專利名稱：雙浮力體擺式雙向透平波浪能發(fā)電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于能源開發(fā)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種將海洋波浪能轉(zhuǎn)化為電能的發(fā)電裝置。
背景技術(shù)：
隨著在世界范圍能源危機(jī)的爆發(fā)及完成節(jié)能減排目標(biāo)的急迫，各國都加大了對清潔能源的開發(fā)利用。特別是加大了對海洋能的開發(fā)利用，其中波浪能因其儲量大、分布廣成為海洋能源研究和開發(fā)的熱點，近30年全世界建造的波浪能示范發(fā)電裝置在30個以上，但仍未能實現(xiàn)商業(yè)化利用的目標(biāo)，其原因是海洋環(huán)境惡劣及關(guān)鍵技術(shù)未能取得突破，致使現(xiàn)有發(fā)電裝置無法長時間、高可靠、高效率地運(yùn)行。本發(fā)明涉及一種波浪能發(fā)電裝置，將波浪的動能轉(zhuǎn)化為透平的旋轉(zhuǎn)機(jī)械能后直接驅(qū)動水下發(fā)電機(jī)。浮力擺具有吸收波能、自適應(yīng)潮差的作用，同時也具有充排氣上升下沉功能，這將有效避免臺風(fēng)及巨浪對發(fā)電設(shè)備毀壞性沖擊。因此該裝置具有較高的效率和可靠性。
發(fā)明內(nèi)容為了解決制約波浪能發(fā)電的問題，本實用新型設(shè)計了一種雙浮力體擺式波浪能發(fā)電裝置。把雙向自變距潮流能發(fā)電透平及直驅(qū)式海流能發(fā)電機(jī)應(yīng)用到波浪能發(fā)電中來，在雙向往返流作用下，透平可自動變換槳距以迎合來流方向；直驅(qū)式發(fā)電機(jī)直接浸泡在海水中利用海水冷卻，傳動機(jī)構(gòu)最直接、簡單、工作可靠。由波浪的基本理論可知，波浪的能量主要集中在海水表面，隨著深度的增加將以指數(shù)形式遞減，因此上浮力擺可憑借自身浮力始終位于表層海水以吸收最大波能。當(dāng)海上災(zāi)難性臺風(fēng)出現(xiàn)時，海洋表面的波浪能量巨大，將對整機(jī)產(chǎn)生災(zāi)難性的破壞，這時通過調(diào)節(jié)下浮筒內(nèi)氣壓以使整機(jī)沉入水下避免波浪對其巨大沖擊破壞。雙浮力體擺式雙向透平波浪能發(fā)電裝置主要由水下基座、自變距雙透平海流能發(fā)電機(jī)、上、下浮筒、上、下擺臂、限位支撐腳，充排氣閥組成，上、下浮筒被安置于上擺臂的兩端，自變距雙透平海流能發(fā)電機(jī)與上擺臂剛性連接，在浮筒吸收波浪能的過程中，隨擺臂一起做往復(fù)擺動，上擺臂與下擺臂間通過擺臂活動關(guān)節(jié)相連接，下擺臂上安置限位支撐腳，水下基座固定于海底與下擺臂通過擺臂活動關(guān)節(jié)鉸接。本實用新型的有益效果是:結(jié)構(gòu)簡單，突破了傳統(tǒng)擺式發(fā)電裝置因三級能量轉(zhuǎn)換而引起過多能量損耗，轉(zhuǎn)換效率較低及因液壓系統(tǒng)易損、易腐蝕及因難于密封而導(dǎo)致裝置無法長期可靠運(yùn)行的技術(shù)難關(guān)；該裝置采用二級能量轉(zhuǎn)化方式可直接將波能轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)機(jī)械能，無需齒輪變速機(jī)構(gòu)，透平通過主軸直接將扭矩傳遞于直驅(qū)發(fā)電機(jī)，減少了能量損耗；雙向自變距透平及可升降支撐結(jié)構(gòu)的應(yīng)用使系統(tǒng)適應(yīng)雙向來流及潮差變化進(jìn)而提高整機(jī)發(fā)電效率；同時可升降支撐機(jī)構(gòu)的使用易于部件的維修、更換及規(guī)避災(zāi)難提高系統(tǒng)的可靠性。這些效果的取得都將促使發(fā)電成本的降低，提高波浪能發(fā)電的核心競爭力。以下結(jié)合附圖
和實施例對本實用新型進(jìn)一步說明。附圖是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1.上浮筒，2.自變距雙透平海流能發(fā)電機(jī)，3.上擺臂，4.下浮筒，5.擺臂活動關(guān)節(jié)，6.限位支撐腳，7.下擺臂，8.水下基座，9.擺臂活動關(guān)節(jié)，10.充排氣閥
具體實施方式
如附圖中，本實用新型主要由水下基座8、自變距雙透平海流能發(fā)電機(jī)2、上、下浮筒1、4、上、下擺臂3、7、限位支撐腳6，充排氣閥10組成，上浮筒I與下浮筒4被安置于上擺臂上浮筒I與下浮筒4被安置于上擺臂3的兩端，其中上浮筒I中填充玻璃珠材料，其主要作用是吸收波浪能及適應(yīng)潮差；下浮筒4內(nèi)安置有氣囊，氣囊上連有通氣軟管與充排氣閥10連接，可通過外接氣壓調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)氣囊內(nèi)氣壓來改變下浮筒自身浮力，完成發(fā)電系統(tǒng)在維護(hù)及避災(zāi)時的上升或下降；自變距雙透平海流能發(fā)電機(jī)2與上擺臂3剛性連接，在浮筒I吸收波浪能的過程中，隨擺臂3 —起做往復(fù)擺動；自變距雙透平發(fā)電機(jī)所用葉片經(jīng)特殊設(shè)計，通過增加翼根部弦長使透平具有水動力補(bǔ)償特性，當(dāng)來流方向變化時，水流對翼根補(bǔ)償舵面產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)力矩，使葉片繞轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動完成變槳；上擺臂3與下擺臂7間通過活動關(guān)節(jié)5相連接，擺動關(guān)節(jié)5采用非金屬滾柱軸承，在滿足強(qiáng)度要求的同時其還具有自潤滑、耐腐蝕及免維修等的優(yōu)點；下擺臂7上安置限位支撐腳6，可以防止低潮位時擺臂與海底發(fā)生撞擊；通過打樁將水下基座8固定于海底為整機(jī)提供擺動支點，與下擺臂7通過擺臂活動關(guān)節(jié)9 (滾柱軸承)鉸接。
權(quán)利要求1.雙浮力體擺式雙向透平波浪能發(fā)電裝置，其特征是主要由水下基座(8)、自變距雙透平海流能發(fā)電機(jī)(2)、上浮筒(I)、下浮筒(4)、上擺臂(3)、下擺臂(7)、限位支撐腳(6)，充排氣閥(10)組成，上浮筒(I)與下浮筒(4)被安置于上擺臂(3)上，上浮筒(I)與下浮筒(4)被安置于上擺臂(3)的兩端，自變距雙透平海流能發(fā)電機(jī)(2)與上擺臂(3)剛性連接，在浮筒(I)吸收波浪能的過程中，隨擺臂(3) —起做往復(fù)擺動，上擺臂(3)與下擺臂(7)間通過擺臂活動關(guān)節(jié)(5)相連接，下擺臂(7)上安置限位支撐腳(6)，水下基座(8)固定于海底與下擺臂(7)通過擺臂活動關(guān)節(jié)(9)鉸接。
2.按權(quán)利要求1所述的雙浮力體擺式雙向透平波浪能發(fā)電裝置，其特征是其中上浮筒(I)中填充玻璃珠材料，下浮筒(4)內(nèi)安置有氣囊，氣囊通過軟管與充排氣閥(10 )連接。
專利摘要本實用新型雙浮力體擺式雙向透平波浪能發(fā)電裝置屬于能源開發(fā)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種將海洋波浪能轉(zhuǎn)化為電能的發(fā)電裝置。主要由基座、浮力擺支撐結(jié)構(gòu)及自變距水平軸潮流能發(fā)電機(jī)組成。潮流能發(fā)電機(jī)與浮力擺在波浪作用下往復(fù)擺動，在此過程中潮流能透平通過變槳并向同一方向旋轉(zhuǎn)吸收雙向來流的能量，大大提高了整機(jī)的效率。浮力擺上裝有充排氣閥，可以調(diào)整發(fā)電系統(tǒng)姿態(tài)完成機(jī)組的升降，在獲取海水表面最大波浪能的同時又可沉入海底避免災(zāi)害對整機(jī)的破壞。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，易于維修，突破了傳統(tǒng)擺式發(fā)電裝置因三級能量轉(zhuǎn)換而引起過多能量損耗、無法長期可靠運(yùn)行等技術(shù)難關(guān)。
文檔編號F03B13/16GK203035439SQ20122059304
公開日2013年7月3日 申請日期2012年11月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月12日
發(fā)明者張雪明, 張蕭, 董永軍, 吳百公 申請人:東北師范大學(xué)