[发明专利]水轮机式浮标波浪发电设备

说明书

本发明涉及利用水轮机式浮标波浪发电设备。本发明旨在提供一种功率较大的浮标波浪发电设备。其技术方案包括：浮标系统、水轮机转换系统、浮子转换系统。浮标的中间安装中空的导管，直径小于浮标外缘直径很多，浮标随波浪上下运动的速度就会慢于导管内的波浪变化速度，这样，浮标的上下运动与导管内水流的运动差异就可以让相应的转换设备变成电力。导管内安装水轮机201或者浮子301，就能获得一级转换能量，在水轮机轴上面安装力矩方向转换系统和发电机，就能产生电力。而浮子上面安装齿条，齿条经过力矩转换系统和发电机，也能产生电力。本发明效率较高，制造简单，可以代替目前使用的震荡水柱转换方式。

技术领域

本发明涉及利用水轮机式浮标波浪发电设备，特别涉及一种在浮标上下运动时，中空的导管会产生上下水流推动水轮机双向转动，经过齿轮、单向轴承转换就可以发电的设备。

技术背景

目前浮标利用波浪发电应用存在以下问题：利用震荡水柱的方式，在浮标中间安装中空导管，导管内产生上下水流，形成变动的空气，从而推动上面的透平机发电；这种震荡水柱转换效率低，根据中科院的有关测量数据显示，只有10～15％，所以产生的电力非常小，难以满足较大功率的航标灯供电需要。

未来浮标利用波浪发电设备的发展趋势是：效率高、功率较大，建造成本低、容易安装、固定成本低，能在水面维修。只有效率高，才能充分攫取波浪能；只有建造成本低、容易安装、能在水面维修，总成本才会降低，才具有商业利用价值。

发明内容

本发明旨在提供一种兼具高效率、特别是面对高潮、低潮照样可以工作，而且效率较高的水轮机式浮标波浪发电设备。浮标1的中间安装中空的导管，直径小于浮标外缘直径很多，浮标随波浪上下运动的速度就会慢于导管内的波浪变化速度，这样，浮标的上下运动与导管内水流的运动差异就可以让相应的转换设备变成电力。导管内安装水轮机201或者浮子301，就能获得一级转换能量，在水轮机轴上面安装力矩方向转换系统和发电机，就能产生电力。而浮子上面安装齿条，齿条经过力矩转换系统和发电机，也能产生电力。

由于效率高、成本低，使得本发明具有很好的商业价值。

本发明的工作原理：

如图1、图2，当浮标1随波浪向上运动时，由于直径比较大、重量大，加上下部阻尼板的作用，其随波浪反应的速度较慢；而在导管102中的水流，由于阻力较小，上升的速度就会较快；这样，波浪就会在导管102内形成相对运动，在导管内安装水轮机201，水轮机在水流的推动下，就会旋转运动，就会带动安装于其上的轴202旋转；轴202的旋转就会带动安装在轴上部的力矩方向转换器和发电机旋转发电。

当浮标1随波浪向下运动时，由于直径比较大、重量大，加上下部阻尼板的作用，其随波浪反应的速度较慢；而在导管102中的水流，由于阻力较小，下降的速度就会较快；这样，波浪就会在导管102内形成相对运动，在导管内安装水轮机201，水轮机在水流的推动下，就会反向旋转运动，就会带动安装于其上的轴202反向旋转；轴202的旋转就会带动安装在轴上部的力矩方向转换器和发电机旋转发电。

浮标1随波浪一上一下，就完成了一个工作流程。这样在波浪的作用下不断循环，就会不断产生电力，满足航标灯等设备的供电需要。

如图3、图4，当浮标1随波浪向上运动时，由于直径比较大、重量大，加上下部阻尼板的作用，其随波浪反应的速度较慢；而在导管102中的水流，由于阻力较小，上升的速度就会较快；这样，波浪就会在导管102内形成相对运动，在导管内安装浮子301，浮子301在水流的推动下，就会向上运动，就会推动安装于其上的齿条302向上运动；齿条302的向上就会带动安装在齿条302上部的力矩转换器303和发电机旋转发电。