一種采用雙浮體的u形管式波浪能發(fā)電裝置制造方法
【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，特別涉及一種采用雙浮體的U形管式波浪能發(fā)電裝置。它包括浮子、活塞、連桿、渦輪發(fā)電機(jī)、液壓缸和錨鏈。浮子通過連桿和活塞連接；活塞置于液壓缸的兩端；在液壓缸的中部位置放置有雙向渦輪發(fā)電機(jī)。其特征是：浮子隨著海面水位的變化而上下運(yùn)動，帶動液壓缸中的活塞運(yùn)動，進(jìn)而使得液壓艙中的液體發(fā)生流動，驅(qū)動雙向渦輪發(fā)電機(jī)發(fā)出電力。本發(fā)明設(shè)計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)化為液壓能，進(jìn)而轉(zhuǎn)化為電能，為海上航標(biāo)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。
【專利說明】—種采用雙浮體的U形管式波浪能發(fā)電裝置
【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，特別是一種采用雙浮體的U形管式波浪能發(fā)電裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著世界經(jīng)濟(jì)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(hù)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(jì)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,振蕩水柱式由于其原理簡單,實(shí)施便利，得到了廣泛的研究和應(yīng)用。
[0003]振蕩水柱式波浪能轉(zhuǎn)換裝置，以氣室里的空氣作為媒介傳遞波浪能，從而避免了較脆弱的機(jī)電部分直接與波浪接觸，降低了波浪的破壞性，使裝置的可靠性大大增加，這對于工作在波能密度高的區(qū)域的波能裝置來說是非常重要的，因此，歐洲許多國家都優(yōu)先發(fā)展這種裝置。但這種裝置目前也存在著明顯的缺點(diǎn)，主要表現(xiàn)在以下兩個方面:①建造費(fèi)用昂貴、施工困難；②裝置總轉(zhuǎn)換效率低下。這兩大缺點(diǎn)，大大限制了裝置的發(fā)展，很難在市場上形成競爭力。

【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，提供一種采用雙浮體的U形管式波浪能發(fā)電裝置，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)化為液壓能，進(jìn)而轉(zhuǎn)化為電能，為海上航標(biāo)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]一種采用雙浮體的U形管式波浪能發(fā)電裝置，包括浮子、活塞、連桿、渦輪發(fā)電機(jī)、液壓缸和錨鏈。浮子通過連桿和活塞連接；活塞置于液壓缸的兩端；在液壓缸的中部位置放置有雙向渦輪發(fā)電機(jī)。其特征是:浮子隨著海面水位的變化而上下運(yùn)動，帶動液壓缸中的活塞運(yùn)動，進(jìn)而使得液壓艙中的液體發(fā)生流動，驅(qū)動雙向渦輪發(fā)電機(jī)發(fā)出電力。
[0007]所述的一種采用雙浮體的U形管式波浪能發(fā)電裝置，其特征是:前浮子和后浮子間距為特征波長的一半。
[0008]所述的一種采用雙浮體的U形管式波浪能發(fā)電裝置，其特征是:連桿的兩端都采用鉸接連接。
[0009]所述的一種采用雙浮體的U形管式波浪能發(fā)電裝置，其特征是:浮子與連桿連接的部分采用插接板連接，易于拆卸。
[0010]所述的一種采用雙浮體的U形管式波浪能發(fā)電裝置，其特征是:液壓缸和液壓艙聯(lián)通位置安裝有4個制動擋板。[0011]采用雙浮體的U形管式波浪能發(fā)電裝置，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(jìn)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(diǎn)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(yùn)輸離開，保障裝置的安全性。進(jìn)一步地，在液壓缸和液壓艙的聯(lián)通處設(shè)置有制動擋板，以防止波浪過大時，活塞運(yùn)動幅度過大對液壓裝置造成損壞。
[0012]當(dāng)波浪傳遞到波浪能裝置時，前后浮子會隨著水面高程的變化而上下運(yùn)動，進(jìn)而帶動液壓連桿和活塞作往復(fù)運(yùn)動。當(dāng)波峰位于前浮子位置時，后浮子位于波谷位置。前浮子由于所處位置水頭較高且水體向上運(yùn)動，浮子自身高程也較高，并帶動活塞向上運(yùn)動。后浮子由于處于水頭較低處且水體向下運(yùn)動，浮子自身的高程也較低，推動活塞向下運(yùn)動。隨著波峰向前傳遞，前后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，前后浮子的高程也發(fā)生變化。當(dāng)波峰傳遞到后浮子位置，前浮子位于波谷位置，浮子和活塞的運(yùn)動特征和前面所述剛好相反，后浮子處活塞向上運(yùn)動，同時前浮子處活塞向下運(yùn)動。于是，液壓缸中的前后兩個活塞在規(guī)則波浪的作用下進(jìn)入到一個往復(fù)運(yùn)動的循環(huán)，推動液壓艙內(nèi)液體的往復(fù)流動，進(jìn)而驅(qū)動雙向渦輪發(fā)電機(jī)發(fā)出電力。
[0013]本發(fā)明的有益效果是:
[0014]本發(fā)明適用于波浪能資源較為豐富的深遠(yuǎn)海區(qū)域，采用多浮子的設(shè)計，能夠適應(yīng)各個方向的來波；其發(fā)電原理采用了活塞推動液體流動進(jìn)而驅(qū)動渦輪機(jī)發(fā)電的方式，形式簡單，效率穩(wěn)定；渦輪發(fā)電機(jī)裝置安裝于整體波浪能裝置的內(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】
[0015]圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖2是波峰傳遞到前浮子時本發(fā)明的工作狀態(tài)示意圖。
[0017]圖3是波峰傳遞到后浮子時本發(fā)明的工作狀態(tài)示意圖。
[0018]圖4是本發(fā)明直接固定在海底基礎(chǔ)上的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖中，1-前浮子，2-后浮子，3-活塞，4-液壓缸，5-雙向渦輪發(fā)電機(jī)，6_錨鏈，7_連桿，8-制動擋片，9-液壓艙，10-波浪水面。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0021]實(shí)施例1:
[0022]如圖1所示，液壓艙9通過錨鏈6連接大抓力錨固定于海底；液壓艙9的中間位置安裝有帶有導(dǎo)流罩的雙向渦輪發(fā)電機(jī)5 ;液壓艙9的兩端各聯(lián)通一個液壓缸4，并在聯(lián)通位置安裝有制動擋片8 ;液壓缸4中有活塞3，活塞通過連桿7與浮子I和2連接；浮子分為前浮子I和后浮子2，分別位于液壓艙9的兩端的上部空間。
[0023]如圖2所示，波峰位于前浮子I處；波谷位于后浮子2處。
[0024]如圖3所示，波谷位于前浮子I處；波峰位于后浮子2處。
[0025]本實(shí)施例的工作原理:[0026]實(shí)際使用時，前浮子I和后浮子2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，前、后浮子I和2會隨著水面高程的變化而上下運(yùn)動，進(jìn)而帶動液壓缸4中的液壓連桿7和活塞3作往復(fù)運(yùn)動。當(dāng)波峰位于前浮子I位置時，后浮子2位于波谷位置。前浮子I由于所處位置水頭較高且水體向上運(yùn)動，浮子自身高程也較高，并帶動活塞3向上運(yùn)動。后浮子2由于處于水頭較低處且水體向下運(yùn)動，浮子自身的高程也較低，推動活塞3向下運(yùn)動。隨著波峰向前傳遞，前后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，前后浮子的高程也發(fā)生變化。當(dāng)波峰傳遞到后浮子2位置，前浮子I位于波谷位置，浮子和活塞的運(yùn)動特征和前面所述剛好相反，后浮子處活塞3向上運(yùn)動，同時前浮子處活塞3向下運(yùn)動。于是，液壓缸4中的前后兩個活塞3在規(guī)則波浪的作用下進(jìn)入到一個往復(fù)運(yùn)動的循環(huán)，推動液壓艙9內(nèi)液體的往復(fù)流動，進(jìn)而驅(qū)動雙向渦輪發(fā)電機(jī)5發(fā)出電力。同時，在波浪能較大時，制動擋板8以及拆卸浮子I和2操作都能夠?qū)φw的波浪能裝置起到一定的保護(hù)作用。
[0027]實(shí)施例2:
[0028]請參閱圖1和圖4，與實(shí)施例1不同僅在于:波浪能轉(zhuǎn)換裝置主體并不是采用錨鏈固定于海底，而是直接固定在海底基礎(chǔ)上的。
[0029]盡管上面對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行了描述，但是本發(fā)明并不局限于上述的【具體實(shí)施方式】，上述的【具體實(shí)施方式】僅僅是示意性的，并不是限制性的。
【權(quán)利要求】
1.一種采用雙浮體的U形管式波浪能發(fā)電裝置，包括浮子、活塞、連桿、渦輪發(fā)電機(jī)、液壓缸和錨鏈；浮子通過連桿和活塞連接；活塞置于液壓缸的兩端；在液壓缸的中部位置放置有雙向渦輪發(fā)電機(jī)；其特征是:浮子隨著海面水位的變化而上下運(yùn)動，帶動液壓缸中的活塞運(yùn)動，進(jìn)而使得液壓艙中的液體發(fā)生流動，驅(qū)動雙向渦輪發(fā)電機(jī)發(fā)出電力。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用雙浮體的U形管式波浪能發(fā)電裝置，其特征在于:前浮子和后浮子間距為特征波長的一半。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用雙浮體的U形管式波浪能發(fā)電裝置，其特征在于:連桿的兩端都采用鉸接連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用雙浮體的U形管式波浪能發(fā)電裝置，其特征在于:浮子與連桿連接的部分采用插接板連接，易于拆卸。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用雙浮體的U形管式波浪能發(fā)電裝置，其特征在于:液壓缸和液壓艙聯(lián)通位置安裝有4個制動擋板。
【文檔編號】F03B13/18GK104033327SQ201410293468
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年6月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月25日
【發(fā)明者】彭偉 申請人:長沙理工大學(xué)