[发明专利]振子波力发电机

说明书

技术领域：

海洋资源及新能源开发、电力及机电设备制造和海上交通导航通讯、海洋环境气象水文监测预警、海洋勘探开采科学考察、海上工作平台及人工岛屿、海洋养殖捕捞、海上文化运动休闲娱乐、沿海居民生产生活、海洋安全救生搜救、水面水下仪器设备及工程等应用方向。

背景技术：

保护人类生存环境，探索新型干净能源，充分利用海洋资源是近几十年人类科学技术、经济生活中最为热门的课题之一。波浪作为一种能源动力资源，取之不尽，用之不竭，既廉价、又洁净、又环保、又安全，有着广泛的利用价值和发展前景，因此，长久以来，人们设计过各式各样的、以海洋作为动力能源的发电机和发电方式，如：潮汐发电、海流发电、温差发电、浓差发电、波浪发电等。本专利发明的振子波力发电机，利用的是波浪上下起伏的机械能，即浮力所承载的波峰波谷势差，推动发电机运转。其特点是：1)摆脱了一般发电对海洋地质水文的特殊高要求，无须建立固定基础，适应近海、远海和深海；2)充分利用了海洋能中最广泛的波浪能，其设计、安装、应用所需的基础数据也最容易获得；3)一次性将海洋波浪能转换成电能。

发明目的：

探索新型能源的利用方式，提供一种以波浪波力为能源动力的发电装置基本构造和设计、制造方法。为上述应用领域提供一种经济、廉价、洁净、环保、安全的动力和电源。

发明内容：

本发明的基本原理和依据是：波浪是一种力和能量的表现方式，可以利用它来对物体作功。任何能够随着波浪起伏的物体，不论其大小多少、重量多少，都可以获得相应的动能或势能，同样也可以通过设备、装置将其转化成其它形式的能。

振子波力发电机。顾名思义，本专利中描述的“振子波力发电机”中的运动部件为振子，也即专业上所说的动子，只不过用“振子”一词更能体现其本专利发电机运动特征。推动振子波力发电机运转的能量为波浪能，即波浪波力驱动发电机运转。本专利振子发电机基本特征(见图1)是：①发电机由振子、定子、弹性元件及配重系统、导轨及引导系统、气压平衡及减压系统等关键部件和其它部件组成：②发电机垂直安装于浮体或使其垂直浮在水中，跟随浮体在波浪中上下起伏运动，吸收波浪能并将其转化成电能。其中：

(1)振子——发电机工作重要运动部件，也是波浪动能吸收和电磁能量转换关键部件。按在发电机装配所在位置区分有“内振子”和“外振子”两种方式；按主要组成元件和材料区分有由永磁体-导磁极靴元件组成的“磁振子”和由导磁盘-线圈绕组元件组成的“圈振子”，按成形后的基本形体区分有“筒形”，“柱形”、“锯齿形”和“板块形”等振子。其基本工作特征如下：

①与弹性元件及配重有固定的连接，并接受弹性元件和导轨及引导系统的控制；

②受重力、弹性元件形变力、磁回路作用和与导轨触点间滚动或滑动摩擦作用，其运动为往复直线运动；

③与定子之间有气隙，两者运动不同步，也即与发电机本体运动周相不一致；

④与定子之间轴向上相对位移是造成发电机线圈绕组通过的磁通量变化的原因。

(2)定子——发电机工作重要部件，也是电磁能量转换关键部件。按在发电机装配所在位置区分有“内定子”和“外定子”两种方式；按主要组成元件和材料区分有由永磁体-导磁极靴元件组成的“磁定子”和由导磁盘-线圈绕组元件组成的“圈定子”；按成形后的基本形体区分有“筒形”、“柱形”、“锯齿形”和“板纹形”等定子。其基本工作特征如下：

①固定于发电机壳体或内部支撑构架，相对发电机本体(和发电机所固定的浮体)无运动；

②受浮体(和发电机本体)影响，浮体随波浪运动，定子(和发电机本体)电作相同运动；

③与振子之间轴向上相对位移是造成发电机线圈绕组通过的磁通量变化的原因。

(3)弹性元件及配重系统——发电机工作重要运动部件，也是发电机机械能吸收、平衡和振子运动周相控制关键部件。弹性元件及配重系统包括弹簧、配重、调节装置、连接件等原器件。其中弹簧工作特征如下：

①振子与发电机本体保持相互连接的“桥梁”；

②通过拉伸、回复、压缩、膨胀等方式平衡振子吸收的能量；

③改变振子与发电机本体(即发电机承载浮体随波浪上下起伏)运动周相。

(4)导轨及引导系统——发电机工作重要辅助部件，也是振子直线运动控制关键部件。导轨及引导系统包括轨道、滚珠或滚轮等原器件。其中导轨可以只赋予单一作用，即仅作控制振子直线运动作用；也可以赋予多功能作用，即除作控制运动状态外，还附带起连接、内部支撑、结构强化等作用。