[实用新型]机械式组合型振荡浮子波能发电装置

说明书

技术领域

本实用新型属于波浪能发电装置技术领域，特别涉及一种机械式组合型振荡浮子波能发电装置。

背景技术

波能发电装置在进行波能发电时，通常包含两个能量转换过程：首先是将波浪能转换为可供发电机利用的机械能形式，即能量的一次转换过程；其次是通过发电机将机械能转换为电能进行输出，即能量的二次转换过程。波能转换装置的核心问题是能量的一次转换过程。波浪能在第一次转换过程中产生的机械能的形式，有利用波浪上下运动直接转换成机械运动的；有利用波浪上下运动产生气流或水流去驱动涡轮发电的；也有利用波浪装置的摆动或转动产生气流或水流去驱动涡轮机发电；或把低压大波浪变成小体积高压水，然后引入高位水池产生水头带动涡轮机发电的。

目前常用的波能发电装置主要有以下两种：

振荡水柱式波能发电装置安全可靠性高但波能转换率较低，现有振荡水柱式波能发电装置多为航标灯等微型电力设备供电，输出功率较小；近岸振荡水柱式波能发电装置对海岸地形要求较高。

越浪式波能发电装置的结构简单、波能转换率较高，但由于对材料要求较高，且极易在波浪作用下发生破坏，丧失工作能力，维修及保护成本较高。

与欧美国家沿海海域波高大、能流密度高相比，我国沿海海域波浪能周期短、波高小，可利用率较低，不适用于以上两种方式。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提出了一种能量转换效率较高，可在不同水深条件下工作，装置的建造成本相对低，输出电能相对稳定，应用广泛的机械式组合型振荡浮子波能发电装置。

本实用新型的技术方案是：一种机械式组合型振荡浮子波能发电装置，其包括发电系统和固定系统。其中，固定系统包括浮箱和固定架，固定架为正方体结构，其固定连接于浮箱顶部，固定架侧面四角分别设置立柱，立柱为四棱柱结构。所述发电系统由四组相同的、分别设置于固定架立柱上的发电机构组成，每组发电机构包括浮子、能量转换装置和能量输出装置。所述浮子中央设有上下贯通的孔，浮子通过孔套装于立柱上，沿立柱上下运动。所述能量转换装置包括分别设置于立柱相对的两侧面上的齿条和分别设置于立柱两侧的单向齿轮。所述能量输出装置包括两个固定于浮子顶部且分别位于立柱两侧的发电机。两个单向齿轮分别套装于同侧发电机的输入轴顶端，通过键与发电机输入轴连接。两根齿条分别与同侧的单向齿轮啮合。

浮子顶部设有发电系统支架，支架固定于浮子上，发电机位于支架内部。

浮子顶部和底部分别设有四个相同的用以限制浮子水平方向运动的导向装置。浮子顶部的导向装置固定于发电系统支架顶部，浮子底部的导向装置直接固定于浮子上。导向装置包括导向轮和支撑架。导向轮的轮轴固定于支撑架上，导向轮与所述固定架的立柱侧面接触。导向装置能消除波浪对浮子水平倾覆振荡的影响，有利于波能的收集和转换。

所述浮箱为空心结构，其内部可以根据海况灌注适量的海水或沙子进行配重，达到使整个发电装置下沉至水面以下一定深度，浮子在合适位置进行上下振荡运动的目的，同时能够保证发电装置整体在运作时的稳定性。固定系统结构简单，且可灵活配重，提高了整个发电装置的稳定性和可靠性，便于加工与实施，经济性较好。

所述浮子为底部呈倒锥形的空心圆柱体。该结构有利于收集更多的波能，且其内部空心可以根据海况装载配重。浮子表层涂防腐漆，以防止在被海水腐蚀。

本实用新型的有益效果在于：

1、属于漂浮式波能发电装置，波能利用率高，适用于不同海况，不受潮差影响，同时受水深条件的限制小，特别是在超过40m的深水区也可以正常工作。

2、与波浪直接接触，能量转换次数少，提高了能量转换率。

3、将单个浮子进行组合，进一步提高了波能利用率及装置的可靠性。

4、结构简单，活动部件较少，整体稳定性高，可靠度好，能兼顾结构的可靠性及波能转换率。

5、占用面积小，对波浪场的影响小，对海洋水动力环境的影响极小。

6、建造成本较低，输出电能稳定，可用于对装置的保护要求不太高，波能密度低的区域。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图；

图2是本实用新型中发电系统的结构示意图；

图3是本实用新型中发电系统的局部结构示意图之一；

图4是本实用新型图3中A部位的放大图；

图5是本实用新型中发电系统的局部结构示意图之二；

图6是本实用新型图5中B部位的放大图；

图7是本实用新型中浮子顶部导向装置的分布示意图；

图8是本实用新型中浮子底部导向装置的分布示意图；