[实用新型]自适应潮位的波浪能量收集装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种能量收集装置，特别是涉及一种自适应潮位的波浪能量收集装置。

背景技术

当今世界能源紧缺，开发使用传统能源而造成的环境污染也日益严重。寻找绿色无污染的可持续新能源得到各国的重视。全世界理论上可利用的海洋能总量共计766亿千瓦，目前技术可利用发电64亿千瓦。由于海洋所具有的庞大能量，开发和使用海洋能得到广泛的青睐。自日本从1974年开始研究“海明号”开始，目前已有28个国家和地区相继进行海洋波浪能的使用和开发，建设大小波力电站、装置、机组、船体上千台(座)。

目前能够有效地利用海洋波浪发电的技术有以下几种：振荡水柱式波浪能利用技术、振荡浮子式波浪能利用技术、筏式波浪能利用技术、收缩波道式波浪能利用技术、鸭式波浪能利用技术、摆式波浪能利用技术。考虑到能量转换效率、适用的海域范围、抗浪能力等问题，针对振荡浮子式波浪能利用技术及摆式波浪能利用技术的研究成果较多。而已经存在的以浮力摆为主体进行能量收集的装置都是布置在近海岸且固定在海底基础结构处。不同的季节近海处的潮位也会不同。每年10到11月份，我国沿海潮位差大致为1.5米，部分地区达到3米。而日本最大潮位差可达到13米。现有的浮力摆不能自动适应潮位变化，当海水涨潮时有可能没过浮力摆，使其不能收集海水表面最为丰富的海水动能。而海水落潮时，摆板的有效力矩过小降低能量转换效率。且由海洋波浪力学可知，波浪的动能约占总能量的三分之二，势能约占总能量的三分之一。目前的能量收集装置大多只能单一地利用波浪势能或动能无法使波浪能最大化地利用。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种自适应潮位的波浪能量收集装置，能同时纵摇和垂荡，并且可以自动适应潮位变化，从而大大提高了能量转换效率。

为了实现上述目的，本实用新型通过下述技术方案得以解决：

包括浮箱、密封装置、转轴、浮力摆摆板、弯管、液压缸、支撑台、撑臂、支撑架、海底基础结构、齿条及与齿条配合的齿轮、液压能量转换系统及机械能量转换系统。浮箱及浮力摆摆板安置在支撑台上，浮力摆摆板可绕转轴转动。机械能量转换系统安置在海底基础结构上，液压能量转换系统可安置在海底基础结构或支撑台上；所有齿轮通过支撑架固定在海底基础结构上。

按上述方案，所述的浮箱通过密封装置、弯管后，经置于浮力摆摆板内部的转动副与内部液压缸相连。内部液压缸通过浮力摆摆板上具有密封装置的小孔后与外部的液压能量转换系统相连。浮箱对称布置在浮力摆摆板的两侧非主要工作面处。

按上述方案，所述的撑臂均由滑动支撑臂、固定支撑臂构成；固定支撑臂、上设有橡胶垫、滑轨、弹簧限位器、滑槽；固定支撑臂两侧滑槽内部设有滑轨，滑动支撑臂可沿固定支撑臂的滑槽上下移动；弹簧限位器安置在正常潮位线所在的位置；固定支撑臂具有三种潮位线，从上到下分别为最高潮位线、正常潮位线和最低潮位线，固定支撑臂凸台处设有缓冲的橡胶垫。

按上述方案，所述的撑臂外部具有相互配合的齿条及齿轮。齿条与滑动支撑臂固接。齿轮固定在海底基础结构上。第一齿条、第三齿条在两个撑臂上对称布置。第二齿条、第四齿条在另两个撑臂上对称布置。齿条边缘能够沿滑轨滑动。为保证机械能量转换系统的正常工作，齿条长度大于所设定的最大潮位差之间的距离；齿条底部距海底基础结构的距离大于正常潮位线与最低潮位线的距离。

按上述方案，所述的液压能量转换系统包括第一外部液压缸、第一内部液压缸，第二外部液压缸、第二内部液压缸、单向阀、溢流阀，蓄能器、液压马达、第二发电机、过滤器、油箱、安全阀。第一内部液压缸、第二内部液压缸置于浮力摆摆板内，分别与两个活塞杆相连。两个活塞杆通过转动副、密封装置分别与浮力摆摆板外部的两个浮箱相连。输送液压油的管线通过浮力摆摆板上具有密封装置的孔后与单向阀相连。第一外部液压缸、第二外部液压缸分别与两个单向阀相连。通过输出的高压油控制各单向阀及溢流阀的的通断从而控制第二发电机发电。溢流阀与液压马达之间设有蓄能器以保证在海浪较小的时候能量收集装置也能正常发电。为保证液压油的纯度从而减少杂质对系统的磨损而造成卡死或堵塞的现象，液压能量转换系统中各液压油的输送管线都与过滤器相连，经过过滤器过滤后流入(或流出)油箱。在液压马达及过滤器之间设有安全阀。