專利名稱：中心浮子式波浪能發(fā)電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種波浪能發(fā)電裝置，尤其是涉及一種中心浮子式波浪能發(fā)電裝置，屬于海洋能利用領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
海洋能源是指從海洋中所獲取的能量。如今海洋覆蓋率占地球表面約70%左右，海洋已成為世界上最大的太陽(yáng)能集熱器和儲(chǔ)能系統(tǒng)。理論上，60萬(wàn)平方公里的熱帶海洋每天吸收太陽(yáng)輻射量，相當(dāng)于250億萬(wàn)桶石油所蘊(yùn)含的能量。而在所有海洋能中，波浪能的能量密度最高，且在開發(fā)過(guò)程中對(duì)環(huán)境影響小且以機(jī)械能形式存在，因此，波浪能是最理想最值得利用的海洋能。由于波浪能的能量密度高、分布面廣、且是一種取之不竭的可再生清潔能源，在全 世界范圍的波浪能中，運(yùn)用相應(yīng)技術(shù)，每年可以產(chǎn)生約140-750億千瓦時(shí)能量。而且隨著可預(yù)測(cè)的長(zhǎng)期技術(shù)改進(jìn)，波浪能的可利用量還可以增加兩到三倍。目前，波浪能利用裝置的種類繁多，這些裝置主要都是基于以下的基本機(jī)理，一是利用物體在波浪作用下的升沉和搖擺運(yùn)動(dòng)將波浪能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能；二是利用波浪沿岸爬升將波浪能轉(zhuǎn)換成水的勢(shì)能等。總的來(lái)說(shuō)，絕大多數(shù)波浪能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)由三級(jí)能量轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)組成。一級(jí)能量轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)將波浪能轉(zhuǎn)換成某個(gè)載體的機(jī)械能；二級(jí)能量轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)將一級(jí)能量轉(zhuǎn)換所得到的能量轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)機(jī)械如水力透平、空氣透平、液壓電動(dòng)機(jī)、齒輪增速機(jī)構(gòu)等的機(jī)械能；三級(jí)能量轉(zhuǎn)換通過(guò)發(fā)電機(jī)將旋轉(zhuǎn)機(jī)械的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為目標(biāo)能量。海洋能的利用發(fā)展在海洋開發(fā)與海防方面將起到關(guān)鍵作用。但由于波浪的不穩(wěn)定性導(dǎo)致其轉(zhuǎn)換裝置經(jīng)常處于非設(shè)計(jì)工況，其轉(zhuǎn)換率并不是很理想。此外，惡劣的海洋環(huán)境造成的轉(zhuǎn)換裝置腐蝕、海生物附著也有可能造成裝置某些環(huán)節(jié)的失效。為此相關(guān)人員對(duì)轉(zhuǎn)換裝置進(jìn)行研究，使其能夠進(jìn)一步提高轉(zhuǎn)換裝置的轉(zhuǎn)換效率以及提高其可靠性，這也是波浪能利用技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵。目前制約波浪能吸收裝置效率的主要瓶頸在于吸收裝置只能吸收當(dāng)?shù)氐哪芰?，SP裝置所覆蓋區(qū)域的能量，為一個(gè)點(diǎn)或者一條線，而難以將一個(gè)平面的能量收集起來(lái)。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型所有解決的技術(shù)問(wèn)題是克服上述現(xiàn)有技術(shù)中波浪能轉(zhuǎn)化過(guò)程中能量吸收率低，轉(zhuǎn)化效率不理想以及抗沖擊能力差等缺點(diǎn)，而提供一種抗沖擊能力強(qiáng)、能量吸收及轉(zhuǎn)化效率高的中心浮子式波浪能發(fā)電裝置。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的，中心浮子式波浪能發(fā)電裝置，包括中心大浮體、連接體以及圍繞中心大浮體均勻分布的多個(gè)獨(dú)立振蕩式波浪能轉(zhuǎn)換裝置，所述連接體設(shè)置在中心大浮體的外側(cè)壁上，所述多個(gè)振蕩式波浪能轉(zhuǎn)換裝置通過(guò)連桿與連接體相連。所述振蕩式波浪能轉(zhuǎn)換裝置由空心浮筒體、套筒、傳動(dòng)軸、增速器、葉輪及發(fā)電機(jī)組成，所述傳動(dòng)軸上端通過(guò)增速器與發(fā)電機(jī)相連，所述傳動(dòng)軸下端與葉輪相連，所述傳動(dòng)軸及葉輪位于套筒內(nèi)，所述增速器和發(fā)電機(jī)置于空心浮筒體內(nèi)。所述套筒上設(shè)有入水口。所述入水口為多個(gè)，設(shè)置在套筒的側(cè)壁上。所述增速器由固定在每個(gè)傳動(dòng)軸上端的大齒輪及分別與大齒輪相嚙合的小齒輪組成，所述各小齒輪分別與對(duì)應(yīng)的發(fā)電機(jī)同軸。所述葉輪由兩片相對(duì)的上下葉片組成。所述獨(dú)立振蕩式波浪能轉(zhuǎn)換裝置為四個(gè)。所述中心大浮體的外側(cè)壁上設(shè)有凹槽，所述連接體通過(guò)凹槽與中心大浮體相連， 所述凹槽是由中心大浮體外側(cè)多級(jí)不同高度的凹槽組成。所述中心大浮體的上部中心設(shè)有吊耳。所述中心大浮體為空心圓柱體，其半徑R與高度L的關(guān)系為+ 18 JZ =21。本實(shí)用新型的有益效果，本實(shí)用新型利用中心大浮體的振蕩可將振蕩式波浪能轉(zhuǎn)換裝置的振蕩放大。本實(shí)用新型發(fā)電裝置的中心大浮體在波浪中做垂蕩運(yùn)動(dòng)，圍繞在中心大浮體周邊的多個(gè)振蕩式波浪能轉(zhuǎn)換裝置類似于傳統(tǒng)的波浪能吸收裝置，可以獨(dú)立吸收和轉(zhuǎn)換波浪能。而當(dāng)中心大浮體的垂蕩固有頻率與波浪運(yùn)動(dòng)的頻率相等或者相接近時(shí)，中心大浮體與海水發(fā)生共振，此時(shí)波浪將帶動(dòng)中心大浮體劇烈運(yùn)動(dòng)，而通過(guò)連桿，可將中心大浮體的振蕩傳到各個(gè)振蕩式波浪能轉(zhuǎn)換裝置處，放大其振蕩運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而加強(qiáng)各個(gè)振蕩式波浪能轉(zhuǎn)換裝置的作用，可以充分利用波浪能，提高吸收和轉(zhuǎn)化效率，達(dá)到將一個(gè)面的能量集中收集的效果。振蕩式波浪能轉(zhuǎn)換裝置中套筒結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)有效隔離了轉(zhuǎn)換裝置與海洋的接觸，減少了海草等不利因素對(duì)振蕩式波浪能轉(zhuǎn)換裝置的影響，進(jìn)而提高了振蕩式波浪能轉(zhuǎn)換裝置的使用壽命，也提高了整體的抗沖擊能力和可靠性。應(yīng)用本實(shí)用新型可以為離岸海上設(shè)備供電，減少輸電設(shè)施，延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命和使用效率，具有廣闊的市場(chǎng)前景和應(yīng)用價(jià)值。例如可以對(duì)燈塔、海洋浮標(biāo)等海上的建筑提供持續(xù)電能，是可靠且可行的方案。上述說(shuō)明僅是本實(shí)用新型技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本實(shí)用新型的技術(shù)手段，而可依照說(shuō)明書的內(nèi)容予以實(shí)施，并且為了讓本實(shí)用新型的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實(shí)施例，并配合附圖，詳細(xì)說(shuō)明如下。

圖I :本實(shí)用新型波浪能發(fā)電裝置結(jié)構(gòu)示意圖。圖2 :本實(shí)用新型振蕩式波浪能轉(zhuǎn)換裝置內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。其中，圖中的標(biāo)號(hào)說(shuō)明如下I一中心大浮體，2—凹槽，3—吊耳，4—連接體，5—振蕩式波浪能轉(zhuǎn)換裝置，6—空心浮筒體，7—套筒，8—入水口，9—傳動(dòng)軸，10—增速器，11—發(fā)電機(jī)，12 —葉輪，13—大齒輪，14—小齒輪，15—上葉片，16—下葉片，17-連桿。
具體實(shí)施方式
[0026]為更進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型為達(dá)成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，
以下結(jié)合附圖及較佳實(shí)施例，對(duì)依據(jù)本實(shí)用新型提出的中心浮子式波浪能發(fā)電裝置其具體實(shí)施方式
、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細(xì)說(shuō)明如后。如圖I所示，本實(shí)用新型中心浮子式波浪能發(fā)電裝置，包括中心大浮體I、凹槽2、吊耳3、連接體4以及振蕩式波浪能轉(zhuǎn)換裝置5。所述中心大浮體I為空心圓柱體結(jié)構(gòu),在中心大浮體I的外側(cè)圓周邊設(shè)有凹槽2，所述凹槽2是由中心大浮體I外側(cè)多級(jí)不同高度的凹槽組成，通過(guò)多級(jí)不同高度的凹槽2將連接體4與中心大浮體I連接。從而使所述中心大浮體I本身具有了調(diào)整作用，在使用時(shí)，可根據(jù)海域波浪情況，通過(guò)調(diào)整連接體4與凹槽2的連接級(jí)別，即調(diào)整連接體4與中心大浮體I的連接位置,來(lái)改變中心大浮體I吃水深度,從而達(dá)到改變中心大浮體I的垂蕩運(yùn)動(dòng)的頻率，以此來(lái)保證中心大浮體I與波浪產(chǎn)生共振，以最大程度吸收波浪能。所述吊耳3設(shè)置在所述中心大浮體I上部中心位置，在大片海域中，通過(guò)吊耳3系 接其它中心大浮體1，以便組成一個(gè)裝置組系列進(jìn)行工作。如圖2所示，為振蕩式波浪能轉(zhuǎn)換裝置5的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。所述多個(gè)振蕩式波浪能轉(zhuǎn)換裝置5通過(guò)連桿17與連接體4相連。圖中顯示所述獨(dú)立振蕩式波浪能轉(zhuǎn)換裝置為四個(gè)，可以根據(jù)使用環(huán)境對(duì)獨(dú)立振蕩式波浪能轉(zhuǎn)換裝置5的數(shù)量進(jìn)行選擇。所述振蕩式波浪能轉(zhuǎn)換裝置5由空心浮筒體6、套筒7、傳動(dòng)軸9、增速器10、發(fā)電機(jī)11及葉輪12組成。所述空心浮筒體6為圓柱形狀，其下部與套筒7相連，所述套筒7上設(shè)有多個(gè)入水Π 8。所述傳動(dòng)軸9的上端經(jīng)由增速器10與發(fā)電機(jī)11相連；所述傳動(dòng)軸9下端與葉輪12相連，所述傳動(dòng)軸9和葉輪12位于套筒7內(nèi)。所述增速器10和發(fā)電機(jī)11位于上部空心浮筒體6內(nèi)。所述葉輪12是由兩片相對(duì)的上葉片15和下葉片16組成。當(dāng)振蕩式波浪能轉(zhuǎn)換裝置5向上振蕩時(shí)，上部的海水沖擊上葉片15使葉輪12轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)振蕩式波浪能轉(zhuǎn)換裝置5向下振蕩時(shí)，下部海水沖擊下葉片16轉(zhuǎn)動(dòng)。這種方式保證了傳動(dòng)軸9的同向轉(zhuǎn)動(dòng)，減小了葉輪12上下運(yùn)動(dòng)時(shí)的阻力，且可充分利用單位面積中的波浪能，有效提供轉(zhuǎn)換效率。所述增速器10由固定在每個(gè)傳動(dòng)軸9上端的大齒輪13與分別與大齒輪13相嚙合的小齒輪14組成，所述各個(gè)小齒輪14分別與對(duì)應(yīng)的發(fā)電機(jī)11同軸。所述空心浮筒體6可以隨波浪上下運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)振蕩式波浪能轉(zhuǎn)換裝置5整體的運(yùn)動(dòng)，當(dāng)海水通過(guò)套筒7上的入水口 8進(jìn)入到套筒7時(shí)，與葉輪12產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)葉輪12轉(zhuǎn)動(dòng)，而葉輪12通過(guò)傳動(dòng)軸9帶動(dòng)一對(duì)嚙合大齒輪13和小齒輪14增速器10轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)增速器10進(jìn)而帶動(dòng)發(fā)電機(jī)11發(fā)電。本實(shí)用新型發(fā)電裝置使用時(shí)，中心大浮體I在波浪中做垂蕩運(yùn)動(dòng)，圍繞在中心大浮體I周邊的多個(gè)振蕩式波浪能轉(zhuǎn)換裝置5類似于傳統(tǒng)的波浪能吸收裝置，可以獨(dú)立吸收和轉(zhuǎn)換波浪能。而當(dāng)中心大浮體I的垂蕩固有頻率與波浪運(yùn)動(dòng)的頻率相等或者相接近時(shí)，中心大浮體I與海水發(fā)生共振，此時(shí)波浪將帶動(dòng)中心大浮體I劇烈運(yùn)動(dòng)，通過(guò)連桿17，可將中心大浮體I的振蕩傳到各個(gè)振蕩式波浪能轉(zhuǎn)換裝置5處，從而也放大了各個(gè)振蕩式波浪能轉(zhuǎn)換裝置5的振蕩運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而使波浪能轉(zhuǎn)換成電能的效率大幅提高，而中心大浮體I的半徑Λ和高度i的關(guān)系滿足Λ+ 18 Ji= 2丨時(shí)，中心大浮體I易產(chǎn)生共振。以上所述，僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本實(shí)用新型作任何形式上的限制，雖然本實(shí)用新型已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本實(shí)用新型，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi) 容作出些許更動(dòng)或修飾為等同變化的等效實(shí)施例，但凡是未脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.中心浮子式波浪能發(fā)電裝置，其特征在于包括中心大浮體、連接體以及圍繞中心大浮體均勻分布的多個(gè)獨(dú)立振蕩式波浪能轉(zhuǎn)換裝置，所述連接體設(shè)置在中心大浮體的外側(cè)壁上，所述每個(gè)振蕩式波浪能轉(zhuǎn)換裝置通過(guò)連桿與連接體相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的中心浮子式波浪能發(fā)電裝置，其特征在于所述振蕩式波浪能轉(zhuǎn)換裝置由空心浮筒體、套筒、傳動(dòng)軸、增速器、葉輪及發(fā)電機(jī)組成，所述傳動(dòng)軸上端通過(guò)增速器與發(fā)電機(jī)相連，所述傳動(dòng)軸下端與葉輪相連，所述傳動(dòng)軸及葉輪位于套筒內(nèi)，所述增速器和發(fā)電機(jī)置于空心浮筒體內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的中心浮子式波浪能發(fā)電裝置，其特征在于所述套筒上設(shè)有入水口。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的中心浮子式波浪能發(fā)電裝置，其特征在于所述入水口為多個(gè)，設(shè)置在套筒的側(cè)壁上。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的中心浮子式波浪能發(fā)電裝置，其特征在于所述增速器由固定在每個(gè)傳動(dòng)軸上端的大齒輪及分別與大齒輪相嚙合的小齒輪組成，所述各小齒輪分別與對(duì)應(yīng)的發(fā)電機(jī)同軸。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的中心浮子式波浪能發(fā)電裝置，其特征在于所述葉輪由兩片相對(duì)的上下葉片組成。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的中心浮子式波浪能發(fā)電裝置，其特征在于所述振蕩式波浪能轉(zhuǎn)換裝置為四個(gè)。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的中心浮子式波浪能發(fā)電裝置，其特征在于所述中心大浮體的外側(cè)壁上設(shè)有凹槽，所述連接體通過(guò)凹槽與中心大浮體相連，所述凹槽是由中心大浮體外側(cè)多級(jí)不同高度的凹槽組成。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的中心浮子式波浪能發(fā)電裝置，其特征在于所述中心大浮體的上部中心設(shè)有吊耳。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的中心浮子式波浪能發(fā)電裝置，其特征在于所述中心大浮體為空心圓柱體，其半徑R與高度L的關(guān)系為Λη-_21。
專利摘要本實(shí)用新型涉及中心浮子式波浪能發(fā)電裝置，用于波浪能的發(fā)電，屬于海洋能利用技術(shù)領(lǐng)域。其結(jié)構(gòu)包括中心大浮體、連接體以及圍繞中心大浮體分布的多個(gè)獨(dú)立振蕩式波浪能轉(zhuǎn)換裝置，所述振蕩式波浪能轉(zhuǎn)換裝置通過(guò)連桿及連接體與中心大浮體相連。本實(shí)用新型的中心大浮體在波浪中做垂蕩運(yùn)動(dòng)，圍繞在中心大浮體周邊的多個(gè)振蕩式波浪能轉(zhuǎn)換裝置類似于傳統(tǒng)的波浪能吸收裝置，可以獨(dú)立吸收和轉(zhuǎn)換波浪能。而當(dāng)中心大浮體的垂蕩固有頻率與波浪運(yùn)動(dòng)的頻率相等或者相接近時(shí)，中心大浮體與海水發(fā)生共振，此時(shí)波浪將帶動(dòng)中心大浮體劇烈運(yùn)動(dòng)，通過(guò)連桿將中心大浮體的振蕩傳到各個(gè)振蕩式波浪能轉(zhuǎn)換裝置處，放大其振蕩運(yùn)動(dòng)，具有高吸收率及轉(zhuǎn)化率和抗沖擊性。
文檔編號(hào)F03B13/16GK202645833SQ20122030308
公開日2013年1月2日 申請(qǐng)日期2012年6月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月26日
發(fā)明者曹守啟, 趙洋, 張麗珍, 付淑漫 申請(qǐng)人:上海海洋大學(xué)