[发明专利]套筒浮子式海浪发电装置

说明书

本发明提供一种套筒浮子式海浪发电装置，该发电装置主要由浮子、套筒、设备仓、单向增速机、发电机、驱动链索、配重、牵引索和锚座组成，浮子与套筒上端的设备仓固定，下端装有滤网防止海洋生物侵入，牵引索一端挂在锚座的拉环上，另一端与驱动链索相连，驱动链索绕过单向增速机输入轴上的驱动轮，另一端联接在配重上。套筒下端与海水相通，内部充有防蚀气体以防止设备锈蚀，气体压力能阻止海水进入套筒和设备仓内，保证所有设备不与海水接触工作在非氧化气体环境中。运行时，该装置随波浪起伏，当其上升时，锚座拉住牵引索带着驱动链索驱动单向增速机再传动发电机旋转发电，当其下降时，配重快速下降拉着驱动链索反向驱动单向增速机，而单向增速机仍以不变的旋转方向驱动发电机发电。

技术领域

本发明涉及海洋能利用的波浪发电技术。

背景技术

人类为利用海洋的波浪所蕴含的能量将其转换为电能，已经努力研究试验了许多年，各种方案技巧层出不穷，但是这些在试用的发电装置，不管是大型的还是小型的，直接转换还是液压、气压间接转换，都有一个共同的缺点，防水、防腐蚀成本高，同时制造和维护费用过高，发电成本远高于市场电价，故海浪发电到目前也只是人们的一种理想愿望，在用的也只是科研或试验，还没有能进入有利可图的商业应用。

迄今为止，人类还没有一种可以与离岸风电价格竞争的波浪发电设备，人类对波浪发电设备的研究，还基本停留在科研阶段。极少数设备，例如海蛇和opt产品，售价也是很高的，只有不计成本的地方在试用。

本专利为浮子式波浪发电提供一种全新的方案，该方案采用气柱防水，使得传动和发电设备不与海水接触，而且可工作在保护性气体中，防止腐蚀和锈蚀，其制造和维护成本低，发电效率高，使得波浪发电的成本十分低廉，竟可低于火力发电成本，可由成百上千套该装置组成发电阵列，进行规模发电，令波浪发电真正进入商业化。

发明内容

本发明提供一种套筒浮子式海浪发电装置，该发电装置主要由浮子、套筒、设备仓、单向增速机、发电机、驱动链索、配重、牵引索和锚座组成，浮子与套筒上端的设备仓固定，套筒长度以当地平均浪高为参考，下端装有滤网防止海洋生物进入套筒内堆积，牵引索一端挂在锚座的拉环上，另一端与驱动链索相连，驱动链索绕过单向增速机输入轴上的传动轮另一端联接在配重上，驱动链索可以是链条、钢丝绳、V形皮带等。

套筒上端与设备仓焊接牢固，除下端与海水相通外，其它全部密封，内部充有氮气或其它防蚀气体以防止设备锈蚀，套筒和设备仓内的气体压力能阻止海水进入套筒和设备仓内，保证设备和驱动链索不与海水接触并工作在非氧化气体环境中，因此发电设备不必再考虑防水动密封问题，在设备仓可装上视频头和其它传感器监控设备运行状况。套筒一般长6米以上，保证正常工作时设备和配重不会接触到海水。

运行时，浮子、设备仓和套筒随波浪起伏，当其上升时，锚座拉住牵引索带着驱动链索驱动单向增速机再传动发电机旋转发电，当其下降时，配重快速下降拉着驱动链索反向驱动单向增速机，而单向增速机仍以不变的旋转方向驱动发电机旋转发电。

根据一般海浪的波长和能量密度，该发电装置在浅海区单台功率以5千瓦至20千瓦为宜，在较深海区单台可做到100千瓦以上，多台并联运行可使电压更加平稳，以三相交流永磁发电经整流输出直流并联为好，这样就不会在电气上产生相互干扰，任何一套发电机在发电时如果电压偏低没做功，浮子的上升或下降阻力将减小，升降速度就会加快，发出的电压就自动上升，基本能发出较稳定的电压，保证升降行程能输出有效的功率，多套机组组网运行时，每套机组的间隔应大于套筒长度，各浮子之间用绳相连保持距离，防止发生缠绕。

安装时直接以牵引索联接好锚座将锚座沉入海底，按海水实际深度确定联接的牵引绳的长度，电缆的正级可采用单芯线可直接在海底各机并接汇总输出，也可到岸上后并接以防止漏电，利用海水与大地为负极，能节约大量线材，安装维护极方便。