一種杠桿振蕩浮子式波浪蓄能裝置及發電裝置的制作方法

本發明涉及一種海洋波浪能和風能的發電裝置，特別是涉及一種杠桿振蕩浮子式波浪蓄能及發電裝置，屬于新型可再生能源技術領域。

背景技術：

隨著世界經濟的發展、人口的激增、社會的進步，人類對能源的需求日益增長。為了解決能源的日益緊缺和環境日趨嚴峻等問題，各國都爭相發展可再生能源。海洋波浪能及風能的收集、轉化和應用，如發電等作為一個剛起步的新領域，其技術還不夠成熟，缺乏能長時間投入實際使用的有效裝置，存在著易腐蝕、難維護、對環境波浪條件適應性差、易受風暴破壞、轉化效率低等問題。

技術實現要素：

針對上述技術問題，本發明的目的是提供一種杠桿振蕩浮子式波浪蓄能裝置及發電裝置。

本發明要解決的問題是現有波浪發電裝置技術還不夠成熟，缺乏能長時間投入實際使用的有效裝置，存在著易腐蝕、難維護、易損壞、轉化效率低等問題。本發明通過在開口朝下的殼體內安裝杠桿振蕩浮子裝置，利用浮子的振蕩來吸收波浪能量，并通過杠桿傳動機構，把振子的運動進行放大并驅動泵氣氣缸機構不斷地作上下往復運動，從而把壓縮空氣泵入浮子內部，使波浪能轉化為空氣能再發電。該裝置具有結構簡單、傳動牢固可靠、容易維護、不易損壞等優點。另外，通過在殼體內壁和浮子之間安裝密封環形隔水簾，使內部傳動機構得以密封起來與水隔離，解決了常規波浪發電裝置運動關節長時間浸泡水中易腐蝕等問題。通過合理地分配整個裝置的重量，使主要重量集中于或連接于需要保持相對穩定的殼體端，而需要產生相對運動的浮子端則盡量減輕其重量，使浮子受到的浮力與彈簧力平衡，而不是常規浮子式波浪發電裝置的浮子浮力與自身重量平衡，由于浮子自身重量的減輕，有利于其運動慣量的減少，故其運動更為敏感、幅度更大，更有利于波浪能的吸收轉化。本裝置通過非常簡單的杠桿傳動機構把浮子的運動進行放大，從而提高了泵氣氣缸機構的靈敏度和行程，行程的加大則有利于提高泵氣機構對空氣的壓縮程度，并以此實現振蕩浮子和泵氣氣缸機構做功功率的良好匹配，解決常規波浪發電裝置對波浪的小幅度緩慢運動不易吸收或需要復雜的匹配轉換機構等問題。

本發明采用的技術方案是：

一種杠桿振蕩浮子式波浪蓄能裝置，包括開口朝下的殼體、布置于所述殼體正下方且通過鏈條軸對稱連接殼體底部四周吊環的重球和連接所述重球下端的錨鏈，所述殼體內部安裝有杠桿振蕩浮子裝置，所述杠桿振蕩浮子裝置由上而下依次包括連接殼體頂部的拉力彈簧、可伸縮杠桿傳動機構組和兼做蓄能器的封閉空腔式浮子，所述拉力彈簧和所述浮子之間安裝有泵氣氣缸機構，所述可伸縮杠桿傳動機構把所述浮子的上下振蕩運動放大并驅動所述泵氣氣缸機構作上下往復運動，不斷地把壓縮空氣泵入到所述浮子內部儲存起來。

進一步地，所述的可伸縮杠桿傳動機構組包括兩組以上以所述殼體的垂直中心軸為對稱軸均勻地布置在殼體內壁四周的可伸縮杠桿傳動機構，每組可伸縮杠桿傳動機構均包括可伸縮杠桿和連桿，所述可伸縮杠桿的下端鉸接連桿一端，所述連桿的另一端與所述浮子上部的吊環相鉸接，所述可伸縮杠桿中段與固定設置在所述殼體內壁上的作為支點的吊環相鉸接，所有可伸縮杠桿的上端共同鉸接在接頭上后與拉力彈簧相連接。

進一步地，所述泵氣氣缸機構的下端與設置在所述浮子上中部的吊環相鉸接，所述泵氣氣缸機構上端連接接頭上后與拉力彈簧相連接。

進一步地，所述浮子上部中間位置掏空設置有用于容納所述泵氣氣缸機構的下凹圓柱空間，在所述下凹圓柱空間中部安裝有用于連接所述泵氣氣缸機構的下端的吊環。為獲得足夠的泵氣效率，一般采用行程較大的細長泵氣氣缸機構，凹圓柱空間用于容納泵氣氣缸機構，起到了在不增加泵氣氣缸機構直徑的基礎上，減少了整體高度，從而減少裝置的體積和重量。

進一步地，在所述殼體內壁和所述浮子上部四周之間還安裝有密封環形隔水簾，使內部傳動機構得以密封起來與水隔離，提高系統抗腐蝕能力。

本發明另一方面還提供了一種杠桿振蕩浮子式波浪發電裝置，包括氣輪發電機，還包括如所述的波浪蓄能裝置，所述氣輪發電機設置在所述波浪蓄能裝置內，由波浪蓄能裝置所儲的壓縮空氣驅動發電，從而作為單個獨立發電主體使用。

本發明另一方面還提供了一種杠桿振蕩浮子式波浪發電裝置，包括氣輪發電機，還包括若干如所述的波浪蓄能裝置形成的點陣，所述氣輪發電機設置在所述波浪蓄能裝置外部，各個波浪蓄能裝置所儲的壓縮空氣通過管道并聯后驅動氣輪發電機發電，可實現對加大功率氣輪發電機的共同并聯發電。

本發明相對于現有技術而言具有以下優點：

（1）本發明通過在開口朝下的殼體內安裝杠桿振蕩浮子裝置，利用浮子的振蕩來吸收波浪能量，并通過杠桿傳動機構，把浮子的運動進行放大，以驅動泵氣氣缸機構往浮子內泵入壓縮空氣，使波浪能轉化為空氣能，具有結構簡單、傳動可靠、容易維護、不易損壞、能適應任何潮位、現場安裝投放方便等優點。

（2）本發明通過合理地分配整個裝置的重量，使主要重量集中于或連接于需要保持相對穩定的殼體端，而需要產生相對運動的浮子端則盡量減輕其重量，使浮子受到的浮力與彈簧力平衡，而不是常規漂浮式浮子波浪發電裝置的浮子浮力與自身重量平衡，由于浮子自身重量的減輕，有利于其運動慣量的減少，故其運動更為敏感、幅度更大，更有利于波浪能的吸收轉化。

（3）本發明通過非常簡單的杠桿傳動機構把浮子的運動進行放大，從而提高了泵氣氣缸機構的靈敏度和行程，行程的加大則有利于提高泵氣機構對空氣的壓縮程度，并以此實現振蕩浮子和泵氣機構做功功率的良好匹配，解決常規波浪發電裝置對波浪的小幅度緩慢運動不易吸收或需要復雜的匹配轉換機構等問題。

（4）本發明通過在殼體內壁和浮子之間安裝密封環形隔水簾，使內部傳動機構得以密封起來與水隔離，提高抗腐蝕能力，大大提高工作壽命，降低維護成本。

（5）本發明可在殼體內部安裝氣輪發電機作為單個獨立發電主體使用，或通過投放多個本裝置形成點陣，各裝置所儲氣體通過管道并聯輸出到外部氣輪發電機，進行并聯發電。

附圖說明

圖1為本發明實施例的外部結構示意圖。

圖2為本發明實施例的剖視結構示意圖。

圖3為本發明另一實施例的剖視結構示意圖。

圖4為本發明另一實施例剖視立體結構示意圖。

圖中所示為：1-殼體；2-鏈條；3-重球；4-錨鏈；5-拉力彈簧；6-可伸縮杠桿傳動機構組；7-浮子；8-泵氣氣缸機構；9-可伸縮杠桿；10-連桿；11-密封環形隔水簾；12-接頭。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本發明的發明目的作進一步詳細地描述，實施例不能在此一一贅述，但本發明的實施方式并不因此限定于以下實施例。

如圖1至圖2所示，一種杠桿振蕩浮子式波浪蓄能裝置，包括開口朝下的殼體1、布置于所述殼體1正下方且通過鏈條2（本實施例為四根）軸對稱連接殼體1底部四周吊環的重球3和連接所述重球3下端的錨鏈4，所述殼體1內部安裝有杠桿振蕩浮子裝置，所述杠桿振蕩浮子裝置由上而下依次包括連接殼體頂部的拉力彈簧5、可伸縮杠桿傳動機構組6和兼做蓄能器的封閉空腔式浮子7，所述拉力彈簧5和所述浮子7之間安裝有泵氣氣缸機構8，所述可伸縮杠桿傳動機構6把所述浮子7的上下振蕩運動放大并驅動所述泵氣氣缸機構8作上下往復運動，不斷地把壓縮空氣泵入到所述浮子7內部儲存起來。

具體地，如圖2所示，所述的可伸縮杠桿傳動機構組6包括兩組以上以所述殼體1的垂直中心軸為對稱軸均勻地布置在殼體內壁四周的可伸縮杠桿傳動機構，如二至四組，本實施例中，所述可伸縮杠桿傳動機構為兩組，以所述殼體1的垂直中心軸為對稱軸對稱分布，每組可伸縮杠桿傳動機構均包括可伸縮杠桿9和連桿10，所述可伸縮杠桿9的下端鉸接連桿10一端，所述連桿10的另一端與所述浮子7 上部的吊環相鉸接，所述可伸縮杠桿9中段與固定設置在所述殼體1內壁上的作為支點的吊環相鉸接，所有可伸縮杠桿9的上端共同鉸接在接頭12上后與拉力彈簧5相連接。

具體地，所述泵氣氣缸機構8的下端與設置在所述浮子7上中部的吊環相鉸接，所述泵氣氣缸機構8上端連接接頭12上后與拉力彈簧5相連接。

具體地，如圖3和圖4所示，在本發明的另一實施例中，所述浮子7上部中間位置掏空設置有用于容納所述泵氣氣缸機構8的下凹圓柱空間，在所述下凹圓柱空間中部安裝有用于連接所述泵氣氣缸機構8的下端的吊環。為獲得足夠的泵氣效率，一般采用行程較大的細長泵氣氣缸機構，凹圓柱空間用于容納泵氣氣缸機構，起到了在不增加泵氣氣缸機構直徑的基礎上，減少了整體高度，從而減少裝置的體積和重量。

具體地，如圖3和圖4所示，在所述殼體1內壁和所述浮子7上部四周之間還安裝有密封環形隔水簾11。使內部傳動機構得以密封起來與水隔離，提高系統抗腐蝕能力。

在上述實施例中，所述殼體1為旋轉體，頂部、內壁、下部均安裝有吊環，頂部吊環有利于整個裝置的起吊和投放，內壁吊環有利于杠桿支點的安裝，下部吊環有利于連接重球3的鏈條2的安裝。

所述可伸縮杠桿傳動機構把所述浮子7的上下振蕩運動放大并驅動所述泵氣氣缸機構8作上下往復運動，不斷地把壓縮空氣泵入到所述浮子7內部，使波浪能轉化為空氣能儲存起來作為動力源備用。杠桿傳動機構把浮子7的運動進行放大，從而提高了泵氣氣缸機構8的靈敏度和行程，行程的加大則有利于提高泵氣氣缸機構8對空氣的壓縮程度，并以此實現振蕩浮子和泵氣氣缸機構8做功功率的良好匹配，解決常規波浪發電裝置對波浪的小幅度緩慢運動不易吸收或需要復雜的匹配轉換機構等問題。

本發明的另一實施例提供了一種杠桿振蕩浮子式波浪發電裝置，包括氣輪發電機，還包括如權1至權5中任一項所述的波浪蓄能裝置，所述氣輪發電機設置在所述波浪蓄能裝置的殼體內，由波浪蓄能裝置所儲的壓縮空氣驅動發電，從而作為單個獨立發電主體使用，實現波浪能的高效利用。

本發明的另一實施例提供了一種杠桿振蕩浮子式波浪發電裝置，包括氣輪發電機，還包括若干如權1至權5中任一項所述的波浪蓄能裝置形成的點陣，所述氣輪發電機設置在所述波浪蓄能裝置外部，各個波浪蓄能裝置所儲的壓縮空氣通過管道并聯后驅動氣輪發電機發電，可實現對加大功率氣輪發電機的共同并聯發電，實現波浪能的高效利用。

另外，除了發電之外，上述實施例中提供的杠桿振蕩浮子式波浪蓄能裝置所收集的壓縮空氣還可為其他裝置提供動力源，如氣動系統，吹氣系統等，在此不再一一贅述。

本發明的上述實施例僅僅是為清楚地說明本發明所作的舉例，而并非是對本發明的實施方式的限定。對于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明權利要求的保護范圍之內。