專利名稱：一種潛浮式海洋波浪能發(fā)電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用海洋波浪能進(jìn)行發(fā)電的一種潛浮式海洋波浪能發(fā)電裝 置，屬于可再生能源發(fā)電領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著石油、煤炭等非可再生能源存量的減少，能源越來(lái)越成為制約各國(guó)經(jīng) 濟(jì)發(fā)展的關(guān)鍵，而海洋波浪能作為一種取之不盡的可再生能源日益受到人們的 重視。波浪能的優(yōu)點(diǎn)是它比較集中，易于根據(jù)天氣預(yù)報(bào)波浪的變化。
波浪能利用存在的主要問(wèn)題有(l)波浪的幅值、相位和運(yùn)動(dòng)方向都是變化 的，但有一定的季節(jié)性。(2)海上總有可能發(fā)生暴風(fēng)雨或颶風(fēng)，此時(shí)，波浪強(qiáng)度 大大超過(guò)平時(shí)，波浪發(fā)電裝置必須能承受這一巨浪的沖擊。(3)波浪發(fā)電主要利 用深水區(qū)波浪，因此，建設(shè)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)立于海底海床上的發(fā)電裝置有較大困難。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服波浪能利用存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種潛浮式海洋波浪能發(fā)電 裝置。本發(fā)明解決波浪的幅值、相位和運(yùn)動(dòng)方向都是變化的問(wèn)題所采用的技術(shù) 方案是采用一種波浪擺匯集海洋能；本發(fā)明解決海上可能發(fā)生暴風(fēng)雨或颶風(fēng)對(duì) 海洋波浪能發(fā)電系統(tǒng)造成巨浪沖擊問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是整個(gè)系統(tǒng)可以像潛 水艇一樣潛入水中；本發(fā)明解決深水區(qū)建立發(fā)電裝置困難問(wèn)題所采取的技術(shù)方 案是采用一種使用鐵錨固定在海洋洋面上的潛浮式海洋波浪能發(fā)電裝置。
一種潛浮式海洋波浪能發(fā)電裝置，包括有波浪擺外殼體、波浪擺、連接體，
液壓變速系統(tǒng)，液壓變速系統(tǒng)內(nèi)流體，水輪機(jī)，發(fā)電機(jī)，整體密封的主浮體以
3及主浮體內(nèi)水箱。
波浪擺以搖擺軸為中心上下擺動(dòng)經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)傳動(dòng)桿左右運(yùn)動(dòng)；波浪擺的 形狀右邊為半圓柱體或圓柱形，左邊形狀根據(jù)海洋波浪的周期和波幅設(shè)計(jì)。
連接體連接波浪擺和整體密封的主浮體，連接體和主浮體一起構(gòu)成密封系
統(tǒng)。連接體里面的傳動(dòng)桿將波浪擺搖擺軸上的擺動(dòng)動(dòng)能傳輸?shù)揭簤鹤兯傧到y(tǒng)中； 傳動(dòng)桿連接液壓變速系統(tǒng)的活塞，利用擺動(dòng)動(dòng)能使液壓變速系統(tǒng)的活塞左右運(yùn) 動(dòng)，從而使安裝水輪機(jī)的通道內(nèi)流體運(yùn)動(dòng)使水輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。 整體密封的主浮體內(nèi)水箱在主浮體的底層，由4個(gè)密封水箱構(gòu)成。 海洋波浪能是以大作用力(數(shù)噸的力)，低速度(0. 5 2米/秒)的形式存在 的一種能量，要將這種能量系統(tǒng)與傳統(tǒng)的高速旋轉(zhuǎn)發(fā)電機(jī)相耦合，必須使用高 變速比的傳動(dòng)裝置或低效率的機(jī)械裝置，如變速齒輪箱和空氣壓縮透平系統(tǒng)。 這通常會(huì)嚴(yán)重限制系統(tǒng)效率的提高，增大系統(tǒng)裝置的造價(jià)。本發(fā)明巧妙的利用 液壓變速系統(tǒng)來(lái)解決兩種能量轉(zhuǎn)換速度上的匹配問(wèn)題。


圖1為波浪擺剖面示意圖(放大后)；
圖2為潛浮式海洋波浪能發(fā)電系統(tǒng)剖面示意圖3為潛浮式海洋波浪能發(fā)電系統(tǒng)俯視示意圖。
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例l:
圖l為波浪擺剖面示意圖。l為波浪擺外殼體，2為搖擺軸，3為波浪擺內(nèi)部 密封空間，4為轉(zhuǎn)軸，5為傳動(dòng)桿。隨著海洋波浪的起伏，波浪擺1以搖擺軸2為 中心上下擺動(dòng)經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)軸4帶動(dòng)傳動(dòng)桿5左右運(yùn)動(dòng)。海洋波浪能匯聚為傳動(dòng)桿5上的 動(dòng)能。波浪擺l的形狀設(shè)計(jì)成能最大限度地吸收波浪能的形狀右邊為半圓柱體，左邊形狀根據(jù)海洋波浪的周期和波幅設(shè)計(jì)。從左邊過(guò)來(lái)的波浪使波浪擺擺動(dòng)， 波浪擺右邊做成圓柱形，這樣波浪能被波浪擺l接受，于是右邊的海面不再有波 浪。
實(shí)施例2:
圖2為潛浮式海洋波浪能發(fā)電系統(tǒng)剖面圖。6為連接體，7為液壓變速系統(tǒng)， 8為液壓變速系統(tǒng)內(nèi)流體，9為水輪機(jī)，IO為發(fā)電機(jī)，11為主浮體12內(nèi)的水箱， 12為整體密封的主浮體。
連接體6為波浪擺1和潛浮式海洋波浪能發(fā)電系統(tǒng)主浮體12之間的連接體， 和主浮體12—起構(gòu)成密封系統(tǒng)。 一方面連接體6起著波浪擺1和主浮體12的固定 和連接作用，另一方面，連接體6里面的傳動(dòng)桿5可將波浪擺搖擺軸上的擺動(dòng)動(dòng) 能傳輸?shù)揭簤鹤兯傧到y(tǒng)7中。利用擺動(dòng)動(dòng)能使液壓變速系統(tǒng)7的活塞左右運(yùn)動(dòng)， 從而使安裝水輪機(jī)9的通道內(nèi)流體8運(yùn)動(dòng)使水輪機(jī)9轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)10發(fā)電。
主浮體12內(nèi)水箱11在主浮體12的底層，由4個(gè)密封水箱構(gòu)成，如圖3中虛線 分割排布。通過(guò)控制四個(gè)水箱ll的水量，就可以控制整個(gè)潛浮式海洋波浪能發(fā) 電系統(tǒng)潛入水中和升出水面以及控制整個(gè)系統(tǒng)的吃水深度。具體的控制方法使 用通用的潛水艇上升下潛控制方法就可以。
通過(guò)調(diào)節(jié)液壓變速系統(tǒng)7的活塞面積和安裝水輪機(jī)9的流體8通道截面積的 比值，來(lái)改變安裝水輪機(jī)9的通道內(nèi)的流體8的運(yùn)動(dòng)速度，從而改變水輪機(jī)9的轉(zhuǎn) 動(dòng)速度，解決了低速的海洋能和要求高轉(zhuǎn)速的發(fā)電機(jī)的能量轉(zhuǎn)換速度上的匹配。 比如液壓變速系統(tǒng)7的活塞面積和安裝水輪機(jī)9的通道截面積的比值為100，假如 海洋波浪能使傳動(dòng)桿5處左右移動(dòng)的速度為1. 5m/s，那么水輪機(jī)9處的流體8的數(shù) 度就變成了150m/s的高速度了。
圖3為潛浮式海洋波浪能發(fā)電系統(tǒng)俯視示意圖。圖中波浪擺l、連接體6、浮體12外殼均由金屬制造，和海水接觸的外表面涂有防護(hù)海水腐蝕的涂層。改 變波浪擺1和潛浮式海洋波浪能發(fā)電系統(tǒng)主浮體12的寬度，就可以改變系統(tǒng)聚集 的海洋波浪能的能量值從而改變系統(tǒng)的發(fā)電量。
本潛浮式海洋波浪能發(fā)電系統(tǒng)所發(fā)電能可以通過(guò)常規(guī)的海底電纜傳輸?shù)接?電系統(tǒng)中，同時(shí)其遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)也可以通過(guò)控制電纜和本系統(tǒng)相連接。此外主 浮體12上帶有鐵錨，鐵錨可以固定在海床上，用以使系統(tǒng)迎著波浪方向浮在海 面上。主浮體12上還有托勾，可以利用拖船將系統(tǒng)托到適合的海洋位置來(lái)發(fā)電。
低速的海洋波浪能與要求高速旋轉(zhuǎn)機(jī)械能來(lái)發(fā)電的發(fā)電機(jī)在速度上匹配問(wèn) 題采用的方案是液壓變速系統(tǒng)。
權(quán)利要求
1、一種潛浮式海洋波浪能發(fā)電裝置，包括有波浪擺外殼體、波浪擺、連接體，液壓變速系統(tǒng)，液壓變速系統(tǒng)內(nèi)流體，水輪機(jī)，發(fā)電機(jī)，主浮體內(nèi)水箱，整體密封的主浮體；其特征在于波浪擺以搖擺軸為中心上下擺動(dòng)經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)傳動(dòng)桿左右運(yùn)動(dòng)；波浪擺的形狀右邊為半圓柱體或圓柱形，左邊形狀根據(jù)海洋波浪的周期和波幅設(shè)計(jì)；連接體連接波浪擺和整體密封的主浮體，連接體和主浮體一起構(gòu)成密封系統(tǒng)。連接體里面的傳動(dòng)桿將波浪擺搖擺軸上的擺動(dòng)動(dòng)能傳輸?shù)揭簤鹤兯傧到y(tǒng)中；傳動(dòng)桿連接液壓變速系統(tǒng)的活塞，利用擺動(dòng)動(dòng)能使液壓變速系統(tǒng)的活塞左右運(yùn)動(dòng)，從而使安裝水輪機(jī)的通道內(nèi)流體運(yùn)動(dòng)使水輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電；整體密封的主浮體內(nèi)水箱在主浮體的底層，由4個(gè)密封水箱構(gòu)成。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種潛浮式海洋波浪能發(fā)電裝置，其特征在于 主浮體上帶有鐵錨，錨定在海床上，主浮體連接有托勾。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種潛浮式海洋波浪能發(fā)電裝置，其特征在于 低速的海洋波浪能與要求高速旋轉(zhuǎn)機(jī)械能來(lái)發(fā)電的發(fā)電機(jī)在速度上匹配問(wèn)題采 用的方案是液壓變速系統(tǒng)。
全文摘要
一種潛浮式海洋波浪能發(fā)電裝置，波浪擺以搖擺軸為中心上下擺動(dòng)經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)傳動(dòng)桿左右運(yùn)動(dòng)；波浪擺的形狀右邊為半圓柱體或圓柱形，左邊形狀根據(jù)海洋波浪的周期和波幅設(shè)計(jì)；連接體連接波浪擺和整體密封的主浮體，連接體和主浮體一起構(gòu)成密封系統(tǒng)。連接體里面的傳動(dòng)桿將波浪擺搖擺軸上的擺動(dòng)動(dòng)能傳輸?shù)揭簤鹤兯傧到y(tǒng)中；傳動(dòng)桿連接液壓變速系統(tǒng)的活塞，利用擺動(dòng)動(dòng)能使液壓變速系統(tǒng)的活塞左右運(yùn)動(dòng)，使安裝水輪機(jī)的通道內(nèi)流體運(yùn)動(dòng)使水輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。能量轉(zhuǎn)換效率較高；采用液壓變速系統(tǒng)，避免了使用機(jī)械變速系統(tǒng)導(dǎo)致的低效率和高成本的問(wèn)題。根據(jù)海洋波浪的幅值調(diào)節(jié)系統(tǒng)的吃水深度，在海面上有暴風(fēng)雨或颶風(fēng)時(shí)，系統(tǒng)潛入水中以避免損壞。
文檔編號(hào)H02K7/18GK101424244SQ20071017651
公開(kāi)日2009年5月6日 申請(qǐng)日期2007年10月30日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月30日
發(fā)明者劉平竹 申請(qǐng)人:北京交通大學(xué)