[发明专利]自动适应潮位的振荡浮子发电装置

说明书

技术领域

本发明属于波浪能发电技术领域，涉及一种振荡浮子发电装置，具体的说，涉及一种自动适应潮位的振荡浮子发电装置。

背景技术

波浪能作为一种能流密度大、分布广泛的海洋能源，具有良好的品质和开发利用价值，受到科研人员的广泛青睐，各种形式的波浪能发电装置得到了研发和试验。波浪能发电装置以波浪上下起伏产生的能量作为动力发电，常见的波浪能发电装置有振荡水柱式、摆式、聚波水库式、振荡浮子式、鸭式、筏式等，其中振荡浮子波浪能发电装置是近年来新提出的一种波浪能利用装置，通常以浮子作为波浪能吸收装置，然后将浮子吸收的波浪能量通过机械或液压装置转化出去，驱动发电机发电。

振荡浮子波浪能发电装置通常面临一个难题，即在实际海况中，除了海水表面的波浪起伏外，还存在一定周期的潮位涨落(其周期比波浪要大得多)。潮位涨落不仅会影响浮子捕获波浪能量的效果，甚至在高水位下可能将某些构件淹没，对装置的安全性造成一定的威胁。目前，波能发电装置在研发过程中采用了各种不同方法来适应潮位的变化，多数方法是采用液压升降系统实现装置的升降功能，但液压系统需要消耗电力，增加了发电成本，在目前波浪能发电装置发电效率偏低的情况下，显然并不是理想的选择。因此，设计一种能够自动适应潮位涨落的振荡浮子发电装置，具有非常重要的现实意义，也是今后振荡浮子波浪能发电装置的趋势之一。

发明内容

本发明的目的在于研究一种在涨落潮过程中，可稳定竖直升降，可自动适应潮位的振荡浮子发电装置。

本发明的技术方案是：自动适应潮位的振荡浮子发电装置，包括波浪能发电系统及潮位适应系统，波浪能发电系统包括依次连接的浮子、液压缸及发电机，波浪能发电系统安装在潮位适应系统上，潮位适应系统包括升降浮台及限位桩，浮子与升降浮台相连；升降浮台上开有限位桩孔，限位桩孔内设置有潮位适应装置，潮位适应装置包括限位齿轮、限位浮体和潮位启闭机构，限位桩插装在限位桩孔内，限位桩底部固定在海床上，沿限位桩侧壁设置有限位齿条，与限位齿轮啮合；限位浮体安装在限位桩孔的侧壁；潮位启闭机构包括一棘轮及制动销，制动销与限位浮体相连，棘轮与限位齿轮同轴相连，制动销与棘轮棘爪啮合，限制棘轮转动。

优选的是：限位浮体包括外箱和置于外箱内的限位浮子，除外箱迎浪的一侧和外箱底部外，外箱的各个侧壁均设置有透水孔。

优选的是：升降浮台为圆台状，使波浪能够容易越过升降浮台，而不直接冲击升降浮台。减少升降浮台所受到的水平波浪的冲击，保证结构的稳定性。

优选的是：限位桩孔内，未安装限位机构的侧壁装有滑轮，限位桩与滑轮轮体外圆周相接触。减少升降浮台在升沉过程中与限位桩的摩擦。

优选的是：浮子通过支撑架与升降浮台及液压缸相连，支撑架包括竖直杆、水平杆、支撑杆及与液压缸相连的液压缸连接杆，竖直杆为与浮子固定连接，且分别与水平杆和液压缸连接杆铰接，支撑杆安装在升降浮台上，与水平杆铰接。

优选的是：浮子底部为锥形，主体为圆柱体。

优选的是：升降浮台上台面和下台面之间开有贯通的切口，水平杆位于切口正上方。该切口作为水平杆的预留活动缝隙，水平杆转动过程中，从切口中穿过。若不设置该切口，水平杆转动过程中将与升降浮台冲撞，严重的，将损坏升降浮台和水平杆。

更进一步的，潮位适应系统还包括安装在升降浮台上端面的平台，发电机安装在平台上，外部装有保护罩。液压发电装置安装在上部平台的保护罩内，上部平台始终随潮位涨落，不会被海水淹没，可以保护发电系统的精密部件不受海洋恶劣环境的影响，提高了装置的耐久性。

本发明的有益效果是：

(1)本发明可实现发电系统的潮位适应，根据潮位高低自动升降。保证浮子始终接触海面，有利于最大程度的吸收波浪能量，提高发电效率。

(2)本发明依靠海水浮力和机械结构的配合实现了振荡浮子发电装置对潮位的自适应，不需要依赖液压升降系统，不需要耗费能源，节能环保。

(3)相对于波浪起伏，潮位的涨落对海面高度的影响更大。系统通过制动销制动，较小的海面高度的起伏不会触发制动销的作用，因此系统的升沉只受潮位的影响，不受波浪起伏的影响。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

图2为升降浮台俯视结构示意图。

图3为潮位适应装置俯视结构示意图。

图4为潮位适应系统结构示意图。

图5为限位桩与潮位适应装置配合结构示意图。

图6为制动销及棘轮制动关系结构示意图。