[发明专利]带铰接斜滑杆振荡浮子波浪能装置

说明书

技术领域

本发明涉及到漂浮式波浪能发电装置，尤其是一种带铰接斜滑杆振荡浮子波浪能装置。

背景技术

振荡浮子类波浪能装置通常由相对运动的浮体、锚链、液压或发电装置组成，利用浮子在波浪中的升沉运动吸收波浪能，其特点是采用共振聚波提高转换效率，在共振工况下装置有较高的一级转换效率。目前存在的浮子类装置有如下不容忽视的缺点：浮子对波浪适应性差；结构易损坏；电缆缠绕及破损；锚泊复杂，锚链受力大；维护与维修困难。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的技术问题，提供一种新型漂浮式波浪能发电装置。

为实现以上目的，本发明采取了以下的技术方案：带铰接斜滑杆振荡浮子波浪能装置，包括有水下附体，浮子,浮子形状可以有多钟选择，球形、纺锤体形或其他形状，均为只有浮力的吸波体，水下附体的平台上设有能量转换系统，浮子的中轴线上安装有线性轴承，还包括内设液压缸的滑杆，滑杆为表面光滑，摩擦力小的硬质空心杆件，滑杆内部结构经过特殊设计，杆内空间分为多个相互独立密封的腔体，每个腔体均安装有充排气管，与水下附体的充排气管一同沿杆内壁布置，通过控制滑杆内各腔体的进排气量可调节滑杆重心与浮心的位置，使滑杆与水平线成小于90度的角，静水浮态下通常该角设置为45度，在波浪作用下，该滑杆自动调节角度，与波浪运动匹配；滑杆上端外设龙门架，龙门架内连接有拉杆，拉杆伸入滑杆内与液压缸的有杆端连接，液压缸的无杆端安装在滑杆内液压缸中心线垂直的平台上，液压缸中心线与滑杆的中心线重合，保证同轴度；所述浮子通过拉杆与液压缸连接，滑杆通过线性轴承穿过浮子的中轴线，浮子可在滑杆上自由无阻力的滑动；滑杆顶端设有用于封闭滑杆内腔的封闭块，其表面布置充排气管控制阀，封闭块上朝向浮子的一面上分别设有限位块和防撞块，限位块与防撞块防止在大波高时浮子运动幅度过大超过液压缸的行程范围，滑杆的下端面安装在万向铰上，所述万向铰安装于水下附体上，滑杆以万向铰旋转中心为支点可在水下附体上空180度半球内自由旋转，适应不同方向来波；液压缸的液压管沿滑杆内壁，穿过万向铰连接到所述能量转换系统内，能量转换系统连接有电缆，电缆从水下附体上直接落到海底通向岸上；液压缸可采用多级液压缸以使整行程满足浮子最大运动行程的需求，水下附体安装有进排气管，侧面安装有进排水管，通过进气排水增加浮力，排气进水减小浮力，实现浮态的调整，运输时浮力最大，工作时浮力最小具有固定沉块的功能，维护及回收时逐渐增加浮力，浮起整个装置。

本发明提供了另一种带铰接斜滑杆振荡浮子波浪能装置，包括有水下附体,浮子，水下附体的平台上设有能量转换系统，浮子的中轴线上安装有线性轴承，还包括滑杆，滑杆与水平线成小于九十度角，滑杆通过线性轴承穿过浮子的中轴线；滑杆顶端设有用于封闭滑杆内腔的封闭块，封闭块上朝向浮子的一面上分别设有限位块和防撞块；滑杆的下端面安装在万向铰上，所述万向铰安装于水下附体上；所述平台设置于滑杆的下端，在平台上、滑杆的旁侧安装有多级液压缸，液压缸的底端通过铰接点与平台连接，多级液压缸的顶端与浮子一面连接，所述液压缸与滑杆处于平行位置，液压缸通过液压管与能量转换系统连接；能量转换系统连接有电缆，电缆从水下附体上直接落到海底通向岸上。

本发明属于一种新型漂浮式波浪能发电装置。该装置采用特殊设计的浮子，浮子由柔性材料与刚性材料制成，通过控制开关阀调节浮子的浮力。浮子中间有滑杆穿过；下端驱动能量转换装置，将波浪能转换成电能。滑杆下部有万向铰，通过采用万向铰与水下附体连接。水下附体沉于海底，四周用锚与锚链，与地面锚固。

其基本工作原理为：在波浪作用下，浮子在滑杆的约束下，沿滑杆运动，在俘获波浪能的同时，驱动滑杆向波浪下游倾斜，实现了装置的自动对浪能功能，无论波浪来自任何方向，都可以以最佳姿态迎波，避免了电缆因波浪能装置运动造成的缠绕、磨损问题。

本发明与现有技术相比，具有如下优点：

（一）提高波浪能俘获效率

波浪能装置转换效率是衡量该装置性能的标准，决定了发电成本。具有的滑杆底部其优点在于：

1、通过抑制浮子垂直滑杆的运动，增大浮子沿滑杆运动，提高波浪能俘获效率：

从研究表明，在深水波作用下，滑杆限制下的浮子最佳运动角度接近60°；而在有限水深的波作用下，浮子的最佳运动角度变小，一般在45°左右。现有的波浪能装置动力浮子（Power Buoy）波浪能装置靠与水下附体焊接在一起的滑杆限制浮子，其滑杆角度往往比最佳角度偏大，达到80°左右。而本发明的装置的滑杆通过万向节与水下附体连接，比动力浮子的滑杆倾斜角度更大，可以达到最佳倾角。