專利名稱：陣列式波浪能發(fā)電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
陣列式波浪能發(fā)電裝置技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實用新型專利屬于海洋可再生能源利用技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種陣列式波浪能發(fā)電裝置。
背景技術(shù)：
[0002]波浪能是海洋中分布最廣，能量密度最大的可再生能源。規(guī)?；氖占ɡ四埽⑵滢D(zhuǎn)化為電能可解決海島居民與海洋設(shè)備的供電問題，也可為海洋環(huán)境測試以及海洋漁業(yè)等方面提供源源不斷的電能。按國內(nèi)外波浪能現(xiàn)有裝置技術(shù)對波浪能能流影響的結(jié)果可大致劃分為點吸收式、消耗式和截止式三大類技術(shù)。振蕩浮子式波浪能收集技術(shù)屬于點吸收式，依靠振蕩浮子在波浪中的上下運動吸收波浪能。目前，一套振蕩浮子式發(fā)電裝置一般只能利用一個或者少量振蕩浮子來收集波浪能，每個振蕩浮子只有在隨波浪上升或者下降時才能單方向吸收波浪能，也就是每整個波浪能周期只有1/2個周期是吸收波浪能做功的。因此，波浪能吸收效率低，發(fā)電穩(wěn)定性較差，電能質(zhì)量不高，對整套發(fā)電裝置的沖擊性較大。另一方面，現(xiàn)有的波浪能發(fā)電裝置不能同時收集海面上不同位置的波浪能，由于受到單個振蕩浮子體積、重量等因素的限制，其收集波浪能的總功率受到限制，不能大規(guī)模發(fā)電。實用新型內(nèi)容[0003]本實用新型的目的在于提供一種可收集大量波浪能、波浪能收集的穩(wěn)定性高、不易被海水腐蝕的陣列式波浪能發(fā)電裝置。[0004]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型的技術(shù)解決方案是[0005]本實用新型是一種陣列式波浪能發(fā)電裝置，它包括發(fā)電機艙、旋轉(zhuǎn)軸、多組振蕩浮子組、液壓發(fā)電裝置；所述的發(fā)電機艙由相對設(shè)置的左側(cè)發(fā)電機艙和右側(cè)發(fā)電機艙構(gòu)成，旋轉(zhuǎn)軸安裝于左側(cè)發(fā)電機艙和右側(cè)發(fā)電機艙之間；所述的振蕩浮子組包括超越離合器、振蕩浮子、配重體、定滑輪、海底重物、傳動索，所述的多組振蕩浮子組上的超越離合器間隔安裝于旋轉(zhuǎn)軸，所述的傳動索一端繞經(jīng)超越離合器連接配重體，另一端繞經(jīng)定滑輪連接振蕩浮子，在定滑輪的底部懸掛海底重物；所述的液壓發(fā)電裝置安裝在右側(cè)發(fā)電機艙內(nèi)并與旋轉(zhuǎn)軸連接。[0006]所述的液壓發(fā)電裝置包括變量泵、濾油器、油箱、安全閥、單向閥、蓄能器、油路開關(guān)、油路管道、變量馬達(dá)、永磁同步發(fā)電機；所述的旋轉(zhuǎn)軸通過聯(lián)軸器與變量泵連接，油箱中的液壓油通過濾油器送入變量泵中，液壓油通過油路管道依次連接單向閥、蓄能器、油路開關(guān)和變量馬達(dá)，變量馬達(dá)的輸出軸與永磁同步發(fā)電機的輸入軸連接，安全閥和變量馬達(dá)的出油管通過管道與油箱連接。[0007]本實用新型還包括安裝平臺，該安裝平臺由左側(cè)樁體和右側(cè)樁體構(gòu)成，為雙樁體結(jié)構(gòu)，左側(cè)樁體和右側(cè)樁體垂直安裝于海洋之中，樁體底端深插于海底，樁體頂端高于海水漲潮時的最大高度，左側(cè)發(fā)電機艙和右側(cè)發(fā)電機艙分別固定安裝于左側(cè)樁體和右側(cè)樁體之上。[0008]采用上述方案后，本實用新型具有的優(yōu)點是[0009](1)本實用新型裝置可同時收集大量振蕩浮子所獲得的波浪能，并將其轉(zhuǎn)化為同一旋轉(zhuǎn)軸的機械能，帶動液壓發(fā)電裝置發(fā)電。因此，本實用新型可提高波浪能發(fā)電裝置的總功率，進(jìn)行大規(guī)模發(fā)電。[0010](2)本實用新型可根據(jù)海面波浪實際情況，將多個振蕩浮子布放于不同位置，在某些振蕩浮子處于上浮周期時，另一部分振蕩浮子處于下降周期。因此，在每一時刻旋轉(zhuǎn)軸都能收集到不同振蕩浮子的波浪能，振蕩浮子數(shù)量越多，波浪能收集越均勻，與單一振蕩浮子式收集裝置相比，本實用新型提高了波浪能收集的穩(wěn)定性，降低了波浪能對整套裝置的沖擊ο[0011](3)旋轉(zhuǎn)軸和振蕩浮子之間僅依靠傳動索連接，除振蕩浮子、定滑輪和錨定重物外，其它設(shè)備都置于海面之上，不和海水接觸，因此不易被海水腐蝕，便于安裝、調(diào)試與維修。[0012]
以下結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型作進(jìn)一步的說明。

[0013]圖1是本實用新型的陣列式波浪能收集裝置結(jié)構(gòu)示意圖；[0014]圖2是本實用新型的液壓發(fā)電裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
[0015]如圖1所示，本實用新型是一種陣列式波浪能發(fā)電裝置，它包括安裝平臺1、發(fā)電機艙2、旋轉(zhuǎn)軸3、多組振蕩浮子組4、液壓發(fā)電裝置5。[0016]所述的發(fā)電機艙2由相對設(shè)置的左側(cè)發(fā)電機艙21和右側(cè)發(fā)電機艙22構(gòu)成，可為立方體，也可為其它形狀。旋轉(zhuǎn)軸3安裝于左側(cè)發(fā)電機艙21和右側(cè)發(fā)電機艙22之間，可在外力作用下旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)軸3的剛度、長度可按照發(fā)電功率的要求選定。[0017]所述的振蕩浮子組4包括超越離合器41、振蕩浮子42、配重體43、定滑輪44、海底重物45、傳動索46。所述的多組振蕩浮子組4上的超越離合器41等距間隔安裝于旋轉(zhuǎn)軸 3上。所述的傳動索46 —端繞經(jīng)超越離合器41連接配重體43，另一端繞經(jīng)定滑輪44連接振蕩浮子42，定滑輪44起改變傳動索拉力方向的作用，在定滑輪44的底部懸掛海底重物 45，海底重物45沉于海底，其位置不隨海水運動而改變，起到固定振蕩浮子位置的作用；所述的液壓發(fā)電裝置5安裝在右側(cè)發(fā)電機艙22內(nèi)(也可裝在左側(cè)發(fā)電機艙21內(nèi))并與旋轉(zhuǎn)軸 3連接。所述的傳動索46采用超高分子聚氯乙烯材料，其抗拉力是同等直徑的鐵鏈的5倍以上，密度低于海水的密度，其重量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于同等體積鐵鏈的重量。所述的定滑輪44材料為不銹鋼管，并在其外表面熱噴涂鋁和海工油漆處理，防止海水腐蝕。[0018]所述的安裝平臺1由左側(cè)樁體11和右側(cè)樁體12構(gòu)成，為雙樁體結(jié)構(gòu)。左側(cè)樁體 11和右側(cè)樁體12垂直安裝于海洋之中，樁體底端深插于海底，樁體頂端高于海水漲潮時的最大高度，左側(cè)樁體11與右側(cè)樁體12須具有較大的承載能力，其直徑和插入海底的深度依據(jù)各條傳動索46的作用力和海浪、海流對樁體的作用力進(jìn)行強度校核得出。左側(cè)發(fā)電機艙21和右側(cè)發(fā)電機艙22分別固定安裝于左側(cè)樁體11和右側(cè)樁體12之上。所述的左側(cè)樁體11和右側(cè)樁體12材料為不銹鋼管，并在其外表面熱噴涂鋁和海工油漆處理，防止海水腐蝕。[0019]本實用新型的振蕩浮子組4為6組，即有6個振蕩浮子42，在實際安裝時可根據(jù)所需發(fā)電功率的大小增加或減少振蕩浮子42的數(shù)目，同時相應(yīng)增、減超越離合器41、配重體43、定滑輪44、海底重物45以及傳動索46的數(shù)目?？梢罁?jù)海上現(xiàn)場的實際情況將多個振蕩浮子42排列成方陣、線形、圓形或其他不同形狀的陣列。圖1中，振蕩浮子42顯示為圓柱體，在實際安裝時振蕩浮子42也可采用其他外形。[0020]如圖2所示，所述的液壓發(fā)電裝置5包括變量泵51、濾油器52、油箱53、安全閥M、 單向閥55、蓄能器56、油路開關(guān)57、變量馬達(dá)58、永磁同步發(fā)電機59。所述的旋轉(zhuǎn)軸3通過聯(lián)軸器與變量泵51連接，油箱53中的液壓油通過濾油器52送入變量泵51中，液壓油通過油路管道依次連接單向閥55、蓄能器56、油路開關(guān)57和變量馬達(dá)58，變量馬達(dá)58的輸出軸與永磁同步發(fā)電機59的輸入軸連接，安全閥M和變量馬達(dá)58的出油管通過管道與油箱 53連接。需要說明的是，所述的變量泵51、蓄能器56、變量馬達(dá)58以及永磁同步發(fā)電機59 可采用多種形式，包括現(xiàn)有已經(jīng)公開的技術(shù)。[0021]本實用新型的工作原理[0022]如圖1所示，振蕩浮子42在波浪的作用下上下運動，帶動各自的傳動索46移動， 傳動索46纏繞在超越離合器41上。當(dāng)波浪上升時，振蕩浮子42上浮，配重體43隨之上升， 超越離合器41閉合，傳動索46上產(chǎn)生的拉力帶動旋轉(zhuǎn)軸3旋轉(zhuǎn)；而當(dāng)波浪下降時，振蕩浮子42下沉，配重體43隨之下降，此時超越離合器41分離，不能將傳動索上產(chǎn)生的拉力傳遞到旋轉(zhuǎn)軸3上。每個振蕩浮子42所獲得的波浪能都只能在上浮時使旋轉(zhuǎn)軸3單方向轉(zhuǎn)動。 當(dāng)旋轉(zhuǎn)軸3上安裝多個超越離合器41時，多個超越離合器41在多個振蕩浮子42的作用下使得旋轉(zhuǎn)軸3向同一方向旋轉(zhuǎn)，防止了多個振蕩浮子42收集的波浪能之間的相互抵消。每個振蕩浮子42都會在上浮的過程中帶動傳動索46在旋轉(zhuǎn)軸3上產(chǎn)生一定大小的扭矩，并進(jìn)行疊加，最終帶動旋轉(zhuǎn)軸3轉(zhuǎn)動做功。多個振蕩浮子42所收集的波浪能同時轉(zhuǎn)變?yōu)榱诵D(zhuǎn)軸3的機械能。[0023]結(jié)合圖2所示，所述的旋轉(zhuǎn)軸3伸入到海面上方的發(fā)電機艙2內(nèi)部，通過聯(lián)軸器連接到變量泵51上，變量泵51將旋轉(zhuǎn)軸3的旋轉(zhuǎn)機械能轉(zhuǎn)化為液壓油的勢能，液壓油經(jīng)蓄能器穩(wěn)壓后，沖擊變量馬達(dá)58，變量馬達(dá)58帶動永磁同步發(fā)電機59發(fā)電。[0024]以上所述，僅為本實用新型較佳實施例而已，振蕩浮子也可采用其他外形。即依本實用新型專利范圍及說明書內(nèi)容所作的振蕩浮子數(shù)目、外形及排列方式的變化，皆應(yīng)仍屬本實用新型專利涵蓋的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種陣列式波浪能發(fā)電裝置，其特征在于它包括發(fā)電機艙、旋轉(zhuǎn)軸、多組振蕩浮子組、液壓發(fā)電裝置；所述的發(fā)電機艙由相對設(shè)置的左側(cè)發(fā)電機艙和右側(cè)發(fā)電機艙構(gòu)成，旋轉(zhuǎn)軸安裝于左側(cè)發(fā)電機艙和右側(cè)發(fā)電機艙之間；所述的振蕩浮子組包括超越離合器、振蕩浮子、配重體、定滑輪、海底重物、傳動索，所述的多組振蕩浮子組上的超越離合器間隔安裝于旋轉(zhuǎn)軸，所述的傳動索一端繞經(jīng)超越離合器連接配重體，另一端繞經(jīng)定滑輪連接振蕩浮子， 在定滑輪的底部懸掛海底重物；所述的液壓發(fā)電裝置安裝在右側(cè)發(fā)電機艙內(nèi)并與旋轉(zhuǎn)軸連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陣列式波浪能發(fā)電裝置，其特征在于所述的液壓發(fā)電裝置包括變量泵、濾油器、油箱、安全閥、單向閥、蓄能器、油路開關(guān)、油路管道、變量馬達(dá)、永磁同步發(fā)電機；所述的旋轉(zhuǎn)軸通過聯(lián)軸器與變量泵連接，油箱中的液壓油通過濾油器送入變量泵中，液壓油通過油路管道依次連接單向閥、蓄能器、油路開關(guān)和變量馬達(dá)，變量馬達(dá)的輸出軸與永磁同步發(fā)電機的輸入軸連接，安全閥和變量馬達(dá)的出油管通過管道與油箱連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陣列式波浪能發(fā)電裝置，其特征在于它還包括安裝平臺，該安裝平臺由左側(cè)樁體和右側(cè)樁體構(gòu)成，為雙樁體結(jié)構(gòu)，左側(cè)樁體和右側(cè)樁體垂直安裝于海洋之中，樁體底端深插于海底，樁體頂端高于海水漲潮時的最大高度，左側(cè)發(fā)電機艙和右側(cè)發(fā)電機艙分別固定安裝于左側(cè)樁體和右側(cè)樁體之上。
專利摘要本實用新型公開了一種陣列式波浪能發(fā)電裝置，它包括安裝平臺、發(fā)電機艙、旋轉(zhuǎn)軸、多組振蕩浮子組、液壓發(fā)電裝置。多組振蕩浮子組在海面上布放成陣列，能夠同時收集不同位置的波浪能，通過傳動索帶動超越離合器將其同步轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)軸的機械能，旋轉(zhuǎn)軸帶動永磁發(fā)電機發(fā)電。本實用新型不僅能夠同時收集多個振蕩浮子的波浪能，實現(xiàn)規(guī)模化波浪能發(fā)電，提高波浪能發(fā)電的性價比和收集波浪能的穩(wěn)定性。還可以將所有液壓設(shè)備與發(fā)電設(shè)備都置于海面之上，不與海水接觸，因此不易被海水腐蝕、便于安裝、調(diào)試與維修。
文檔編號F03B13/22GK202300816SQ20112042286
公開日2012年7月4日 申請日期2011年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月31日
發(fā)明者何宏舟, 巫明茂, 楊紹輝 申請人:集美大學(xué)