一種波浪能發(fā)電裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種波浪能發(fā)電裝置，包括主體桁架，主體桁架中固定有充氣筒，波浪收集筒水平排列，經(jīng)波浪收集筒桁架固定在主體桁架上，所述波浪收集筒的主體為圓筒狀，其兩端設(shè)有圓臺(tái)筒狀結(jié)構(gòu)的擴(kuò)口，一端的擴(kuò)口為波浪收集口，另一端為出水口，出水口端設(shè)置有反流擋板，所述波浪收集筒內(nèi)設(shè)置有一單向旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸上固定有多層葉片，皮帶輪與轉(zhuǎn)軸之間固定，相鄰的波浪收集筒進(jìn)水方向相反，轉(zhuǎn)軸反向安裝、旋轉(zhuǎn)方向相反，相鄰的兩個(gè)波浪收集筒的皮帶輪與同一臺(tái)增速機(jī)間傳動(dòng)，增速機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。本發(fā)明應(yīng)用雙向排布的擴(kuò)口狀的波浪收集筒，可以收集更多的波浪能并可雙向利用波浪能，具有結(jié)構(gòu)簡單、能量轉(zhuǎn)換效率高的優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】
一種波浪能發(fā)電裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及波浪能利用技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種波浪能發(fā)電裝置?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]能源是人類社會(huì)發(fā)展的重要基礎(chǔ)資源，而不可再生能源的蘊(yùn)藏量是有限的。波浪能作為海洋中分布最廣的可再生能源，利用波浪能發(fā)電的有關(guān)研究日益受到人們的重視。 現(xiàn)有的波浪發(fā)電裝置主要有震蕩水柱式、擺動(dòng)式、鴨式等，但都存在能源效率不高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜等缺點(diǎn)，不利于波浪能發(fā)電的推廣應(yīng)用。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡單、能量轉(zhuǎn)換效率高的波浪能發(fā)電裝置。
[0004]本發(fā)明為了實(shí)現(xiàn)上述目的，采用如下措施:一種波浪能發(fā)電裝置，包括主體桁架，主體桁架中固定有充氣筒，波浪收集筒水平排列，經(jīng)波浪收集筒桁架固定在主體桁架上，所述波浪收集筒的主體為圓筒狀，其兩端設(shè)有圓臺(tái)筒狀結(jié)構(gòu)的擴(kuò)口，一端的擴(kuò)口為波浪收集口，另一端為出水口，出水口端設(shè)置有反流擋板，所述波浪收集筒內(nèi)設(shè)置有一單向旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸上固定有多層葉片，皮帶輪與轉(zhuǎn)軸之間固定，相鄰的波浪收集筒進(jìn)水方向相反，轉(zhuǎn)軸反向安裝、旋轉(zhuǎn)方向相反，相鄰的兩個(gè)波浪收集筒的皮帶輪與同一臺(tái)增速機(jī)間傳動(dòng)，增速機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。
[0005]所述波浪收集筒的內(nèi)設(shè)置有支撐圈，所述支撐圈分為內(nèi)圈和外圈，外圈包括主體夕卜圈和擴(kuò)口外圈，主體外圈設(shè)置在波浪收集筒主體部分，擴(kuò)口外圈設(shè)置在擴(kuò)口部分，外圈支撐波浪收集筒，內(nèi)圈與轉(zhuǎn)軸線接觸，內(nèi)圈與外圈間連接有輻條。[0006 ]所述轉(zhuǎn)軸為兩端封閉的不銹鋼圓管，轉(zhuǎn)軸的兩端裝有端部固定件，轉(zhuǎn)軸在端部固定件中旋轉(zhuǎn)。所述端部固定件包括止推軸承、軸承套和軸承套密封壓蓋板，轉(zhuǎn)軸的一端固定在止推軸承上，止推軸承固定在軸承套中，軸承套密封壓蓋板將軸承套封閉，軸承套通過輻條與支撐圈的外圈固定。
[0007]所述主體桁架上設(shè)置有平板，波浪收集筒處的平板上留有檢修孔。平臺(tái)板上安裝自動(dòng)空壓機(jī)和發(fā)電機(jī)組等。
[0008]所述風(fēng)浪收集筒的吃水深度以筒高的2/3為宜。
[0009]所述皮帶輪側(cè)向設(shè)棘輪，支撐圈的輻條上固定有與棘輪配合的棘齒。
[0010]所述主體桁架與波浪收集筒桁架之間采用插接方式連接固定。
[0011]所述波浪收集筒擴(kuò)口的直徑是其圓筒狀主體直徑的1.5-2.5倍。[〇〇12]所述主體桁架的充氣筒為雙層排列結(jié)構(gòu)，高于波浪收集筒20-30cm，每個(gè)充氣筒設(shè)有一個(gè)出口，與自動(dòng)空壓機(jī)相連接。空壓機(jī)可隨時(shí)控制筒內(nèi)空氣壓力，從而保證波浪收集筒穩(wěn)定在相同水平處不變，以吸收最大的波浪能，并保證電機(jī)不受海浪侵襲。
[0013]本發(fā)明應(yīng)用雙向排布的擴(kuò)口狀的波浪收集筒，可以收集更多的波浪能并可雙向利用波浪能。將波浪壓縮到圓筒內(nèi)，波浪動(dòng)能推動(dòng)葉輪軸旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)皮帶輪旋轉(zhuǎn)，并通過增速機(jī)使速度達(dá)到最大化，再帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，又因?yàn)槭请p向利用波浪，因此可以使發(fā)電機(jī)組連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，使電能連續(xù)輸出，解決了電能間斷輸出的問題。將機(jī)組發(fā)的電送入集配中心或蓄電池，再通過海底電纜送入岸邊配電室，再送入千家萬戶?！靖綀D說明】
[0014]圖1本發(fā)明的立面圖。
[0015]圖2本發(fā)明的平面圖。
[0016]圖3為圖1中的A-A剖面圖。[〇〇17] 圖4為圖2中的B-B剖面圖。[〇〇18]圖5波浪收集筒收浪區(qū)域示意圖。[〇〇19]圖6波浪收集筒結(jié)構(gòu)示意圖。[〇〇2〇]圖7轉(zhuǎn)軸端部結(jié)構(gòu)示意圖。[0021 ]圖8密封壓蓋板的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖9主體桁架與波浪收集筒桁架連接處結(jié)構(gòu)示意圖。[〇〇23]圖10波浪收集筒蓋板端視圖。[〇〇24]圖11為圖6中的C-C結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖中:1主體桁架，la連接插口，2充氣筒，3波浪收集筒桁架，3a連接插件，4波浪收集筒，4a擴(kuò)口，4b主體，5自動(dòng)空壓機(jī)，6集配中心，7增速機(jī)，8發(fā)電機(jī)，9皮帶輪，10支撐圈，10a 內(nèi)圈，l〇b主體外圈，10c擴(kuò)口外圈，10d福條，11轉(zhuǎn)軸，12葉片，13端部固定件；13a止推軸承 13b軸承套；13c軸承套密封壓蓋板，13d固定螺栓，14棘輪，15棘齒，16反流擋板，17擋板鉸鏈?！揪唧w實(shí)施方式】
[0026]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0027]本發(fā)明的波浪能發(fā)電裝置，如圖1所示，包括主體桁架1，主體桁架1中固定有充氣筒2,波浪收集筒4水平排列，經(jīng)波浪收集筒桁架3固定在主體桁架1上。本實(shí)施例中充氣筒2 在主體桁架1中雙層排列，較波浪收集筒4高20-30cm，每個(gè)充氣筒2設(shè)有一個(gè)出口，與自動(dòng)空壓機(jī)5相連接。自動(dòng)空壓機(jī)5可隨時(shí)控制充氣筒2內(nèi)空氣壓力，從而保證波浪收集筒4穩(wěn)定在相同水平處不變，以吸收最大的波浪能，并保證電機(jī)不受海浪侵襲。[〇〇28]波浪收集筒4的主體4b為圓筒狀，其兩端設(shè)有圓臺(tái)筒狀結(jié)構(gòu)的擴(kuò)口 4a，一端的擴(kuò)口為波浪收集口，另一端為出水口，出水口端設(shè)置有反流擋板16,反流擋板16用擋板鉸鏈17連接在出水口端。波浪收集筒4內(nèi)設(shè)置有一單向旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)軸11，轉(zhuǎn)軸11上固定有多層葉片12， 皮帶輪9與轉(zhuǎn)軸11之間固定。皮帶輪9側(cè)向設(shè)棘輪14,支撐圈的輻條10d上固定有與棘輪14配合的棘齒15,棘輪14固定棘齒15,確保轉(zhuǎn)軸定向旋轉(zhuǎn)。本發(fā)明相鄰的波浪收集筒4進(jìn)水方向相反，轉(zhuǎn)軸11反向安裝、旋轉(zhuǎn)方向相反，相鄰的兩個(gè)波浪收集筒的皮帶輪9與同一臺(tái)增速機(jī)7 間傳動(dòng)，增速機(jī)7帶動(dòng)發(fā)電機(jī)8發(fā)電。發(fā)的電送入集配中心6或蓄電池，再通過海底電纜送入岸邊配電室，再送入千家萬戶。波浪收集筒4的擴(kuò)口4a迎著波浪的方向，擴(kuò)口4a直徑遠(yuǎn)大于圓筒狀的主體4b直徑，使波浪能量的輸入得到進(jìn)一步壓縮增強(qiáng)，而另一端的反流擋板16則自動(dòng)打開，加大了吸收波浪能的能力，增加了對(duì)葉片12所在轉(zhuǎn)軸11的推力，增加了轉(zhuǎn)軸11的旋轉(zhuǎn)速度，從而增加了皮帶輪9的旋轉(zhuǎn)速度，使發(fā)電機(jī)組的發(fā)電能力成倍增加。[〇〇29]本實(shí)施例中，波浪收集筒4的內(nèi)設(shè)置有支撐圈10,所述支撐圈10分為內(nèi)圈10a和外圈，外圈包括主體外圈l〇b和擴(kuò)口外圈10c，主體外圈10b設(shè)置在波浪收集筒主體4b部分，擴(kuò)口外圈10c設(shè)置在擴(kuò)口 4a部分，外圈支撐波浪收集筒4，內(nèi)圈10a與轉(zhuǎn)軸11線接觸(亦可稱為動(dòng)接觸)，內(nèi)圈l〇a與外圈10b、10c間連接有輻條10d。內(nèi)圈通過輻條與固定在筒壁上的外圈連接。因摩擦力小，能量損耗小，可發(fā)揮最大的功效。
[0030]轉(zhuǎn)軸11為兩端封閉的不銹鋼圓管，轉(zhuǎn)軸的兩端裝有端部固定件13,轉(zhuǎn)軸11在端部固定件13中旋轉(zhuǎn)。本實(shí)施例中，端部固定件13包括止推軸承13a、軸承套13b和軸承套密封壓蓋板13c，轉(zhuǎn)軸11的一端固定在止推軸承13a上，止推軸承13a固定在軸承套13b中，軸承套密封壓蓋板13c經(jīng)固定螺栓13d固定在軸承套13b上，將軸承套13b封閉，止推軸承13a內(nèi)加有潤滑油，轉(zhuǎn)軸11止推軸承13a中旋轉(zhuǎn)。軸承套13b通過輻條與支撐圈10的外圈固定。由于轉(zhuǎn)軸11 與止推軸承13a是線接觸，阻力和摩擦力微乎其微。
[0031]本實(shí)施例中主體桁架1與波浪收集筒桁架3之間采用插接方式連接固定。如圖9所示，在主體桁架上設(shè)有連接插口 la，波浪收集筒桁架上設(shè)置有連接插件3a，連接插件3a插入連接插口 la中從而將二者緊固在一起。在主體桁架1上設(shè)置有平板，在波浪收集筒處的平板上留有檢修孔，方便對(duì)波浪收集筒進(jìn)行檢修。平臺(tái)板上安裝自動(dòng)空壓機(jī)和發(fā)電機(jī)組等。 [〇〇32]本發(fā)明波浪能發(fā)電裝置的規(guī)格尺寸可以根據(jù)發(fā)電規(guī)模進(jìn)行設(shè)計(jì)。例如可以設(shè)計(jì)波浪收集筒4的長度為10m，圓筒狀主體直徑1.2m，擴(kuò)口直徑2.4m，上面設(shè)置3組10千瓦小型發(fā)電機(jī)組，平臺(tái)寬度可由整個(gè)系統(tǒng)在海平面的水線位置及風(fēng)浪大小來確定，一般寬度不小于幾十米，甚至上百米。因?yàn)槠脚_(tái)越寬大，機(jī)組平臺(tái)越穩(wěn)定，搜集的波浪能越多，發(fā)電也越多， 制造成本就越低，社會(huì)效益越好。以80米寬度為例，可安裝81臺(tái)發(fā)電機(jī)組，發(fā)電共計(jì)為81千瓦，其效益是極為可觀。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種波浪能發(fā)電裝置，包括主體桁架，其特征是主體桁架中固定有充氣筒，波浪收集 筒水平排列，經(jīng)波浪收集筒桁架固定在主體桁架上，所述波浪收集筒的主體為圓筒狀，其兩 端設(shè)有圓臺(tái)筒狀結(jié)構(gòu)的擴(kuò)口，一端的擴(kuò)口為波浪收集口，另一端為出水口，出水口端設(shè)置有 反流擋板，所述波浪收集筒內(nèi)設(shè)置有一單向旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸上固定有多層葉片，皮帶輪與 轉(zhuǎn)軸之間固定，相鄰的波浪收集筒進(jìn)水方向相反，轉(zhuǎn)軸反向安裝、旋轉(zhuǎn)方向相反，相鄰的兩 個(gè)波浪收集筒的皮帶輪與同一臺(tái)增速機(jī)間傳動(dòng)，增速機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)電裝置，其特征是所述波浪收集筒的內(nèi)設(shè)置有支撐圈，所述 支撐圈分為內(nèi)圈和外圈，外圈包括主體外圈和擴(kuò)口外圈，主體外圈設(shè)置在波浪收集筒主體 部分，擴(kuò)口外圈設(shè)置在擴(kuò)口部分，外圈支撐波浪收集筒，內(nèi)圈與轉(zhuǎn)軸線接觸，內(nèi)圈與外圈間 連接有輻條。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的發(fā)電裝置，其特征是所述轉(zhuǎn)軸為兩端封閉的不銹鋼圓管， 轉(zhuǎn)軸的兩端裝有端部固定件，轉(zhuǎn)軸在端部固定件中旋轉(zhuǎn)。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的發(fā)電裝置，其特征是所述端部固定件包括止推軸承、軸承套和 軸承套密封壓蓋板，轉(zhuǎn)軸的一端固定在止推軸承上，止推軸承固定在軸承套中，軸承套密封 壓蓋板將軸承套封閉，軸承套通過輻條與支撐圈的外圈固定。5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的發(fā)電裝置，其特征是所述主體桁架上設(shè)置有平板，波浪收 集筒處的平板上留有檢修孔。6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的發(fā)電裝置，其特征是所述風(fēng)浪收集筒的吃水深度以筒高的 2/3為宜。7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)電裝置，其特征是所述皮帶輪側(cè)向設(shè)棘輪，支撐圈的輻條上 固定有與棘輪配合的棘齒。8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的發(fā)電裝置，其特征是所述主體桁架與波浪收集筒桁架之間 采用插接方式連接固定。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)電裝置，其特征是所述波浪收集筒擴(kuò)口的直徑是其圓筒狀 主體直徑的1.5-2.5倍。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)電裝置，其特征是所述主體桁架的充氣筒為雙層排列結(jié) 構(gòu)，高于波浪收集筒20-30cm，每個(gè)充氣筒設(shè)有一個(gè)出口，與自動(dòng)空壓機(jī)相連接。
【文檔編號(hào)】F03B11/00GK106014841SQ201610585406
【公開日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年7月25日
【發(fā)明人】姚云龍, 馬廣英, 朱林森, 姚學(xué)明
【申請(qǐng)人】山東大學(xué)（威海）