一種可調的擺式波浪能發(fā)電裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種可調的擺式波浪能發(fā)電裝置，其屬于海洋工程發(fā)電裝置領域。
【背景技術】
[0002]擺式波浪能發(fā)電裝置是商用波浪能發(fā)電的重要方式，其主體是隨著波浪擺動的擺體，擺體作為波浪能發(fā)電裝置的一級能量轉換機構。常規(guī)的擺式波浪能發(fā)電裝置為懸掛擺式，通常把除擺體外的機構固定起來，這種方式受到諸多因素限制，在某些情況下安全性較差。首先，由于機構的位置固定，因此在海平面過低或過高時波浪能不能充分收集，海平面只有在較小范圍波動時才能充分收集波浪能，而且當海上發(fā)生劇烈的風暴或是海況惡劣時，如果該發(fā)電裝置仍在海中難免受到破壞。其次，設備固定后，機械結構部分難以移到陸地進行維護，同時電力系統(tǒng)盡管采取了隔水防護措施，時間一長仍然很容易與海水接觸，導致各種電路問題。
[0003]惡劣天氣是海上發(fā)電系統(tǒng)必須考慮的一種海況。風暴沖擊裝置的同時，波浪都用同樣大的能量激勵著擺動裝置以驅動擺體作超過限制振幅的運動，最終會使得整個機械機構不斷疲勞積累形成致命的毀壞。目前的主要解決辦法是增加擺體肋板的厚度，還有擴大最大振幅范圍。如果能調節(jié)裝置和海水接觸的高度，則可以有效提高安全性，同時維護更方便。
【發(fā)明內容】
[0004]針對上述問題本發(fā)明提供一種可調的擺式波浪能發(fā)電裝置，這種發(fā)電裝置應采用可調的結構，可以調節(jié)擺體在海水中的高度，同時便于把擺體移到陸地上。其目的是要解決兩個問題，一是提高能量利用率，二是保證安全問題。
[0005]本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是:一種可調的擺式波浪能發(fā)電裝置，它包括海上平臺、一個發(fā)電機構和一個擺板，它還包括一個升降機構和一個旋轉機構，所述升降機構設置在海上平臺上，升降機構采用兩臺升降電機經各自的升降齒輪驅動套裝在連接軸上的升降齒條套筒，連接軸的上端固定連接旋轉大齒輪，升降齒條套筒的上端面與旋轉大齒輪的下端面為滑動配合；所述旋轉機構設置在與升降齒條套筒上端固定連接的圓形板上，設置在圓形板上的兩個旋轉電機各連接一個與旋轉大齒輪相嚙合的旋轉小齒輪；所述發(fā)電機構與連接軸的下端固定連接，發(fā)電機構的擺板軸兩端與擺板固定連接，固定在擺板軸上的發(fā)電大齒輪與發(fā)電機連接的發(fā)電小齒輪相嚙合；所述升降電機采用電纜經壓力邏輯控制模塊與壓力傳感器電連接，所述旋轉電機采用電纜經速度邏輯控制模塊與速度傳感器電連接。
[0006]所述海上平臺的下部設有固定在海底的立柱。
[0007]采用上述的技術方案，通過置于海水中的速度傳感器與壓力傳感器分別采集海浪速度與海水壓力數據，通過速度邏輯控制模塊與壓力邏輯控制模塊計算當前海浪方向與海平面平均高度數據，通過速度邏輯控制模塊與壓力邏輯控制模塊控制擺板的轉角及高度，保證擺板始終迎浪，垂向處于最佳高度。
[0008]本發(fā)明的有益效果是:這種可調的擺式波浪能發(fā)電裝置采用升降機構和旋轉機構，升降機構采用兩臺升降電機經各自的升降齒輪驅動套裝在連接軸上的升降齒條套筒，旋轉機構采用兩個旋轉電機各連接一個與旋轉大齒輪相嚙合的旋轉小齒輪，升降齒條套筒的上端面與旋轉大齒輪的下端面為滑動配合。升降電機采用電纜經壓力邏輯控制模塊與壓力傳感器電連接，旋轉電機采用電纜經速度邏輯控制模塊與速度傳感器電連接?？烧{的擺式波浪能發(fā)電裝置是針對傳統(tǒng)的擺式波浪能發(fā)電裝置中出現的不能調節(jié)高度，不能調節(jié)迎浪方向，維護困難等問題提出的一種機械裝置。這種裝置改善了普通擺式波浪能發(fā)電裝置，使得擺板高度可以隨水位高度調節(jié)，擺板方向可以隨波浪方向調節(jié)，增大了波浪能吸收率，同時又能防止惡劣海況條件下裝置被毀壞。
【附圖說明】
[0009]下面結合附圖和實施方法對本發(fā)明作進一步說明。
[0010]圖1是可調的擺式波浪能發(fā)電裝置的結構圖。
[0011]圖2是圖1中的A-A視圖。
[0012]圖3是圖1中的B放大圖。
[0013]圖4是發(fā)電裝置的內部構造示意圖。
[0014]圖中:1、連接軸，la、旋轉大齒輪，2、升降齒條套筒，3、旋轉小齒輪，4、旋轉電機，5、圓形板，6、升降齒輪，6a、升降電機，7、海上平臺，7a、立柱，8、發(fā)電機構，8a、輸出電纜，8b、發(fā)電機，8c、發(fā)電小齒輪，8d、發(fā)電大齒輪，8e、擺板軸，9、擺板，10、速度傳感器，11、壓力傳感器，12、速度邏輯控制模塊，13、壓力邏輯控制模塊。
【具體實施方式】
[0015]圖1、2、3、4示出了一種可調的擺式波浪能發(fā)電裝置。圖中，這種可調的擺式波浪能發(fā)電裝置包括海上平臺7、一個發(fā)電機構8、一個擺板9、一個升降機構和一個旋轉機構，海上平臺7的下部設有固定在海底的立柱7a。升降機構設置在海上平臺7上，升降機構采用兩臺升降電機6a經各自的升降齒輪6驅動套裝在連接軸I上的升降齒條套筒2，連接軸I的上端固定連接旋轉大齒輪la，升降齒條套筒2的上端面與旋轉大齒輪Ia的下端面為滑動配合。旋轉機構設置在與升降齒條套筒2上端固定連接的圓形板5上，設置在圓形板5上的兩個旋轉電機4各連接一個與旋轉大齒輪Ia相嚙合的旋轉小齒輪3。發(fā)電機構8與連接軸I的下端固定連接，發(fā)電機構8的擺板軸Se兩端與擺板9固定連接，固定在擺板軸Se上的發(fā)電大齒輪8d與發(fā)電機8b連接的發(fā)電小齒輪8c相嗤合。升降電機6a米用電纜經壓力邏輯控制模塊13與壓力傳感器11電連接，旋轉電機4采用電纜經速度邏輯控制模塊12與速度傳感器10電連接。
[0016]升降電機6a和升降齒輪6固定在升降室內，升降齒輪6與升降齒條套筒2嗤合，升降齒輪6轉動時會帶動升降齒條套筒2和連接軸I的高度改變，升降室還有固定套筒水平位置的作用。
[0017]壓力傳感器11通過壓力邏輯控制模塊13與控制升降齒輪6的升降電機6a相連，壓力傳感器11每隔一定時間連續(xù)采集一組海水壓力，壓力邏輯控制模塊13對傳回的數據取平均值換算為當前海平面高度，并控制升降電機6a的轉動經升降齒輪6帶動升降齒條套筒2的高度改變，連接軸I伸出升降齒條套筒2后與發(fā)電機構8的外殼焊接在一起，連接軸I高度改變時，擺板9的高度也同時改變。
[0018]速度傳感器10通過速度邏輯控制模塊12與旋轉電機4相連，速度傳感器10每隔一定時間采集一組波浪速度數據，速度邏輯控制模塊12對傳回的速度數據分析取平均值，作為當前海況下的平均潮流速度，并控制旋轉電機4的帶動旋轉小齒輪3和旋轉大齒輪Ia轉動，調節(jié)擺板9的迎浪方向，以使擺板的發(fā)電效率最高同時降低擺板的扭轉力矩。
[0019]發(fā)電機構8內部構造的工作原理如下，海浪使擺板9擺動時，擺板軸Se上的發(fā)電大齒輪8d同時轉動，經發(fā)電小齒輪Sc帶動發(fā)電機Sb轉動，從而達到發(fā)電目的，發(fā)出的電通過電繩8a經過連接軸I的中心孔送到海上平臺上，然后經過整流電路后直接利用或給大型蓄電池組充電。
【主權項】
1.一種可調的擺式波浪能發(fā)電裝置，它包括海上平臺(7)、一個發(fā)電機構(8)和一個擺板(9)，其特征在于:它還包括一個升降機構和一個旋轉機構，所述升降機構設置在海上平臺(7)上，升降機構采用兩臺升降電機(6a)經各自的升降齒輪(6)驅動套裝在連接軸(I)上的升降齒條套筒(2)，連接軸(I)的上端固定連接旋轉大齒輪(la)，升降齒條套筒(2)的上端面與旋轉大齒輪(Ia)的下端面為滑動配合；所述旋轉機構設置在與升降齒條套筒(2)上端固定連接的圓形板(5)上，設置在圓形板(5)上的兩個旋轉電機(4)各連接一個與旋轉大齒輪(Ia)相嚙合的旋轉小齒輪(3);所述發(fā)電機構(8)與連接軸(I)的下端固定連接，發(fā)電機構(8)的擺板軸(Se)兩端與擺板(9)固定連接，固定在擺板軸(Se)上的發(fā)電大齒輪(Sd)與發(fā)電機(Sb)連接的發(fā)電小齒輪(Sc)相嚙合；所述升降電機(6a)采用電纜經壓力邏輯控制模塊(13)與壓力傳感器(11)電連接，所述旋轉電機(4)采用電纜經速度邏輯控制模塊(12)與速度傳感器(10)電連接。
2.根據權利要求1所述的一種可調的擺式波浪能發(fā)電裝置，其特征在于:所述海上平臺(7)的下部設有固定在海底的立柱(7a)。
【專利摘要】一種可調的擺式波浪能發(fā)電裝置，其屬于海洋工程發(fā)電裝置領域。該裝置的升降機構采用升降電機經升降齒輪驅動套裝在連接軸上的升降齒條套筒，旋轉機構采用旋轉電機連接與旋轉大齒輪相嚙合的旋轉小齒輪，升降齒條套筒的上端面與旋轉大齒輪的下端面為滑動配合。升降電機采用電纜經壓力邏輯控制模塊與壓力傳感器電連接，旋轉電機采用電纜經速度邏輯控制模塊與速度傳感器電連接。該裝置解決了傳統(tǒng)的擺式波浪能發(fā)電裝置中出現的不能調節(jié)高度，不能調節(jié)迎浪方向，維護困難等問題，改善了普通擺式波浪能發(fā)電裝置，使得擺板高度可以隨水位高度調節(jié)，擺板方向可以隨波浪方向調節(jié)，增大了波浪能吸收率，同時又能防止惡劣海況條件下裝置被毀壞。
【IPC分類】H02K7-116, F03B13-18
【公開號】CN104747361
【申請?zhí)枴緾N201510156094
【發(fā)明人】于雁云, 彭嗣婷, 葉超, 徐志聞, 耿春暉, 趙峰, 韓玥
【申請人】大連理工大學
【公開日】2015年7月1日
【申請日】2015年4月3日