一種使用雙浮體結(jié)構(gòu)的點吸收式波浪能轉(zhuǎn)換裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于新型可再生能源技術(shù)和海洋裝備領(lǐng)域，特別涉及一種使用雙浮體結(jié)構(gòu)的點吸收式波浪能轉(zhuǎn)換裝置。它包括浮子、浮力發(fā)電艙、連桿、重力艙、海工基礎(chǔ)和錨鏈，其特征是：浮子通過連桿和重力艙剛性連接；連桿中部穿過浮力發(fā)電艙中間預(yù)設(shè)的環(huán)形通道；浮力發(fā)電艙采用錨鏈與海工基礎(chǔ)連接固定。本發(fā)明設(shè)計采用雙浮體結(jié)構(gòu)的設(shè)計，能夠適應(yīng)各個方向的來波；其發(fā)電原理采用了電磁鐵和線圈相互運動產(chǎn)生磁通量變化的方式，形式簡單，效率穩(wěn)定；發(fā)電機裝置安裝于浮力發(fā)電艙的內(nèi)部，安全性高；波浪能轉(zhuǎn)換裝置設(shè)計形式簡單，適應(yīng)性較好，便于制造、安裝和轉(zhuǎn)移。
【專利說明】一種使用雙浮體結(jié)構(gòu)的點吸收式波浪能轉(zhuǎn)換裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于新型可再生能源技術(shù)和海洋裝備領(lǐng)域，特別是一種使用雙浮體結(jié)構(gòu)的點吸收式波浪能轉(zhuǎn)換裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著世界經(jīng)濟的發(fā)展、人口的增加、社會生活水平的不斷提高，各國對能源的需求迅速增長。近年，受化石能源日趨枯竭、能源供應(yīng)安全和保護環(huán)境等的驅(qū)動，作為主要可再生能源之一的海洋能事業(yè)取得很大發(fā)展，海洋能應(yīng)用技術(shù)日趨成熟，為人類在21世紀充分利用海洋能展示了美好前景。目前，世界上主要的波浪能裝置可根據(jù)其發(fā)電基本原理劃分為三類:振蕩水柱式、振蕩浮子式和越波式。其中，振蕩浮子式波浪能裝置由于其能量轉(zhuǎn)化效率高，形式多樣，適應(yīng)范圍廣，實施便利，得到了廣泛的研究和應(yīng)用。
[0003]振蕩浮子式裝置是在振蕩水柱式裝置的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的波能發(fā)電裝置。它用一個放在港中的圓柱形/球形浮子作為波浪能的一次轉(zhuǎn)換裝置，然后通過放在岸上的機械或液壓等二次轉(zhuǎn)換裝置轉(zhuǎn)換出去，驅(qū)動電機發(fā)電。然而，截至目前為止，尚未有報道某種振蕩浮子式波浪能裝置在能量轉(zhuǎn)化效率和安全性以及總體性能上達到商業(yè)開發(fā)的要求。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是:克服上述現(xiàn)有波浪能技術(shù)的造價較高、施工困難和能量轉(zhuǎn)換效率低等不足，提供一種使用雙浮體結(jié)構(gòu)的點吸收式波浪能轉(zhuǎn)換裝置，它能利用海面水位隨波浪傳遞產(chǎn)生的變化，高效地將波浪能轉(zhuǎn)化為電能，為海上航標燈、觀測站等離岸設(shè)施提供電力，同時具有較高的可靠性，易于制造、安裝和移動。
[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
[0006]一種使用雙浮體結(jié)構(gòu)的點吸收式波浪能轉(zhuǎn)換裝置，包括浮子、浮力發(fā)電艙、連桿、重力艙、海工基礎(chǔ)和錨鏈，其特征是:浮子通過連桿和重力艙剛性連接；連桿中部穿過浮力發(fā)電艙中間預(yù)設(shè)的環(huán)形通道；浮力發(fā)電艙采用錨鏈與海工基礎(chǔ)連接固定。
[0007]所述的一種使用雙浮體結(jié)構(gòu)的點吸收式波浪能轉(zhuǎn)換裝置，其特征是:連桿中內(nèi)置電磁鐵，并沿連桿順次排列。
[0008]所述的一種使用雙浮體結(jié)構(gòu)的點吸收式波浪能轉(zhuǎn)換裝置，其特征是:連桿的上部和下部都安裝有制動擋板。
[0009]所述的一種使用雙浮體結(jié)構(gòu)的點吸收式波浪能轉(zhuǎn)換裝置，其特征是:浮力發(fā)電艙中圍繞環(huán)形通道安裝了多組線圈。
[0010]使用雙浮體結(jié)構(gòu)的點吸收式波浪能轉(zhuǎn)換裝置，其浮子高程在水面附近，發(fā)電裝置的大部分主體都在水面以下。裝置的主體部分可以采用在岸上預(yù)制，利用駁船拖動到指定位置，沉入水中進行安裝。裝置主要利用波浪引起的水面高程的變化，與來波方向無關(guān)，是一種點吸收式波浪能裝置。當(dāng)風(fēng)浪條件較為惡劣時，可以方便地將浮子拆掉并運輸離開，保障裝置的安全性。進一步地，在連桿上下兩端設(shè)置有制動擋板，以防止波浪過大時，連桿運動幅度過大對裝置造成損壞。
[0011]當(dāng)波浪傳遞到波浪能裝置時，浮子會隨著水面高程的變化而上下運動，進而帶動連桿和重力艙作往復(fù)運動。當(dāng)波峰位于浮子位置時，浮子由于所處位置水頭較高且水體向上運動，浮子自身高程也較高，并帶動連桿和重力艙向上運動。隨著波峰向前傳遞，浮子處的自由水面發(fā)生變化，在動水壓力和靜水壓力的共同作用下，浮子的高程也發(fā)生變化。當(dāng)浮子位于波谷位置，浮子和連桿的運動特征和前面所述剛好相反，重力艙也向下運動。于是，浮子、連桿和重力艙在規(guī)則波浪的作用下進入到一個往復(fù)運動的循環(huán)，連桿在往復(fù)運動的過程中使得內(nèi)置于浮力發(fā)電艙中的線圈中的磁通量發(fā)生變化，根據(jù)電磁感應(yīng)定律，線圈中產(chǎn)生電流，進而發(fā)出電力。
[0012]本發(fā)明的有益效果是:
[0013]本發(fā)明適用于波浪能資源較為豐富的深遠海區(qū)域，采用雙浮體結(jié)構(gòu)的設(shè)計，能夠適應(yīng)各個方向的來波；其發(fā)電原理采用了電磁鐵和線圈相互運動產(chǎn)生磁通量變化的方式，形式簡單，效率穩(wěn)定；發(fā)電機裝置安裝于浮力發(fā)電艙的內(nèi)部，安全性高；波浪能轉(zhuǎn)換裝置設(shè)計形式簡單，適應(yīng)性較好，便于制造、安裝和轉(zhuǎn)移。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明采用浮體式基礎(chǔ)的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖2是連桿內(nèi)部剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖3是浮力發(fā)電艙內(nèi)部剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖4是本發(fā)明采用重力式基礎(chǔ)的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖中，1-浮子，2-浮力發(fā)電艙，3-連桿，4-重力艙，5-浮體式基礎(chǔ)，6-錨鏈，7-錨泊系統(tǒng)，8_電磁鐵，9_制動擋板，10-環(huán)形通道，11_線圈，12-重力式基礎(chǔ)。
【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進行詳細說明。
[0020]實施例1:
[0021]如圖1所示，浮體式基礎(chǔ)5通過錨泊系統(tǒng)7連接大抓力錨固定于海底；連桿3的上下兩端分別連接浮子I和重力艙4 ;連桿3穿過浮力發(fā)電艙2中的環(huán)形通道；浮力發(fā)電艙2通過錨鏈6和浮體式基礎(chǔ)5相連。
[0022]如圖2所示，在連桿3的內(nèi)部，順次布放電磁鐵8 ;在連桿3靠近兩端處，安裝有制動擋板9。
[0023]如圖3所示，在浮力發(fā)電艙2的環(huán)形通道10周圍分布有數(shù)個線圈11。
[0024]本實施例的工作原理:
[0025]實際使用時，浮子I處于漂浮狀態(tài)，其上部表面位于水平面附近。當(dāng)波浪傳遞到波浪能裝置時，浮子I會隨著水面高程的變化而上下運動，進而帶動連桿3和重力艙4作往復(fù)運動。當(dāng)波峰位于浮子I位置時，由于其所處位置水頭較高且水體向上運動，浮子I自身高程也較高，并帶動連桿3向上運動。隨著波峰向前傳遞,浮子處的自由水面發(fā)生變化,在動水壓力和靜水壓力的共同作用下，浮子的高程也發(fā)生變化。當(dāng)浮子I位于波谷位置，浮子和連桿的運動特征和前面所述剛好相反，重力艙4向下運動。于是，浮子1、連桿3和重力艙4在規(guī)則波浪的作用下進入到一個往復(fù)運動的循環(huán)，達到浮力發(fā)電艙2中的線圈11中磁通量的往復(fù)流動，進而根據(jù)電磁感應(yīng)定律產(chǎn)生電流發(fā)出電力。同時，在波浪能較大時，制動擋板9以及拆卸浮子I的操作都能夠?qū)φw的波浪能裝置起到一定的保護作用。
[0026]實施例2:
[0027]請參閱圖1和圖4，與實施例1不同僅在于:浮力發(fā)電艙2并不是連接到浮體式基礎(chǔ)5上的，而是直接固定在海底的重力式基礎(chǔ)12上的。
[0028]盡管上面對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行了描述，但是本發(fā)明并不局限于上述的【具體實施方式】，上述的【具體實施方式】僅僅是示意性的，并不是限制性的。
【權(quán)利要求】
1.一種使用雙浮體結(jié)構(gòu)的點吸收式波浪能轉(zhuǎn)換裝置，包括浮子、浮力發(fā)電艙、連桿、重力艙、海工基礎(chǔ)和錨鏈，其特征是:浮子通過連桿和重力艙剛性連接；連桿中部穿過浮力發(fā)電艙中間預(yù)設(shè)的環(huán)形通道；浮力發(fā)電艙采用錨鏈與海工基礎(chǔ)連接固定。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的使用雙浮體結(jié)構(gòu)的點吸收式波浪能轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于:連桿中內(nèi)置電磁鐵，并沿連桿順次排列。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的使用雙浮體結(jié)構(gòu)的點吸收式波浪能轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于:連桿的上部和下部都安裝有制動擋板。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的使用雙浮體結(jié)構(gòu)的點吸收式波浪能轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于:浮力發(fā)電艙中圍繞環(huán)形通道安裝了多組線圈。
【文檔編號】F03B13/14GK104314735SQ201410424112
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年8月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月26日
【發(fā)明者】彭偉 申請人:長沙理工大學(xué)