漂浮式海浪能量轉(zhuǎn)換裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]該方案涉及一種無序海浪動能轉(zhuǎn)換裝置，具體地說是一種漂浮式海浪能量轉(zhuǎn)換裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]海洋面積占地球面積的71 %，海浪能在海洋能源中占有重要的比重，是一種豐富、可靠且取之不盡用之不竭的可靠能源。海水的波浪動能蘊藏著巨大的能量，據(jù)估算，世界海洋中比較容易利用的波浪能達到700億千瓦以上，具有巨大的開發(fā)潛能。
[0003]我國擁有1.8萬公里海岸線，且近海受季風氣候的影響，特別是在冬季強烈的偏北風作用下，從黃海至南海形成一條東北至西南走向的大波浪帶，平均海浪高度在2米以上，周期在4?8秒，具有十分可觀的開發(fā)潛力。
[0004]多年以來，有關(guān)波浪能發(fā)電的研宄持續(xù)推進，出現(xiàn)了多種設(shè)想，如近年英國等西歐國家開發(fā)應(yīng)用的浮筒式海蛇技術(shù)，他們使用幾個串聯(lián)在一起的浮筒騎在海浪上，利用海浪的起伏波角變化來推動浮筒的活塞發(fā)電，此種方式雖作為一種新的海浪發(fā)電理念被提出，但是，因為海浪的起伏本身存在一定限度，使得角度變化很小，且它是垂直于波峰線的，所以一串浮筒只能對應(yīng)很小角度的波浪，且波動效果也不好。而對于體積較大的漂浮物，隨海浪一起波動時，其產(chǎn)生的晃動比較大，將其與牽引繩連接能夠產(chǎn)生較大的牽引力；因此相較而言，目前大多數(shù)漂浮式海浪能量轉(zhuǎn)換裝置，主要還是利用漂浮在海面上的采能器隨著海浪上下浮動，并通過牽引繩直接將采能器的機械能轉(zhuǎn)換為液壓缸(換能器)的壓力勢能，并進一步通過液壓馬達驅(qū)動發(fā)電機進行發(fā)電。
[0005]但是，由于采能器在實際中是隨海浪一起進行的無序晃動，采能器的浮動并不是垂直方向上的規(guī)則往復運動，從而直接通過牽引繩直接將采能器的機械能轉(zhuǎn)換為液壓缸或者氣缸的壓力勢能的過程中，很容易造成采能器單方向的偏轉(zhuǎn)，使得效率轉(zhuǎn)化不高，無法獲得穩(wěn)定的能量輸出。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對上述現(xiàn)有技術(shù)中牽引繩直接與采能器連接，容易造成采能器單方向的偏轉(zhuǎn)，使得效率轉(zhuǎn)化不高，無法獲得穩(wěn)定的能量輸出的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種漂浮式海浪能量轉(zhuǎn)換裝置，它能夠減輕采能器的無序晃動，使采能器的運動近似為垂直方向上的規(guī)則往復運動，并通過與環(huán)形齒輪軸相配合的齒輪帶動牽引繩，有效提高能量轉(zhuǎn)化效率，并獲得穩(wěn)定的能量輸出。
[0007]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為:一種漂浮式海浪能量轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，包括基座、發(fā)電機、液壓馬達、采能器和換能器；
[0008]所述基座上設(shè)有固定桿，所述固定桿包括上方的環(huán)形齒輪部和下方的光軸部；
[0009]所述換能器包括缸體、活塞、端蓋和牽引繩，所述缸體上端與工作平臺下側(cè)固定連接，所述端蓋設(shè)置在所述缸體下端；所述活塞設(shè)置在所述缸體的內(nèi)腔中，所述缸體內(nèi)腔中充滿液態(tài)介質(zhì)，所述牽引繩一端與所述活塞下端中心處連接，另一端穿出所述端蓋中心處設(shè)置的通孔；所述活塞下端設(shè)有導向柱，所述導向柱穿出所述端蓋，且所述導向柱能沿軸向相對所述端蓋移動，所述活塞與所述端蓋之間的所述導向柱上套有螺旋彈簧；
[0010]所述采能器為圓筒形結(jié)構(gòu)，其內(nèi)部設(shè)有與所述環(huán)形齒輪部配合的齒輪，所述齒輪利用第一固定架設(shè)置在所述采能器的頂板上，所述齒輪的齒輪軸一端設(shè)有牽引繩纏繞輪；導向輪利用第二固定架設(shè)置在所述采能器的頂板上，所述牽引繩繞過導向輪后纏繞在所述牽引繩纏繞輪上；所述采能器的底板上設(shè)有支撐座，所述支撐座套置在所述光軸部上，所述采能器能相對所述光軸部上下移動；
[0011]所述發(fā)電機和液壓馬達設(shè)置在所述工作平臺上側(cè)，所述換能器驅(qū)動所述液壓馬達轉(zhuǎn)動，所述液壓馬達帶動所述發(fā)電機進行發(fā)電；
[0012]進一步地，所述光軸部上設(shè)有直線軸承，所述直線軸承設(shè)置在所述支撐座上。
[0013]進一步地，所述活塞下端中心處設(shè)有雙頭螺柱，所述雙頭螺柱下端設(shè)有與其螺紋連接的固定帽，所述固定帽中心處設(shè)有通孔，所述牽引繩穿過所述通孔后打成死結(jié)，該所述死結(jié)的直徑大于所述通孔的直徑。
[0014]進一步地，所述齒輪有多個，沿所述環(huán)形齒輪部均勻分布，且每個所述齒輪對應(yīng)的一個所述導向輪、一個所述換能器、一個發(fā)電機和一個液壓馬達均沿所述環(huán)形齒輪部的中心均勾分布。
[0015]本發(fā)明的有益效果是:第一，本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單可靠，制作成本低廉，能夠在海岸線進行大范圍建造使用；第二，能夠減輕采能器的無序晃動，使采能器的運動近似為垂直方向上的規(guī)則往復運動，并通過與環(huán)形齒輪軸相配合的齒輪帶動牽引繩，有效提高能量轉(zhuǎn)化效率，并獲得穩(wěn)定的能量輸出；第三，采用多組均勻布置換能器，進一步提高一次能量轉(zhuǎn)化利用效率，同時增強整個裝置的整體穩(wěn)定性。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明的軸視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2為本發(fā)明的正視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖3為本發(fā)明中換能器結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖4為本發(fā)明中采能器的正視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖5為本發(fā)明中采能器的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖中:1基座，11固定桿，111環(huán)形齒輪部，112光軸部，2采能器，21齒輪，211牽引繩纏繞輪，22第一固定架，23第二固定架，231導向輪，24支撐座，241直線軸承，3工作平臺，31發(fā)電機，32液壓馬達，33換能器，331牽引繩，332缸體，3321連接凸緣，3322端蓋，333活塞，3331雙頭螺柱，3332固定帽，3333導向柱，3334螺旋彈簧。
【具體實施方式】
[0022]如圖1至圖4所示，本發(fā)明主要包括基座1、發(fā)電機31、液壓馬達32、采能器2和換能器33，主要原理是利用漂浮在海面上的采能器2隨著海浪上下浮動，并通過牽引繩331直接將采能器2的機械能轉(zhuǎn)換為換能器33的壓力勢能；其中，所述發(fā)電機31和液壓馬達32均設(shè)置在所述工作平臺3上側(cè)，所述換能器33進一步通過內(nèi)部的液壓介質(zhì)驅(qū)動所述液壓馬達32轉(zhuǎn)動，所述液壓馬達32帶動所述發(fā)電機31進行發(fā)電。
[0023]以上本發(fā)明總體方案的整體描述，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案和具體的結(jié)構(gòu)進行詳細的描述。
[0024]如圖1所示，所述基座I為海底礁床或者人工制作的安裝平臺，固定桿11主要用來固定所述采能器2，其中，所述固定桿11下端固定設(shè)置在基座I上，該所述固定桿11包括上方的環(huán)形齒輪部111和下方的光軸部112。
[0025]如圖3所示，所述換能器33包括缸體332、活塞333、端蓋3322和牽引繩331，其主要原理是將采能器2隨海浪上下浮動所產(chǎn)生的機械動能轉(zhuǎn)化為活塞333的往復運動，并利用活塞333驅(qū)動所述缸體332中的液壓介質(zhì)運動，繼而驅(qū)動液壓馬達32帶動發(fā)電機31發(fā)電。
[0026]其中，如圖3所示，所述缸體332上端與工作平臺3下側(cè)通過緊固螺栓固定連接；所述端蓋3322設(shè)置在所述缸體332下端，具體實施例中，如圖3所示，所述缸體332下端設(shè)有連接凸緣3321，所述述端蓋3322與該所述連接凸緣3321通過緊固螺栓連接固定。
[0027]其中，如圖3所示，所述活塞333設(shè)置在所述缸體332的內(nèi)腔中，所述缸體332內(nèi)腔中充滿液態(tài)介質(zhì)，該液態(tài)介質(zhì)通常為液壓油；所述牽引繩331 —端與所述活塞333下端中心處連接，另一端穿出所述端蓋332