一種多級波浪能組合發(fā)電裝置制造方法
【專利摘要】一種多級波浪能組合發(fā)電裝置，它涉及一種基于磁流體通道的多級波浪能組合發(fā)電裝置。本發(fā)明為了解決現(xiàn)有波浪能采集的效率低、被轉(zhuǎn)換的二次能不穩(wěn)定、對海域環(huán)境的適應(yīng)性差、在利用波動能的同時，無法有效的將振動能量收集與利用的問題。本發(fā)明一種多級波浪能組合發(fā)電裝置，其包括置于水室內(nèi)的能量俘獲機(jī)構(gòu)、磁流體發(fā)電機(jī)構(gòu)和液態(tài)金屬發(fā)電機(jī)構(gòu)，所述能量俘獲機(jī)構(gòu)包括擺板和轉(zhuǎn)輪，擺板上端的外沿設(shè)有一轉(zhuǎn)軸，擺板和轉(zhuǎn)輪通過設(shè)于轉(zhuǎn)軸上端的一對撥叉相連，撥叉上開有槽道，轉(zhuǎn)輪為兩個相對設(shè)置的圓板。本發(fā)明用于波浪能發(fā)電。
【專利說明】一種多級波浪能組合發(fā)電裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種多級波浪能組合發(fā)電裝置，具體涉及一種基于磁流體通道的多級波浪能組合發(fā)電裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]波浪能裝置千變?nèi)f化，但通常具有兩個部分:第一部分為采集系統(tǒng)，作用是俘獲波浪能；第二部分為轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，即把俘獲的波浪能轉(zhuǎn)換為某種特定形式的機(jī)械能或電能。目前比較成功投入運營的擺式波力發(fā)電裝置有PENDULUM系統(tǒng)，點頭鴨系統(tǒng)，波浪擺系統(tǒng)等。
[0003]現(xiàn)有的波浪能發(fā)電系統(tǒng)存在的問題主要是波能密度相對較低，而我國的波浪能發(fā)電成本較高。從目前技術(shù)水平看，其發(fā)電成本要降到現(xiàn)在風(fēng)能發(fā)電的水平困難相當(dāng)大，如果僅僅從經(jīng)濟(jì)效益的角度，波浪發(fā)電目前還比較難推廣。但是，從環(huán)境保護(hù)及可再生能源的角度，波浪發(fā)電勢在必行。波浪能是可再生能源中最不穩(wěn)定的能源，波浪不能定期生產(chǎn)，且具有能量強(qiáng)但速度慢和周期變化的特點?，F(xiàn)有的有關(guān)波浪發(fā)電技術(shù)的不足在于，波浪能采集的效率低，被轉(zhuǎn)換的二次能不穩(wěn)定，以及對海域環(huán)境的適應(yīng)性差。在擺板式波浪能發(fā)電系統(tǒng)中，如何在不增加成本的情況下，提高其發(fā)電效率是一個重要的課題。
[0004]同時，擺式波浪能利用裝置只能利用海面波浪的波動能量，而其振動能量只能白白流失。如何在利用波動能的同時，有效的將振動能量收集與利用也成為一個關(guān)鍵性問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有波浪能采集的效率低、被轉(zhuǎn)換的二次能不穩(wěn)定、對海域環(huán)境的適應(yīng)性差、在利用波動能的同時，無法有效的將振動能量收集與利用的問題，進(jìn)而提供一種多級波浪能組合發(fā)電裝置。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種多級波浪能組合發(fā)電裝置，包括置于水室內(nèi)的能量俘獲機(jī)構(gòu)、磁流體發(fā)電機(jī)構(gòu)和液態(tài)金屬發(fā)電機(jī)構(gòu)，所述能量俘獲機(jī)構(gòu)包括擺板和轉(zhuǎn)輪，擺板上端的外沿設(shè)有一轉(zhuǎn)軸，擺板和轉(zhuǎn)輪通過設(shè)于轉(zhuǎn)軸上端的一對撥叉相連，撥叉上開有槽道，轉(zhuǎn)輪為兩個相對設(shè)置的圓板，兩圓板中間設(shè)有兩個將其連在一起的短圓柱，轉(zhuǎn)輪兩圓板的外側(cè)分別裝有滾輪，滾輪通過穿過轉(zhuǎn)輪的螺栓固定且卡在撥叉的槽道里，轉(zhuǎn)輪通過一軸固定在基座延伸出的支撐軸桿上；
[0007]磁流體發(fā)電機(jī)構(gòu)包括一 U型管主體、沿U型管主體兩端向上延伸的兩磁流體通道、連輪桿、推桿、磁體一、電板和活塞；兩磁流體通道的上端分別設(shè)有活塞，活塞與轉(zhuǎn)輪之間依次通過連輪桿、推桿連接，連輪桿一端依靠轉(zhuǎn)動副連接在兩圓板間的短圓柱上，另一端依靠轉(zhuǎn)動副連在推桿上；活塞在磁流體通道上端的活塞缸內(nèi)往復(fù)運動，兩對磁體一分別固定在U型管主體的側(cè)壁外端，U型管主體的側(cè)壁內(nèi)部設(shè)有一對相對的電板，電板之間裝有液態(tài)金屬；
[0008]液態(tài)金屬發(fā)電機(jī)構(gòu)包括兩支撐架、外殼、磁體二、存忙容器、發(fā)電通道、液態(tài)金屬和電極，支撐架固定在水室底端，外殼為一密封管，與水室內(nèi)壁連接，存貯容器、發(fā)電通道、磁體、電極設(shè)在外殼內(nèi)部，發(fā)電通道穿過一對磁體二，液態(tài)金屬和電極置于發(fā)電通道內(nèi)。
[0009]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下效果:
[0010]I本發(fā)明多級波浪能組合發(fā)電裝置采用了具有良好吸波特性的結(jié)構(gòu)，輔以液態(tài)金屬磁流體通道的發(fā)電終端所提出的“基于液態(tài)金屬磁流體通道多級波浪能組合發(fā)電裝置”，其具有結(jié)構(gòu)簡約、效率高、功率輸出穩(wěn)定的功能。
[0011]2懸掛式的擺板帶動轉(zhuǎn)輪機(jī)械傳動結(jié)構(gòu),從而推動液態(tài)金屬流動,相較于傳統(tǒng)的高速、低轉(zhuǎn)矩的旋轉(zhuǎn)發(fā)電機(jī)，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)更能符合低速、大作用力的波浪運動，對各種工況都有較好的兼容性。
[0012]3漂浮體搖擺式波浪能發(fā)電裝置利用吸收波浪能之后自身姿態(tài)變化而導(dǎo)致液態(tài)金屬勢能改變，自發(fā)流動的特點進(jìn)行發(fā)電，能量轉(zhuǎn)化途徑大大簡化，效率得以提升。
[0013]4擺板式和搖擺式波浪能發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)合，可提高發(fā)電效率，簡化結(jié)構(gòu)，節(jié)約成本，同時實現(xiàn)了海面波浪能的多級利用。
[0014]5水室和漂浮體的結(jié)合能夠較好地解決懸掛式擺板在雙向擺動時吸波效率下降的問題。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明多級波浪能組合發(fā)電裝置的立體示意圖；
[0016]圖2a是本發(fā)明多級波浪能組合發(fā)電裝置的正視圖，圖2b是本發(fā)明多級波浪能組合發(fā)電裝置的側(cè)視圖；
[0017]圖3a是本發(fā)明多級波浪能組合發(fā)電裝置能量俘獲機(jī)構(gòu)的右視圖，圖3b是本發(fā)明多級波浪能組合發(fā)電裝置能量俘獲機(jī)構(gòu)的正視圖，圖3c是本發(fā)明多級波浪能組合發(fā)電裝置能量俘獲機(jī)構(gòu)的左視圖，圖3d是本發(fā)明多級波浪能組合發(fā)電裝置推桿與擺板的俯視圖；
[0018]圖4是本發(fā)明多級波浪能組合發(fā)電裝置的磁流體發(fā)電機(jī)構(gòu)示意圖；
[0019]圖5是本發(fā)明多級波浪能組合發(fā)電裝置的液態(tài)金屬發(fā)電機(jī)構(gòu)示意圖。
[0020]各個組件標(biāo)號如下:
[0021]水室1、擺板2、撥叉3、錐形板4、轉(zhuǎn)輪5、滾輪6、轉(zhuǎn)軸7、連輪桿8、推桿9、磁體一
10、電板11、支撐架12、外殼13、磁體二 14、活塞15、基座16、U型管主體17、磁流體通道18、發(fā)電通道19。
【具體實施方式】
[0022]【具體實施方式】一:結(jié)合圖1和圖2說明本實施方式，本實施方式包括置于水室I內(nèi)的能量俘獲機(jī)構(gòu)、磁流體發(fā)電機(jī)構(gòu)和液態(tài)金屬發(fā)電機(jī)構(gòu)，所述能量俘獲機(jī)構(gòu)包括擺板2和轉(zhuǎn)輪5，擺板2上端的外沿設(shè)有一轉(zhuǎn)軸7，擺板2和轉(zhuǎn)輪5通過設(shè)于轉(zhuǎn)軸7上端的一對撥叉3相連，撥叉3上開有槽道，轉(zhuǎn)輪5為兩個相對設(shè)置的圓板，兩圓板中間設(shè)有兩個將其連在一起的短圓柱，轉(zhuǎn)輪5兩圓板的外側(cè)分別裝有滾輪6，滾輪6通過穿過轉(zhuǎn)輪5的螺栓固定且卡在撥叉3的槽道里，轉(zhuǎn)輪5通過一軸固定在基座16延伸出的支撐軸桿上；
[0023]磁流體發(fā)電機(jī)構(gòu)包括一 U型管主體17、沿U型管主體17兩端向上延伸的兩磁流體通道18、連輪桿8、推桿9、磁體一 10、電板11和活塞15 ;兩磁流體通道18的上端分別設(shè)有活塞15，活塞15與轉(zhuǎn)輪5之間依次通過連輪桿8、推桿9連接，連輪桿8 一端依靠轉(zhuǎn)動副連接在兩圓板間的短圓柱上，另一端依靠轉(zhuǎn)動副連在推桿9上；活塞15在磁流體通道18上端的活塞缸內(nèi)往復(fù)運動，兩對磁體一 10分別固定在U型管主體17的側(cè)壁外端，U型管主體17的側(cè)壁內(nèi)部設(shè)有一對相對的電板11,電板11之間裝有液態(tài)金屬；
[0024]液態(tài)金屬發(fā)電機(jī)構(gòu)包括兩支撐架12、外殼13、磁體二 14、存貯容器、發(fā)電通道19、液態(tài)金屬和電極，支撐架12固定在水室I的側(cè)壁處，夕卜殼13為一密封管,與水室I內(nèi)壁上的支撐架12相連接，存貯容器、發(fā)電通道19、磁體、電極設(shè)在外殼13內(nèi)部，發(fā)電通道19穿過一對磁體二 14,液態(tài)金屬和電極置于發(fā)電通道19內(nèi)。
[0025]當(dāng)擺板2做往復(fù)擺動，擺板2帶動上端撥叉3的運動，通過轉(zhuǎn)軸7將撥叉3的往復(fù)擺動轉(zhuǎn)換為磁流體通道推桿的往復(fù)直線運動，推桿的往復(fù)直線運動推動磁流體在磁流體通道18內(nèi)往復(fù)運動，從而切割磁感線產(chǎn)生電流。磁流體通道18為直線式，由不導(dǎo)磁、不導(dǎo)電的材料制成，其橫截面為矩形或方形。電板11為平板形，相對貼在與磁場方向平行的磁流體通道18的內(nèi)壁上，收集MHD作用所產(chǎn)生的電流，磁體二 14布置于殼體13的中間位置，可產(chǎn)生垂直于流動方向的磁場。
[0026]【具體實施方式】二:結(jié)合圖3、圖4說明本實施方式，擺板2主體為一錐形板4，擺板2上端的轉(zhuǎn)軸7懸掛于基座16延伸出的支撐軸桿上。其它組成和連接關(guān)系與【具體實施方式】一相同。
[0027]【具體實施方式】三:結(jié)合圖1說明本實施方式，本實施方式的磁體一 10和磁體二 14為兩極磁體，材質(zhì)為永磁體、電磁體或超導(dǎo)磁體。其它組成和連接關(guān)系與【具體實施方式】二相同。
[0028]【具體實施方式】四:結(jié)合圖1說明本實施方式，本實施方式的外殼13兩端各布置有一用于定位的鉤環(huán)，磁體二 14設(shè)于外殼13內(nèi)部的中間位置。其它組成和連接關(guān)系與【具體實施方式】三相同。
[0029]【具體實施方式】五:結(jié)合圖1說明本實施方式，本實施方式的外殼13的一端設(shè)有一短軸，短軸兩端分別卡在基座6的兩支撐架12的槽道內(nèi)且可上下運動。其它組成和連接關(guān)系與【具體實施方式】四相同。
[0030]工作原理如下:當(dāng)波浪與擺板2作用時，其能量可以驅(qū)動擺板完成一定角度范圍內(nèi)的往復(fù)擺動，通過固接在擺板2上的連接桿8帶動轉(zhuǎn)輪5做不完全的轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)輪5連接連接桿8、推桿9等，使活塞15做直線往復(fù)運動，推動液態(tài)金屬通過磁場區(qū)域而進(jìn)行切割磁感線發(fā)電。另一方面，波浪推動擺板2運動與水室I壁反射作用容易在水室中形成較為強(qiáng)烈的擾動，因此在此處設(shè)計添加具有較好隨波特性，并能高效吸收擾動能量的漂浮體搖擺式磁流體發(fā)電設(shè)備，實現(xiàn)對于波浪能的二次吸收利用。
[0031]上述內(nèi)容僅為本發(fā)明的較佳實施例，并非用于限制本發(fā)明的實施方案，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的主要構(gòu)思和精神，可以十分方便地進(jìn)行相應(yīng)的變通或修改，故本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以權(quán)利要求書所要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種多級波浪能組合發(fā)電裝置，包括置于水室(1)內(nèi)的能量俘獲機(jī)構(gòu)、磁流體發(fā)電機(jī)構(gòu)和液態(tài)金屬發(fā)電機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述能量俘獲機(jī)構(gòu)包括擺板(2)和轉(zhuǎn)輪(5)，擺板(2)上端的外沿設(shè)有一轉(zhuǎn)軸(7)，擺板(2)和轉(zhuǎn)輪(5)通過設(shè)于轉(zhuǎn)軸(7)上端的一對撥叉(3)相連，撥叉(3)上開有槽道，轉(zhuǎn)輪(5)為兩個相對設(shè)置的圓板，兩圓板中間設(shè)有兩個將其連在一起的短圓柱，轉(zhuǎn)輪(5)兩圓板的外側(cè)分別裝有滾輪(6)，滾輪(6)通過穿過轉(zhuǎn)輪(5)的螺栓固定且卡在撥叉(3)的槽道里，轉(zhuǎn)輪(5)通過一軸固定在基座(16)延伸出的支撐軸桿上； 磁流體發(fā)電機(jī)構(gòu)包括一U型管主體(17)、沿U型管主體(17)兩端向上延伸的兩磁流體通道(18)、連輪桿(8)、推桿(9)、磁體一(10)、電板(11)和活塞(15);兩磁流體通道(18)的上端分別設(shè)有活塞(15)，活塞(15)與轉(zhuǎn)輪(5)之間依次通過連輪桿(8)、推桿(9)連接，連輪桿(8) —端依靠轉(zhuǎn)動副連接在兩圓板間的短圓柱上，另一端依靠轉(zhuǎn)動副連在推桿(9)上；活塞(15)在磁流體通道(18)上端的活塞缸內(nèi)往復(fù)運動，兩對磁體一(10)分別固定在U型管主體(17)的側(cè)壁外端，U型管主體(17)的側(cè)壁內(nèi)部設(shè)有一對相對的電板(11),電板(11)之間裝有液態(tài)金屬； 液態(tài)金屬發(fā)電機(jī)構(gòu)包括兩支撐架(12)、外殼(13)、磁體二(14)、存貯容器、發(fā)電通道(19)、液態(tài)金屬和電極,支撐架(12)固定在水室(I)底端,外殼(13)為一密封管，與水室(I)內(nèi)壁連接，存貯容器、發(fā)電通道(19)、磁體、電極設(shè)在外殼(13)內(nèi)部，發(fā)電通道(19)穿過一對磁體二(14)，液態(tài)金屬和電極置于發(fā)電通道(19)內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多級波浪能組合發(fā)電裝置，其特征在于，擺板(2)主體為一錐形板(4)，擺板(2)上端的轉(zhuǎn)軸(7)懸掛于基座(16)延伸出的支撐軸桿上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多級波浪能組合發(fā)電裝置，其特征在于，磁體一(10)和磁體二(14)為兩極磁體，材質(zhì)為永磁體、電磁體或超導(dǎo)磁體。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多級波浪能組合發(fā)電裝置，其特征在于，外殼(13)兩端各布置有一用于定位的鉤環(huán)，磁體二(14)設(shè)于外殼(13)內(nèi)部的中間位置。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的多級波浪能組合發(fā)電裝置，其特征在于，外殼(13)的一端設(shè)有一短軸，短軸兩端分別卡在基座(6)的兩支撐架(12)的槽道內(nèi)且可上下運動。
【文檔編號】F03B13/14GK103967695SQ201410230839
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年5月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月28日
【發(fā)明者】張昊春, 吉宇, 王亞輝, 李延廣, 郝瑩, 趙鑫宇 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)