浮子式海浪發(fā)電裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種浮子式海浪發(fā)電裝置，該發(fā)電裝置能隨波浪的高差h起伏間歇發(fā)電，裝置基本由主浮子1、牽引繩2、回程浮子3、卷筒4、發(fā)電機(jī)5和機(jī)座6組成，主浮子1和回程浮子3聯(lián)在牽引繩2的兩端，牽引繩2繞過發(fā)電機(jī)軸上的卷筒4，使用時將發(fā)電機(jī)5和機(jī)座6落座在海底，回程浮子3與發(fā)電機(jī)5的距離約大于最大工作浪高的一半，當(dāng)主浮子1隨海浪上升時使得牽引繩2帶著卷筒4旋轉(zhuǎn)，發(fā)電機(jī)5運行發(fā)電，回程浮子3對牽引繩2施加一定的反向拉力，保證牽引繩2對卷筒4保持足夠的摩擦力，當(dāng)主浮子1隨海浪下降時，回程浮子3快速上升使?fàn)恳K2帶著電機(jī)反轉(zhuǎn)停止輸出電能，為降低回程浮子3上升的阻力，回程浮子3為細(xì)長形狀，考慮到一般海浪的能量密度，該發(fā)電裝置單臺功率以5千瓦至20千瓦，以5×5以上的陣列聯(lián)網(wǎng)運行為宜。
【專利說明】浮子式海浪發(fā)電裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及海洋波浪發(fā)電技術(shù)。
技術(shù)背景
[0002]人類為利用海洋的波浪所蘊(yùn)含的能量將其轉(zhuǎn)換為電能，已經(jīng)努力研究試驗了許多年，各種方案技巧層出不窮，但是這些在試用的發(fā)電裝置，不管是大型的還是小型的，直接轉(zhuǎn)換還是間接轉(zhuǎn)換，都有一個共同的缺點，發(fā)電成本過高，或加上投資過大，故海浪發(fā)電到目前也只是人們的一種理想愿望，在用的也只是科研或試驗，還沒有能進(jìn)入有利可圖的商業(yè)應(yīng)用。
[0003]迄今為止，人類還沒有一種可以與離岸風(fēng)電價格競爭的波浪發(fā)電設(shè)備，人類對波浪發(fā)電設(shè)備的研究，還基本停留在科研階段。極少數(shù)設(shè)備，例如海蛇和opt產(chǎn)品，售價也是很高的，只有不計成本的地方在利用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供一種浮子式海浪發(fā)電裝置，該發(fā)電裝置由主浮子、回程浮子、牽引繩、卷筒、發(fā)電機(jī)和機(jī)座組成，主浮子和回程浮子聯(lián)在牽引繩的兩端，牽引繩繞過發(fā)電機(jī)軸上的卷筒，考慮到一般海浪的能量密度，該發(fā)電裝置單臺功率以5千瓦至20千瓦為宜，多臺并聯(lián)運行可使電能更加平穩(wěn)，以三相永磁發(fā)電經(jīng)整流后直流并聯(lián)為好，這樣就不會在電氣上產(chǎn)生相互干擾，任何一套發(fā)電機(jī)在發(fā)電時如果電壓偏低沒做功，主浮子的上升阻力將減小，上升速度就會加快，發(fā)出的電壓就自動上升，基本能發(fā)出較穩(wěn)定的電壓，保證上升行程能輸出一定的功率。
[0005]多套機(jī)組組合運行時，每套機(jī)組的間隔應(yīng)在5米以上。各主浮子之間用繩相連保持距離，防止發(fā)生纏繞，安裝時直接以牽引繩將電機(jī)和機(jī)座吊起將其整體沉入海底，按海水實際深度確定聯(lián)接主浮子的牽引繩的長度，電纜的正級可采用單芯線可直接在海底各機(jī)并接匯總輸出，也可到岸上后并接以防止漏電，利用海水大地為負(fù)極能節(jié)約大量線材，安裝維護(hù)極方便。
[0006]本浮子式海浪發(fā)電裝置不懼大型風(fēng)浪，在大型風(fēng)浪的浪高超過主浮子的額定上限時，主浮子不能隨浪涌超限升高而被埋入水下避免了巨浪的沖擊，同時能繼續(xù)以最大功率發(fā)電，能量轉(zhuǎn)換率高。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]圖1為本發(fā)明的靜止結(jié)構(gòu)圖。
[0008]圖2為本發(fā)明的動作示意圖。
[0009]圖3為本發(fā)明的牽引繩驅(qū)動發(fā)電機(jī)圖。
[0010]圖4為本發(fā)明多臺單列并網(wǎng)示意圖。【具體實施方式】
[0011]圖1至圖3為本發(fā)明浮子式海浪發(fā)電裝置，主要由主浮子1、回程浮子3、牽引繩2、卷筒4、發(fā)電機(jī)5和機(jī)座6構(gòu)成，發(fā)電機(jī)5是專門設(shè)計的單向發(fā)電機(jī)，內(nèi)部的永磁轉(zhuǎn)子8通過單向離合器9與電機(jī)軸7連接,這樣電機(jī)軸7只有正向旋轉(zhuǎn)才能通過單向離合器9驅(qū)動永磁轉(zhuǎn)子8旋轉(zhuǎn)發(fā)電，電機(jī)軸7反向旋轉(zhuǎn)則只能空轉(zhuǎn)。
[0012]本浮子式海浪發(fā)電裝置如圖1、圖2、圖3所示，主浮子I為一輕質(zhì)材料的球狀或扁球狀制件，能保證外表面足夠強(qiáng)度和內(nèi)部充入硬質(zhì)泡沫即可，中間為一管穿通上下，牽引繩2可用防鹽蝕的鋼絲繩，一端從主浮子I下部往上穿過在其上面固定，牽引繩2在卷筒4上繞一圈后另一端固定在回程浮子3的底部，回程浮子3必須制成細(xì)長狀，以減小上下運行阻力，卷筒4采用耐鹽蝕的不銹鋼材質(zhì)外形如圖3所示，繞牽引繩2的位置加工成弧形，裝在發(fā)電機(jī)5的電機(jī)軸7上，發(fā)電機(jī)5固定在機(jī)座6上，機(jī)座6制成如圖3所示帶有4條以上一定高度的支腿。
[0013]應(yīng)用時如圖1所示，選擇全年浪多的海區(qū)，將系統(tǒng)的發(fā)電機(jī)5和機(jī)座6由牽引繩2拉著沉入10?50米深的海底，海底面應(yīng)平整，座到海底后繼續(xù)放牽引繩2，釋放長度為設(shè)定的最大工作浪高的一半，回程浮子3會上浮同樣距離，將牽引繩2固定在主浮子I的上部，就完成了浮子式海浪發(fā)電裝置安裝。
[0014]發(fā)電機(jī)5可米用多種機(jī)型,本方案如圖3米用改制的全密封防水永磁三相交流發(fā)電機(jī)，永磁轉(zhuǎn)子8與電機(jī)軸7是通過單向離合器9連接,只正向旋轉(zhuǎn)發(fā)電反轉(zhuǎn)時電機(jī)軸7處于空轉(zhuǎn)狀態(tài)。
[0015]如圖2中h是可發(fā)電的波浪高差，在主浮子I被浪峰頂著上升時通過牽引繩2帶動卷筒4和電機(jī)軸7在單向離合器9的作用下驅(qū)動永磁轉(zhuǎn)子8旋轉(zhuǎn)發(fā)電，主浮子I隨浪谷下降時回程浮子3通過牽引繩2帶動卷筒4和電機(jī)軸7旋轉(zhuǎn)，單向離合器9使得電機(jī)軸7不能驅(qū)動永磁轉(zhuǎn)子8而空轉(zhuǎn)，減小回程浮子3的上浮阻力。
[0016]本發(fā)明試驗型采用的主浮子I的排水量約300公斤，回程浮子3設(shè)計成直徑100毫米的排水量約20公斤，牽引繩2采用6毫米耐鹽鋼絲繩，發(fā)電機(jī)5的功率為5千瓦，發(fā)電機(jī)5加電機(jī)座扣除排水量總重約400公斤。
[0017]圖4是采用陣列式多套并網(wǎng)運行的示意圖，以方陣為好，如5X5或IOX 10等，間距最好大于5米，最外四角用繩拉出一定距離固定在海底，每個相鄰的主浮子I用繩聯(lián)接以保持間距，每套的輸出電源必須經(jīng)三相整流橋變換為直流后，才能正極與正極、負(fù)極與負(fù)極相聯(lián)，這時各套獨立發(fā)電機(jī)不會互相干擾，卻能使匯合的電源波動減小，更加平穩(wěn)。
【權(quán)利要求】
1.一種海浪能利用的浮子式海浪發(fā)電裝置，如圖1、圖2所示主要由主浮子1、回程浮子3、牽引繩2、卷筒4、發(fā)電機(jī)5和機(jī)座6構(gòu)成，發(fā)電機(jī)5是專門設(shè)計的單向發(fā)電機(jī)，內(nèi)部的永磁轉(zhuǎn)子8通過單向離合器9與電機(jī)軸7連接,這樣電機(jī)軸7只有正向旋轉(zhuǎn)才能通過單向離合器9驅(qū)動永磁轉(zhuǎn)子8旋轉(zhuǎn)發(fā)電，電機(jī)軸7反向旋轉(zhuǎn)則只能空轉(zhuǎn)，其特征是回程浮子3聯(lián)接牽引繩2繞過卷筒4在主浮子I隨浪下降時保持牽引繩2的張力與主浮子I一起利用波浪起伏驅(qū)動座在海底的發(fā)電機(jī)5發(fā)電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所敘浮子式海浪發(fā)電裝置，發(fā)電機(jī)5只能正向旋轉(zhuǎn)發(fā)電，反向旋轉(zhuǎn)時處于空轉(zhuǎn)狀態(tài)，其特征是發(fā)電機(jī)5的轉(zhuǎn)子與軸之間裝有單向離合器，使得發(fā)電機(jī)5反向旋轉(zhuǎn)為轉(zhuǎn)矩很小的空載狀態(tài)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1和2所敘浮子式海浪發(fā)電裝置，發(fā)電機(jī)5和機(jī)座6—同沉座在局部較平的海底，其特征是 機(jī)座6下帶有一定高度支腿防止泥砂覆蓋發(fā)電機(jī)5。
【文檔編號】F03B13/20GK104018982SQ201410263325
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年6月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月15日
【發(fā)明者】章紅濤 申請人:章紅濤