一種波浪能發電裝置的制造方法
【專利摘要】本發明公開了一種波浪能發電裝置，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，其兩端設有圓臺筒狀結構的擴口，一端的擴口為波浪收集口，另一端為出水口，出水口端設置有反流擋板，所述波浪收集筒內設置有一單向旋轉的轉軸，轉軸上固定有多層葉片，皮帶輪與轉軸之間固定，相鄰的波浪收集筒進水方向相反，轉軸反向安裝、旋轉方向相反，相鄰的兩個波浪收集筒的皮帶輪與同一臺增速機間傳動，增速機帶動發電機發電。本發明應用雙向排布的擴口狀的波浪收集筒，可以收集更多的波浪能并可雙向利用波浪能，具有結構簡單、能量轉換效率高的優點。
【專利說明】
一種波浪能發電裝置
技術領域
[0001]本發明涉及波浪能利用技術領域，特別是一種波浪能發電裝置。【背景技術】
[0002]能源是人類社會發展的重要基礎資源，而不可再生能源的蘊藏量是有限的。波浪能作為海洋中分布最廣的可再生能源，利用波浪能發電的有關研究日益受到人們的重視。 現有的波浪發電裝置主要有震蕩水柱式、擺動式、鴨式等，但都存在能源效率不高、結構復雜等缺點，不利于波浪能發電的推廣應用。
【發明內容】
[0003]本發明的目的是提供一種結構簡單、能量轉換效率高的波浪能發電裝置。
[0004]本發明為了實現上述目的，采用如下措施:一種波浪能發電裝置，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，其兩端設有圓臺筒狀結構的擴口，一端的擴口為波浪收集口，另一端為出水口，出水口端設置有反流擋板，所述波浪收集筒內設置有一單向旋轉的轉軸，轉軸上固定有多層葉片，皮帶輪與轉軸之間固定，相鄰的波浪收集筒進水方向相反，轉軸反向安裝、旋轉方向相反，相鄰的兩個波浪收集筒的皮帶輪與同一臺增速機間傳動，增速機帶動發電機發電。
[0005]所述波浪收集筒的內設置有支撐圈，所述支撐圈分為內圈和外圈，外圈包括主體夕卜圈和擴口外圈，主體外圈設置在波浪收集筒主體部分，擴口外圈設置在擴口部分，外圈支撐波浪收集筒，內圈與轉軸線接觸，內圈與外圈間連接有輻條。[0006 ]所述轉軸為兩端封閉的不銹鋼圓管，轉軸的兩端裝有端部固定件，轉軸在端部固定件中旋轉。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]所述主體桁架上設置有平板，波浪收集筒處的平板上留有檢修孔。平臺板上安裝自動空壓機和發電機組等。
[0008]所述風浪收集筒的吃水深度以筒高的2/3為宜。
[0009]所述皮帶輪側向設棘輪，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構，高于波浪收集筒20-30cm，每個充氣筒設有一個出口，與自動空壓機相連接。空壓機可隨時控制筒內空氣壓力，從而保證波浪收集筒穩定在相同水平處不變，以吸收最大的波浪能，并保證電機不受海浪侵襲。
[0013]本發明應用雙向排布的擴口狀的波浪收集筒，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，波浪動能推動葉輪軸旋轉，帶動皮帶輪旋轉，并通過增速機使速度達到最大化，再帶動發電機發電，又因為是雙向利用波浪，因此可以使發電機組連續運轉，使電能連續輸出，解決了電能間斷輸出的問題。將機組發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。【附圖說明】
[0014]圖1本發明的立面圖。
[0015]圖2本發明的平面圖。
[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波浪收集筒收浪區域示意圖。[〇〇19]圖6波浪收集筒結構示意圖。[〇〇2〇]圖7轉軸端部結構示意圖。[0021 ]圖8密封壓蓋板的結構示意圖。
[0022]圖9主體桁架與波浪收集筒桁架連接處結構示意圖。[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結構示意圖。
[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擴口，4b主體，5自動空壓機，6集配中心，7增速機，8發電機，9皮帶輪，10支撐圈，10a 內圈，l〇b主體外圈，10c擴口外圈，10d福條，11轉軸，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。【具體實施方式】
[0026]下面結合附圖對本發明進行詳細說明。
[0027]本發明的波浪能發電裝置，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，經波浪收集筒桁架3固定在主體桁架1上。本實施例中充氣筒2 在主體桁架1中雙層排列，較波浪收集筒4高20-30cm，每個充氣筒2設有一個出口，與自動空壓機5相連接。自動空壓機5可隨時控制充氣筒2內空氣壓力，從而保證波浪收集筒4穩定在相同水平處不變，以吸收最大的波浪能，并保證電機不受海浪侵襲。[〇〇28]波浪收集筒4的主體4b為圓筒狀，其兩端設有圓臺筒狀結構的擴口 4a，一端的擴口為波浪收集口，另一端為出水口，出水口端設置有反流擋板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內設置有一單向旋轉的轉軸11，轉軸11上固定有多層葉片12， 皮帶輪9與轉軸11之間固定。皮帶輪9側向設棘輪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,確保轉軸定向旋轉。本發明相鄰的波浪收集筒4進水方向相反，轉軸11反向安裝、旋轉方向相反，相鄰的兩個波浪收集筒的皮帶輪9與同一臺增速機7 間傳動，增速機7帶動發電機8發電。發的電送入集配中心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的擴口4a迎著波浪的方向，擴口4a直徑遠大于圓筒狀的主體4b直徑，使波浪能量的輸入得到進一步壓縮增強，而另一端的反流擋板16則自動打開，加大了吸收波浪能的能力，增加了對葉片12所在轉軸11的推力，增加了轉軸11的旋轉速度，從而增加了皮帶輪9的旋轉速度，使發電機組的發電能力成倍增加。[〇〇29]本實施例中，波浪收集筒4的內設置有支撐圈10,所述支撐圈10分為內圈10a和外圈，外圈包括主體外圈l〇b和擴口外圈10c，主體外圈10b設置在波浪收集筒主體4b部分，擴口外圈10c設置在擴口 4a部分，外圈支撐波浪收集筒4，內圈10a與轉軸11線接觸(亦可稱為動接觸)，內圈l〇a與外圈10b、10c間連接有輻條10d。內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，可發揮最大的功效。
[0030]轉軸11為兩端封閉的不銹鋼圓管，轉軸的兩端裝有端部固定件13,轉軸11在端部固定件13中旋轉。本實施例中，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內加有潤滑油，轉軸11止推軸承13a中旋轉。軸承套13b通過輻條與支撐圈10的外圈固定。由于轉軸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，在主體桁架上設有連接插口 la，波浪收集筒桁架上設置有連接插件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上設置有平板，在波浪收集筒處的平板上留有檢修孔，方便對波浪收集筒進行檢修。平臺板上安裝自動空壓機和發電機組等。 [〇〇32]本發明波浪能發電裝置的規格尺寸可以根據發電規模進行設計。例如可以設計波浪收集筒4的長度為10m，圓筒狀主體直徑1.2m，擴口直徑2.4m，上面設置3組10千瓦小型發電機組，平臺寬度可由整個系統在海平面的水線位置及風浪大小來確定，一般寬度不小于幾十米，甚至上百米。因為平臺越寬大，機組平臺越穩定，搜集的波浪能越多，發電也越多， 制造成本就越低，社會效益越好。以80米寬度為例，可安裝81臺發電機組，發電共計為81千瓦，其效益是極為可觀。
【主權項】
1.一種波浪能發電裝置，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 端設有圓臺筒狀結構的擴口，一端的擴口為波浪收集口，另一端為出水口，出水口端設置有 反流擋板，所述波浪收集筒內設置有一單向旋轉的轉軸，轉軸上固定有多層葉片，皮帶輪與 轉軸之間固定，相鄰的波浪收集筒進水方向相反，轉軸反向安裝、旋轉方向相反，相鄰的兩 個波浪收集筒的皮帶輪與同一臺增速機間傳動，增速機帶動發電機發電。2.根據權利要求1所述的發電裝置，其特征是所述波浪收集筒的內設置有支撐圈，所述 支撐圈分為內圈和外圈，外圈包括主體外圈和擴口外圈，主體外圈設置在波浪收集筒主體 部分，擴口外圈設置在擴口部分，外圈支撐波浪收集筒，內圈與轉軸線接觸，內圈與外圈間 連接有輻條。3.根據權利要求1或2所述的發電裝置，其特征是所述轉軸為兩端封閉的不銹鋼圓管， 轉軸的兩端裝有端部固定件，轉軸在端部固定件中旋轉。4.根據權利要求3所述的發電裝置，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.根據權利要求1或2所述的發電裝置，其特征是所述主體桁架上設置有平板，波浪收 集筒處的平板上留有檢修孔。6.根據權利要求1或2所述的發電裝置，其特征是所述風浪收集筒的吃水深度以筒高的 2/3為宜。7.根據權利要求2所述的發電裝置，其特征是所述皮帶輪側向設棘輪，支撐圈的輻條上 固定有與棘輪配合的棘齒。8.根據權利要求1或2所述的發電裝置，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.根據權利要求1所述的發電裝置，其特征是所述波浪收集筒擴口的直徑是其圓筒狀 主體直徑的1.5-2.5倍。10.根據權利要求1所述的發電裝置，其特征是所述主體桁架的充氣筒為雙層排列結 構，高于波浪收集筒20-30cm，每個充氣筒設有一個出口，與自動空壓機相連接。
【文檔編號】F03B11/00GK106014841SQ201610585406
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年7月25日
【發明人】姚云龍, 馬廣英, 朱林森, 姚學明
【申請人】山東大學（威海）