一種基于浮箱垂蕩方式的淺海波能發(fā)電裝置制造方法
【專利摘要】一種基于浮箱垂蕩方式的淺海波能發(fā)電裝置，屬于海洋工程和波能發(fā)電裝備【技術(shù)領(lǐng)域】。這種發(fā)電裝置包括固定式支撐基底、中心立柱、垂蕩浮箱和密封箱，垂蕩浮箱套裝在限位板與密封箱之間，在垂蕩浮箱與限位板和密封箱之間設(shè)有彈簧減震裝置，垂蕩浮箱通過滑輪在中心立柱上滑動。垂蕩浮箱上固定設(shè)置3-6個(gè)伸入密封箱中的傳動立桿，在傳動立桿上半部的傳動齒條通過位于密封箱內(nèi)的增速傳動機(jī)構(gòu)驅(qū)動發(fā)電機(jī)。該裝置固定于水底工作，成本較低，易于制造。發(fā)電設(shè)備和蓄電設(shè)備均設(shè)置在裝置本身，減小傳輸距離過長引起的能量損失。發(fā)電與傳動機(jī)構(gòu)整體位于水面以上，可有效解決浸水腐蝕等問題。波能吸收裝置的高度可在一定范圍內(nèi)調(diào)整，增大了對水面變化的適應(yīng)能力。
【專利說明】 一種基于浮箱垂蕩方式的淺海波能發(fā)電裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種波浪發(fā)電裝置，屬于海洋工程和波能發(fā)電裝備【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是一種基于浮箱垂蕩方式的淺海波能發(fā)電裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]波浪能具有儲量巨大、綠色環(huán)保、分布廣泛等特點(diǎn)，利用波浪能一直受到人們的關(guān)注。同時(shí)，波浪能還具有受環(huán)境因素影響較大、利用率低等問題。如何解決這些問題，也是倍受重視的話題。
[0003]一直以來，受到天氣、環(huán)境保護(hù)等多方面條件制約，波浪發(fā)電裝置的研發(fā)和制造難度極高。發(fā)電裝置本身如果不能對由潮汐等引起的水位大幅度變化進(jìn)行適應(yīng)性的調(diào)整，會導(dǎo)致發(fā)電效率下降甚至不能正常工作。由于裝置浸沒在水中，結(jié)構(gòu)的腐蝕、設(shè)備的維護(hù)等問題難以解決。從發(fā)電裝置到用電處的傳輸距離較長，能量損失較大，液壓管路布置不方便。在這背景情況下，研發(fā)的本實(shí)用新型裝置具有可適應(yīng)一定范圍內(nèi)水深變化；避免海水對設(shè)備產(chǎn)生侵蝕；電能傳輸距離短，能量損失小等優(yōu)點(diǎn)。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本實(shí)用新型提供一種基于浮箱垂蕩方式的淺海波能發(fā)電裝置，該裝置結(jié)構(gòu)簡單，能適應(yīng)一定范圍內(nèi)的水位變化，以較高的效率將波浪能轉(zhuǎn)化為電能并進(jìn)行存儲。
[0005]本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:一種基于浮箱垂蕩方式的淺海波能發(fā)電裝置，它包括固定式支撐基底，它還包括中心立柱、垂蕩浮箱和密封箱，所述固定式支撐基底采用重力式混凝土沉箱結(jié)構(gòu)，混凝土沉箱的外形為下大上小的圓錐體，圓錐體的上表面固定連接中心立柱，在中心立柱上設(shè)有一個(gè)限位板，頂端固定連接一個(gè)密封箱，所述垂蕩浮箱采用碟形結(jié)構(gòu)，套裝在限位板與密封箱之間，在垂蕩浮箱的上下兩平面、限位板的上平面與密封箱的下平面均設(shè)有彈簧減震裝置，垂蕩浮箱通過滑輪在中心立柱上滑動；所述垂蕩浮箱上沿圓周均勻固定設(shè)置3-6個(gè)伸入密封箱中的傳動立桿，在傳動立桿的上半部設(shè)有傳動齒條，傳動齒條通過位于密封箱內(nèi)的增速傳動機(jī)構(gòu)驅(qū)動發(fā)電機(jī)，發(fā)電機(jī)與整流和蓄電設(shè)備進(jìn)行電連接；所述增速傳動機(jī)構(gòu)依次經(jīng)傳動齒輪、傳動齒輪、加速齒輪箱與發(fā)電機(jī)連接；所述中心立柱中央懸掛有波浪海流傳感器，密封箱的頂部設(shè)有風(fēng)速風(fēng)向傳感器；在淺海波能的作用下，垂蕩浮箱沿中心立柱作上下位移，通過傳動立桿上的傳動齒條經(jīng)增速傳動機(jī)構(gòu)驅(qū)動發(fā)電機(jī)發(fā)電。
[0006]所述中心立柱采用直圓柱形結(jié)構(gòu)、三角形桁架結(jié)構(gòu)或四邊形桁架結(jié)構(gòu)。
[0007]所述減震裝置采用彈簧片減震結(jié)構(gòu)或橡膠減震結(jié)構(gòu)。
[0008]本實(shí)用新型的有益效果是:這種基于浮箱垂蕩方式的淺海波能發(fā)電裝置包括固定式支撐基底、中心立柱、垂蕩浮箱和密封箱，垂蕩浮箱套裝在限位板與密封箱之間，在垂蕩浮箱與限位板和密封箱之間設(shè)有彈簧減震裝置，垂蕩浮箱通過滑輪在中心立柱上滑動。垂蕩浮箱上固定設(shè)置3-6個(gè)伸入密封箱中的傳動立桿，在傳動立桿上半部的傳動齒條通過位于密封箱內(nèi)的增速傳動機(jī)構(gòu)驅(qū)動發(fā)電機(jī)。該裝置固定于水底工作，成本較低，易于制造。發(fā)電設(shè)備和蓄電設(shè)備均設(shè)置在裝置本身，減小傳輸距離過長引起的能量損失。發(fā)電與傳動機(jī)構(gòu)整體位于水面以上，可有效解決浸水腐蝕等問題。波能吸收裝置的高度可在一定范圍內(nèi)調(diào)整，增大了對水面變化的適應(yīng)能力。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0009]圖1是一種基于浮箱垂蕩方式的淺海波能發(fā)電裝置的主視圖。
[0010]圖2是一種基于浮箱垂蕩方式的淺海波能發(fā)電裝置的俯視圖。
[0011]圖3是圖2中的A-A剖面圖。
[0012]圖4是圖3中的B-B剖面圖。
[0013]圖5是圖3中的C-C剖面圖。
[0014]圖6是圖5中的A局部放大圖。
[0015]圖7是圖5中的B局部放大圖。
[0016]圖8是中心立柱為圓柱形的示意圖的主視圖。
[0017]圖9是中心立柱為圓柱形的示意圖的俯視圖。
[0018]圖10是圖8中的D-D剖面圖。
[0019]圖中:1、固定式支撐基底，2、中心立柱，3、垂蕩浮箱，4、傳動立桿，5、彈簧減震裝置，6、密封箱，7、限位板，8、風(fēng)速風(fēng)向傳感器，9、傳動齒條，10、傳動齒輪，11、加速齒輪箱，12、發(fā)電機(jī)，13、整流和發(fā)電設(shè)備，14、滑輪，15、波浪海流傳感器。
【具體實(shí)施方式】
[0020]以下參照附圖對本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)做進(jìn)一步描述。
[0021]圖1、2示出了一種基于浮箱垂蕩方式的淺海波能發(fā)電裝置外形結(jié)構(gòu)圖。發(fā)電裝置主體由兩部分組成，其一為主要由固定式支撐基底1、中心立柱2和密封箱6構(gòu)成的固定部分，其二為主要為垂蕩浮箱3以及傳動立桿4。固定式支撐基底I為重力沉箱，依靠自身重力固定于水下。中心立柱2與固定式支撐基底I固定連接，中心立柱2采用桁架的形式，結(jié)構(gòu)本身穩(wěn)定性較好，同時(shí)保證與垂蕩浮箱3配合相對運(yùn)動的穩(wěn)定性。垂蕩浮箱3外套于中心立柱2上，形狀為碟形，能減少水的阻力。中心立柱2上設(shè)有一個(gè)限位板7，垂蕩浮箱3置于密封箱6和限位板7之間。垂蕩浮箱3的上下平面、限位板7的上平面、密封箱6的下平面均設(shè)有彈簧減震裝置5。垂蕩浮箱3通過滑輪14在中心立柱2上滑動。垂蕩浮箱3和傳動立桿4用銷釘固定,傳動立桿4上布有傳動齒條9,與密封箱6內(nèi)的傳動齒輪10 P齒合。密封箱6頂部裝有風(fēng)向風(fēng)速傳感器8。
[0022]圖3、4示出了采用三角形桁架的中心立柱2與垂蕩浮箱3的配合結(jié)構(gòu)。在垂蕩浮箱3上，與中心立柱2的三條棱接觸的位置，各裝有2個(gè)滑輪14?？偣?個(gè)滑輪14。中心立柱2內(nèi)掛有波浪海流傳感器15。
[0023]圖5示出了密封箱的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。圖6示出了機(jī)械傳動構(gòu)件的相互關(guān)系。傳動立桿4上的傳動齒條9和密封箱6內(nèi)的傳動齒輪10嚙合。傳動齒輪10與加速齒輪箱11的輸入端連接。加速齒輪箱11的輸出端與發(fā)電機(jī)12連接。發(fā)電機(jī)12與整流和蓄電設(shè)備13連接。圖7示出了滑輪14在豎直方向上的布置方式。
[0024]圖8、9、10示出了中心立柱為圓柱形的結(jié)構(gòu)形式。圓柱周圍均布有三條軌道，供滑輪在其上移動。
[0025]所述基于浮箱垂蕩方式的淺海波能發(fā)電裝置采用的工作步驟如下:
[0026]固定式支撐基底I固定于海床上；垂蕩浮箱3自動適應(yīng)水面高度，漂浮于水面。傳動立桿4固定在垂蕩浮箱3上。波浪來時(shí)，垂蕩浮箱3受到的浮力發(fā)生變化，產(chǎn)生垂向運(yùn)動；限位板7限制垂蕩浮箱3的位移范圍，彈簧減震裝置5減少碰撞對裝置造成的傷害；傳動立桿4隨著垂蕩浮箱3 —并上下運(yùn)動，傳動立桿4上安裝的傳動齒條9帶動密封箱6內(nèi)的傳動齒輪10轉(zhuǎn)動；傳動齒輪10帶動加速齒輪箱11運(yùn)動；加速齒輪箱11帶動發(fā)電機(jī)12轉(zhuǎn)動；發(fā)電機(jī)12產(chǎn)生的電能經(jīng)過整流和蓄電設(shè)備13整流后被保存在蓄電池中。
【權(quán)利要求】
1.一種基于浮箱垂蕩方式的淺海波能發(fā)電裝置，它包括固定式支撐基底(1)，其特征在于:它還包括中心立柱(2)、垂蕩浮箱(3)和密封箱(6)，所述固定式支撐基底(I)采用重力式混凝土沉箱結(jié)構(gòu)，混凝土沉箱的外形為下大上小的圓錐體，圓錐體的上表面固定連接中心立柱(2)，在中心立柱(2)上設(shè)有一個(gè)限位板(7)，頂端固定連接一個(gè)密封箱(6)，所述垂蕩浮箱(3)采用碟形結(jié)構(gòu)，套裝在限位板(7)與密封箱(6)之間，在垂蕩浮箱(3)的上下兩平面、限位板(7 )的上平面與密封箱(6 )的下平面均設(shè)有彈簧減震裝置(5 )，垂蕩浮箱(3 )通過滑輪(14)在中心立柱(2)上滑動；所述垂蕩浮箱(3)上沿圓周均勻固定設(shè)置3-6個(gè)伸入密封箱(6)中的傳動立桿(4)，在傳動立桿(4)的上半部設(shè)有傳動齒條(9)，傳動齒條(9)通過位于密封箱(6)內(nèi)的增速傳動機(jī)構(gòu)驅(qū)動發(fā)電機(jī)(12)，發(fā)電機(jī)(12)與整流和蓄電設(shè)備(13)進(jìn)行電連接；所述增速傳動機(jī)構(gòu)依次經(jīng)傳動齒條(9)、傳動齒輪(10)、加速齒輪箱(11)與發(fā)電機(jī)(12)連接；所述密封箱(6)的下部中央懸掛有波浪海流傳感器(15)，密封箱(6)的頂部設(shè)有風(fēng)速風(fēng)向傳感器(8);在淺海波能的作用下，垂蕩浮箱(3)沿中心立柱(2)作上下位移,通過傳動立桿(4)上的傳動齒條(9)經(jīng)增速傳動機(jī)構(gòu)驅(qū)動發(fā)電機(jī)(12)發(fā)電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于浮箱垂蕩方式的淺海波能發(fā)電裝置，其特征在于:所述中心立柱(2)采用直圓柱形結(jié)構(gòu)、三角形桁架結(jié)構(gòu)或四邊形桁架結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于浮箱垂蕩方式的淺海波能發(fā)電裝置，其特征在于:所述減震裝置(5)采用彈簧片減震結(jié)構(gòu)或橡膠減震結(jié)構(gòu)。
【文檔編號】F03B13/16GK203948222SQ201420343391
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年6月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月26日
【發(fā)明者】林焰, 管官, 于雁云, 李楷, 陳明 申請人:大連理工大學(xué)