕩浮子下部串聯(lián)多個(gè)直線發(fā)電機(jī)，每一個(gè)直線發(fā)電機(jī)包括一個(gè)磁鐵以及位于其四周的感應(yīng)線圈。其科學(xué)原理為，在浮子下部串聯(lián)多個(gè)直線發(fā)電機(jī)，可以增加裝置固有自振頻率個(gè)數(shù)。下部串聯(lián)幾個(gè)直線發(fā)電機(jī)，整個(gè)波浪能發(fā)電裝置就有幾個(gè)固有頻率，當(dāng)波浪與發(fā)電裝置相互作用時(shí)，在發(fā)電裝置的每個(gè)固有頻率附近都會(huì)出現(xiàn)共振狀態(tài)，因此能量吸收譜內(nèi)會(huì)出現(xiàn)多個(gè)峰值，使得能量捕獲圖譜也更寬。串聯(lián)多個(gè)發(fā)電機(jī)的裝置第一自振頻率會(huì)低于當(dāng)前一個(gè)發(fā)電機(jī)的裝置的固有頻率，因此借助于第一自振頻率附近的共振，低頻時(shí)捕獲的能量會(huì)大大增加;另外，串聯(lián)多個(gè)發(fā)電機(jī)的裝置共振峰值低于單個(gè)發(fā)電機(jī)的裝置，因此振動(dòng)相對(duì)平緩，產(chǎn)生的電壓也不會(huì)出現(xiàn)特別突然的跳動(dòng)。通過此種設(shè)計(jì)，可以增加能量捕獲帶寬，提高低頻時(shí)能量捕獲效率，同時(shí)降低共振時(shí)對(duì)發(fā)電裝置和蓄電池的損壞，并且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。
【附圖說明】

[0021]圖1為本實(shí)用新型中一種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖2為本實(shí)用新型中一種實(shí)施方式中柱狀發(fā)電裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]實(shí)施方式一
[0024]本實(shí)用新型的第一種實(shí)施方式提供了一種耦合線性直驅(qū)浮子式波浪能發(fā)電裝置，包括底座，該底座為一塊垂蕩板4，該垂蕩板4通過若干錨繩固定在海中。柱狀發(fā)電裝置3固定設(shè)于垂蕩板4上表面，且在該柱狀發(fā)電裝置3的頂部設(shè)有讓連接軸2通過的通孔，該通孔上還設(shè)有密封件，且該密封件套設(shè)于連接軸2上，連接軸2能夠相對(duì)密封件上下滑動(dòng)。在柱狀發(fā)電裝置3內(nèi)部設(shè)有若干磁鐵7，磁鐵7依次豎直排列形成一條直線，且磁鐵7的N極指向柱狀發(fā)電裝置的頂部或底部。相鄰的兩個(gè)磁鐵7之間采用彈性件相互連接，該彈性件可以是彈簧9，也可以是橡皮筋等具有彈性的連接件。位于最下方的磁鐵7通過彈簧9與柱狀發(fā)電裝置3的底部固定連接，位于最上方的磁鐵7通過連接軸2與浮子I相連接，浮子I套設(shè)于柱狀發(fā)電裝置3的外表面;感應(yīng)線圈8繞設(shè)于每一個(gè)磁鐵7的四周，且固定于柱狀發(fā)電裝置3的內(nèi)表面，感應(yīng)線圈8的兩端與蓄電裝置或用電裝置相連接;波浪帶動(dòng)浮子I上下移動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)磁鐵7上下移動(dòng)。
[0025]在本實(shí)施方式中，柱狀發(fā)電裝置3呈圓柱狀，內(nèi)部設(shè)有多個(gè)永磁體的磁鐵7，使得該裝置浸泡在海水中時(shí)，受到海水流動(dòng)以及浮力的作用，浮子I會(huì)上下運(yùn)動(dòng)。該浮子的上下運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)柱狀發(fā)電裝置3內(nèi)的磁鐵上下運(yùn)動(dòng)。同時(shí)，彈簧9也會(huì)帶動(dòng)內(nèi)部的其他磁鐵9在柱狀發(fā)電裝置3內(nèi)往復(fù)上下運(yùn)動(dòng)。在該運(yùn)動(dòng)過程中，感應(yīng)線圈8相當(dāng)于在對(duì)磁場(chǎng)線進(jìn)行往返切割，并產(chǎn)生電流。該感應(yīng)線圈8可以與用電裝置相連接，也可以和蓄電池或者其他蓄電裝置相連接，將電力儲(chǔ)存起來。
[0026]較佳的，連接軸2的末端半徑以及第一磁鐵7的半徑至少有一個(gè)大于該密封件的內(nèi)徑，使得在海水上漲時(shí)，浮子I不會(huì)將磁鐵拉出柱狀發(fā)電裝置，能夠有效防止彈簧9過度拉伸導(dǎo)致彈簧9損壞。
[0027]上述各實(shí)施方式是實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解，而在實(shí)際應(yīng)用中，可以在形式上和細(xì)節(jié)上對(duì)其作各種改變，而不偏離本實(shí)用新型的精神和范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種耦合線性直驅(qū)浮子式波浪能發(fā)電裝置，其特征在于，包括底座； 柱狀發(fā)電裝置(3)固定設(shè)于所述底座上表面，且所述柱狀發(fā)電裝置(3)的頂部設(shè)有讓連接軸(2)通過的通孔，所述通孔設(shè)有密封件，且所述密封件套設(shè)于所述連接軸(2)上，所述連接軸(2)能夠相對(duì)所述密封件上下滑動(dòng);所述底座固定于海中； 所述柱狀發(fā)電裝置(3)內(nèi)部包括若干磁鐵(7)，所述磁鐵(7)依次豎直排列，且所述磁鐵(7)的N極指向所述柱狀發(fā)電裝置(3)的頂部或底部； 相鄰的兩個(gè)所述磁鐵(7)之間采用彈性件相互連接，位于最下方的所述磁鐵(7)通過彈性件與所述柱狀發(fā)電裝置(3)的底部固定連接，位于最上方的所述磁鐵(7)通過所述連接軸(2)與浮子(I)相連接； 感應(yīng)線圈(8)繞設(shè)于所述磁鐵(7)四周，且固定于所述柱狀發(fā)電裝置(3)，所述感應(yīng)線圈(8)的兩端與蓄電裝置或用電裝置相連接； 波浪帶動(dòng)所述浮子(I)上下移動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)磁鐵(7)上下移動(dòng)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耦合線性直驅(qū)浮子式波浪能發(fā)電裝置，其特征在于，所述彈性件為彈簧(9)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耦合線性直驅(qū)浮子式波浪能發(fā)電裝置，其特征在于，所述底座通過若干錨繩(5)與海底相連接。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耦合線性直驅(qū)浮子式波浪能發(fā)電裝置，其特征在于，所述底座為垂蕩板(4)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耦合線性直驅(qū)浮子式波浪能發(fā)電裝置，其特征在于，所述磁鐵(7)和/或所述連接軸(2)末端的半徑大于所述密封件的內(nèi)側(cè)半徑。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耦合線性直驅(qū)浮子式波浪能發(fā)電裝置，其特征在于，所述蓄電裝置為蓄電池。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耦合線性直驅(qū)浮子式波浪能發(fā)電裝置，其特征在于，所述感應(yīng)線圈(8)設(shè)于所述柱狀發(fā)電裝置(3)的內(nèi)表面。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線性直驅(qū)浮子式波浪能發(fā)電裝置，其特征在于，所述柱狀發(fā)電裝置(3)內(nèi)設(shè)有三個(gè)所述磁鐵(7)。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耦合線性直驅(qū)浮子式波浪能發(fā)電裝置，其特征在于，所述柱狀發(fā)電裝置(3)呈圓柱狀。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耦合線性直驅(qū)浮子式波浪能發(fā)電裝置，其特征在于，所述磁鐵(7)為永磁體。
【文檔編號(hào)】F03B13/18GK205714566SQ201620360489
【公開日】2016年11月23日
【申請(qǐng)日】2016年4月26日
【發(fā)明人】肖龍飛, 肖曉龍, 彭濤, 楊立軍, 李揚(yáng)
【申請(qǐng)人】上海交通大學(xué)