專利名稱：波能裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于液力機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種利用海洋波浪發(fā)電的波能裝置。
海洋波浪動(dòng)能是一種豐富的能源，具有不污染環(huán)境，不消耗燃料等優(yōu)點(diǎn)。長(zhǎng)期以來(lái)，人們對(duì)如何利用海洋波能進(jìn)行了大量的研究和開(kāi)發(fā)，提出了不少的技術(shù)方案，但是真正適于實(shí)際應(yīng)用的并不多。一般來(lái)說(shuō)，許多波能裝置主要由兩個(gè)構(gòu)件組成，一個(gè)受波構(gòu)件漂浮在水面之上，另一個(gè)構(gòu)件至少在一個(gè)位置相對(duì)海底或海岸固定，因此可以利用受波構(gòu)件和另一固定構(gòu)件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)來(lái)驅(qū)動(dòng)有關(guān)機(jī)械來(lái)實(shí)現(xiàn)能量形式的轉(zhuǎn)換，例如美國(guó)4627240號(hào)專利揭示的就是這樣一種方案。但是，將波能裝置的構(gòu)件固定到海底或海岸，其施工難度和工作量之大是不言而喻的。另外，由于把構(gòu)件固定到海底或海岸，在天氣惡劣時(shí)，巨大的風(fēng)浪沖擊可能使波能裝置受到嚴(yán)重破壞。
本發(fā)明的目的就是要克服上述現(xiàn)有技術(shù)之不足，提供一種底部構(gòu)件懸浮在海水之中，可以緩解大風(fēng)浪的沖擊破壞作用且易于施工的新型波能裝置。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種波能裝置，包括浮體1、底盤(pán)12、連接機(jī)構(gòu)、以及缸套活塞連桿機(jī)構(gòu)3和4，其特征在于連接機(jī)構(gòu)的上立柱6的球狀頂端位于浮體1上的錐形孔內(nèi)，在孔的上面裝有壓蓋2，上立柱6的下端與至少兩根對(duì)稱的支柱7剛性連接，安裝在支柱7下端可轉(zhuǎn)動(dòng)的扇形齒輪10與固定在底盤(pán)12上的下立柱11的齒條嚙合，彈簧9的兩端分別固定在下立柱7的頂端和扇形齒輪10的中部，底盤(pán)12采用鋼骨架與輕型材料相結(jié)合的結(jié)構(gòu)，其總體密度略小于海水密度，至少兩個(gè)缸套3對(duì)稱固定在浮體1上，其內(nèi)設(shè)有活塞連桿機(jī)構(gòu)4，連桿的一端與橫臂5的一端鉸接，橫臂5的扇形齒輪端與上立柱6的齒條嚙合，其扇形齒輪軸心與固定在底盤(pán)12上的支柱8的上端鉸接。
本發(fā)明的較好方案是至少四個(gè)互相對(duì)稱的缸套活塞連桿機(jī)構(gòu)3和4組成一個(gè)缸套活塞組。
本發(fā)明的較好方案是一個(gè)圓盤(pán)形浮體1上至少設(shè)有三個(gè)均勻分布的缸套活塞組3和4。
本發(fā)明的較好方案是三套浮體底盤(pán)1和12為一組，各浮體1對(duì)應(yīng)的底盤(pán)12相鄰之間用剛性材料14連接。
由于本發(fā)明的波能裝置浮在海面上，只是在海底用鋼索和錨將其牽住，因而具有一定范圍的漂移自由度，可以緩解風(fēng)浪的沖擊破壞作用。
由于本發(fā)明的波能裝置把多套浮體底盤(pán)組合在一起，而且在每個(gè)浮體上又設(shè)有多個(gè)互相對(duì)稱的缸套活塞組，因而其浮體在風(fēng)浪中擺幅相對(duì)減小，上升下降速度趨向平穩(wěn)，因而安全可靠性大大提高。
由于本發(fā)明的波能裝置無(wú)須將底盤(pán)固定在海底或海岸，因而大大降低了施工難度，減少了工作量。
據(jù)《能源》一書(shū)(嚴(yán)家其等，科學(xué)出版社，1986年)介紹，海洋波浪運(yùn)動(dòng)的能量，單位面積可發(fā)電的功率為0.2Kw/m2。采用本發(fā)明的波能裝置，如果一個(gè)浮體的直徑為30m，則面積為707m2，一年發(fā)電量可達(dá)122.6萬(wàn)Kwh。而且，這種裝置不消耗燃料，不污染環(huán)境，其經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益相當(dāng)可觀。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例的基本結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本發(fā)明實(shí)施例的缸套活塞組示意圖。
圖3為本發(fā)明實(shí)施例的浮體底盤(pán)組示意圖。
下面結(jié)合附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例。
本實(shí)施例的波能裝置主要由浮體1、底盤(pán)12、連接機(jī)構(gòu)、以及缸套活塞連桿機(jī)構(gòu)3和4組成。參看圖1，連接機(jī)構(gòu)把浮體1和底盤(pán)12連接在一起，它主要由上立柱6、支柱7、扇形齒輪10、彈簧9和下立柱11組成。在上、下立柱的四個(gè)側(cè)面上分別設(shè)有齒條。上立柱6的球狀頂端位于浮體1上的錐形孔內(nèi)，在孔的上面裝有壓蓋2。上立柱的6下端與四根對(duì)稱的支柱7剛性連接。安裝在支柱7下端可轉(zhuǎn)動(dòng)的扇形齒輪10與固定在底盤(pán)12上的下立柱11的齒條嚙合。彈簧9的兩端分別固定在下立柱11的頂端和扇形齒輪10的中部。在平衡狀態(tài)下，彈簧9略受拉伸力，以抵消底盤(pán)12的上升力;當(dāng)浮體1升降擺動(dòng)時(shí)，浮體1與底盤(pán)12的距離發(fā)生變化，彈簧9受到的拉伸力有大有小，這一變化的拉伸力促使浮體1和底盤(pán)12趨向平衡位置。底盤(pán)12的平面采用型鋼骨架、鋼板與輕型材料例如充氣塑料筒相結(jié)合的結(jié)構(gòu)，其總體密度略小于海水密度，以便可以懸浮在深水之中。缸套3對(duì)稱地固定在浮體1上，其內(nèi)設(shè)有活塞連桿機(jī)構(gòu)4，連桿的一端與橫臂5的一端鉸接，橫臂5的扇形齒輪端與上立柱6的齒條嚙合，其扇形齒輪軸心與固定在底盤(pán)12上的支柱8的上端鉸接。
參看圖2和圖3，在本實(shí)施例的波能裝置中有三個(gè)浮體1，它們是直徑為30m的浮在海面上的三個(gè)圓形平底船，每個(gè)浮體1上設(shè)有三個(gè)均勻分布的缸套活塞組，而每個(gè)缸套活塞組和又是由四個(gè)互相對(duì)稱的呈十字分布的缸套活塞連桿機(jī)構(gòu)3和4組成的，各浮體1相應(yīng)有一個(gè)直徑為30m的圓形底盤(pán)12，底盤(pán)12相鄰之間用型鋼14剛性連接。用鋼索和錨(圖中未示出)將裝置固定在一定的水域范圍內(nèi)。每個(gè)浮體1上都裝有一個(gè)渦輪發(fā)電機(jī)組13，由缸套活塞組產(chǎn)生的高壓液流來(lái)驅(qū)動(dòng)，其具體結(jié)構(gòu)在此不再贅述。
適當(dāng)確定連接機(jī)構(gòu)各部的尺寸，使底盤(pán)12懸浮在距海面約10m的深水之中，基本不受海面波浪的直接作用。當(dāng)浮體1隨海面波浪上下起浮時(shí)，底盤(pán)12在垂直方向會(huì)受到海水的阻力。這樣，浮體1上升時(shí)，上立柱6就隨之上升，浮體1下降時(shí)，上立柱6就隨之下降，上立柱6上的齒條就會(huì)隨浮體1的上下浮動(dòng)而帶動(dòng)橫臂5繞支柱8上的支點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而驅(qū)動(dòng)活塞連桿機(jī)構(gòu)4作功。下立柱11則起到導(dǎo)向定作用。由于浮體1和底盤(pán)12的面積都足夠大，且三個(gè)底盤(pán)12相鄰之間以用剛性連接，所以，三個(gè)浮體1在海面上的上下浮動(dòng)不一致對(duì)底盤(pán)12的作用會(huì)互相抵消，因而底盤(pán)12在深水中比較穩(wěn)定，基本沒(méi)有垂直方向上的運(yùn)動(dòng)，從而支持活塞連桿機(jī)構(gòu)4作功。
雖然本發(fā)明的說(shuō)明書(shū)及其附圖給出了有關(guān)實(shí)施例的具體細(xì)節(jié)，但是需要說(shuō)明的是，在不違背本發(fā)明的權(quán)利要求的主旨及范圍的情況下，其具體構(gòu)造是可以變化的。
權(quán)利要求
1.一種波能裝置，包括浮體1、底盤(pán)12、連接機(jī)構(gòu)、以及缸套活塞連桿機(jī)構(gòu)3和4，其特征在于連接機(jī)構(gòu)的上立柱6的球狀頂端位于浮體1上的錐形孔內(nèi)，孔的上面裝有壓蓋2，上立柱6的下端與至少兩根對(duì)稱的支柱7剛性連接，安裝在支柱7下端可轉(zhuǎn)動(dòng)的扇形齒輪10與固定在底盤(pán)12上的下立柱11齒條嚙合，彈簧9的兩端分別固定在下立柱11的頂端和扇形齒輪10的中部，底盤(pán)12采用鋼骨架與輕型材料相結(jié)合的結(jié)構(gòu)，其總體密度略小于海水密度，至少兩個(gè)缸套3對(duì)稱固定在浮體1上，其內(nèi)設(shè)有活塞連桿機(jī)構(gòu)4，連桿的一端與橫臂5的一端鉸接，橫臂5的扇形齒輪端與上立柱6的齒條嚙合，其扇形齒輪軸心與固定在底盤(pán)12上的支柱8的上端鉸接。
2.按照權(quán)利要求1所述的波能裝置，其特征在于至少四個(gè)互相對(duì)稱的缸套活塞連桿機(jī)構(gòu)3和4成一個(gè)缸套活塞組。
3.按照權(quán)利要求2所述的波能裝置，其特征在于一個(gè)圓盤(pán)形浮體1上至少設(shè)有三個(gè)均勻分布的缸套活塞組。
4.按照權(quán)利要求3所述的波能裝置，其特征在于三套浮體底盤(pán)1和12為一組，各浮體對(duì)應(yīng)的底盤(pán)相鄰之間用剛性材料14連接。
全文摘要
本波能裝置連接機(jī)構(gòu)的上立柱6的球狀頂端位于浮體1上的錐形孔內(nèi)，下端與支柱7剛性連接，支柱7下端的扇形齒輪10與固定在底盤(pán)12上的下立柱11齒條嚙合，底盤(pán)12懸浮在深水之中，浮體1上設(shè)有缸套活塞連桿機(jī)構(gòu)4，連桿的一端與橫臂5的一端鉸接，橫臂5的扇形齒輪端與上立柱6的齒條嚙合，其扇形齒輪軸心與支柱8的上端鉸接?？衫貌苄纬筛邏阂毫?，驅(qū)動(dòng)渦輪發(fā)電機(jī)發(fā)電，有一定的漂移自由度，可以緩解大風(fēng)浪的沖擊破壞作用。
文檔編號(hào)F03B13/18GK1095793SQ9411009
公開(kāi)日1994年11月30日 申請(qǐng)日期1994年3月7日 優(yōu)先權(quán)日1994年3月7日
發(fā)明者孫立言 申請(qǐng)人:孫立言