組合型震蕩浮子發(fā)電平臺的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種海洋組合型震蕩浮子發(fā)電平臺，有上下兩層平臺，上、下兩層平臺都是三角形狀，上、下兩層平臺之間的三角處以樁腿連接，下層平臺下方有波浪發(fā)電裝置；波浪發(fā)電裝置包括發(fā)電機(jī)，曲柄、永磁體、浮子；最上部的發(fā)電機(jī)電連接集電裝置且固定連接曲柄上端，曲柄下端鉸接可滑動套筒上端?？苫瑒犹淄餐S套在固定套筒內(nèi)部，固定套筒固定在下層平臺的甲板下面；滑動套筒內(nèi)有鐵芯，鐵芯上繞制線圈，鐵芯由絕緣支架固接固定套筒；可滑動套筒內(nèi)壁上固設(shè)有永磁體，可滑動套筒下端通過連接桿與浮子固接，浮子接觸于海面；固定套筒上部外側(cè)壁上有電極改變及集電裝置，電極改變及集電裝置電連接線圈；受氣候影響較小且能全程發(fā)電，發(fā)電穩(wěn)定。
【專利說明】 組合型震蕩浮子發(fā)電平臺
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于一種海洋平臺，具體是一種利用海洋波浪能發(fā)電的發(fā)電平臺。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著海洋開發(fā)越來越往深海發(fā)展，海洋能源的開發(fā)越來越重要，其中風(fēng)能與波浪能一直是可利用的主要發(fā)電能源。風(fēng)能發(fā)電裝置主要通過基座安裝風(fēng)機(jī)，依靠基座上的豎直軸風(fēng)機(jī)或水平軸風(fēng)機(jī)實現(xiàn)。在深海海域由于風(fēng)浪較大，水深較深，普通的風(fēng)機(jī)基座很難直接運(yùn)用于深海，采用一般的浮桶式風(fēng)機(jī)基座則可能導(dǎo)致風(fēng)機(jī)有較大的上下運(yùn)動和搖擺運(yùn)動，這會減少風(fēng)機(jī)的壽命。波浪能發(fā)電裝置主要有固定式和漂浮式兩種，由采集系統(tǒng)和轉(zhuǎn)換系統(tǒng)組成，采集系統(tǒng)有振蕩水柱式、振蕩浮子式、擺式等，轉(zhuǎn)換系統(tǒng)有空氣葉輪、液壓系統(tǒng)、低水頭水輪機(jī)等；發(fā)電時，采集系統(tǒng)俘獲波浪能經(jīng)由轉(zhuǎn)換系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為電能實現(xiàn)發(fā)電。固定式波浪能發(fā)電裝置的建造受周邊環(huán)境因素影響很大，通常只適宜淺水海域。漂浮式波浪能發(fā)電裝置在遇到大浪時，其結(jié)構(gòu)、錨泊系統(tǒng)往往容易受到破壞。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種組合型震蕩浮子發(fā)電平臺，可以同時采集風(fēng)浪能與波能在深海海洋進(jìn)行風(fēng)浪聯(lián)合發(fā)電，提高發(fā)電效率。
[0004]本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:有上下兩層平臺，上、下兩層平臺都是三角形狀，上、下兩層平臺之間的三角處以樁腿連接，上層平臺上方三角形處各設(shè)一風(fēng)機(jī)塔，風(fēng)機(jī)塔頂部設(shè)風(fēng)機(jī)，三個風(fēng)機(jī)塔與三個樁腿分別對齊；上層平臺的正中央有集電裝置，下層平臺下方有波浪發(fā)電裝置；波浪發(fā)電裝置包括發(fā)電機(jī)，曲柄、永磁體、浮子；最上部的發(fā)電機(jī)電連接集電裝置且固定連接曲柄上端，曲柄下端鉸接可滑動套筒上端?？苫瑒犹淄餐S套在固定套筒內(nèi)部，固定套筒固定在下層平臺的甲板下面；滑動套筒內(nèi)有鐵芯，鐵芯上繞制線圈，鐵芯由絕緣支架固接固定套筒；可滑動套筒內(nèi)壁上固設(shè)有永磁體，可滑動套筒下端通過連接桿與浮子固接，浮子接觸于海面；固定套筒上部外側(cè)壁上有電極改變及集電裝置，電極改變及集電裝置電連接線圈。
[0005]本發(fā)明采用上述技術(shù)方案后具有以下技術(shù)效果:
1、本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單而密實，發(fā)電結(jié)構(gòu)較小且可獨立使用，也可多個同時使用，避免了發(fā)電裝置過大帶來的問題。
[0006]2、本發(fā)明采用了不同于傳統(tǒng)的浮生樁腿，可通過對樁腿的控制來控制平臺的升降，達(dá)到使平臺適應(yīng)不同海況的目的，因此本發(fā)明受波浪影響小，在深海和淺海均可應(yīng)用，在大風(fēng)浪區(qū)域亦有著較好的安全性和較高的發(fā)電效率。
[0007]3、通過波浪的起伏變化將波浪能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，從而達(dá)到波浪能發(fā)電的效果，波浪發(fā)電裝置裝在平臺底部，不會對風(fēng)機(jī)的發(fā)電產(chǎn)生較大的影響，反而由于能夠增加平臺的穩(wěn)定性。
[0008]4、本發(fā)明受氣候影響較小且能全程發(fā)電，發(fā)電穩(wěn)定?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0009]下面結(jié)合附圖及【具體實施方式】對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明:
圖1是本發(fā)明組合型震蕩浮子發(fā)電平臺的外觀主視圖；
圖2是圖1中A-A縮小視圖；
圖3是圖1中B-B縮小視圖；
圖4是圖1中樁腿3的外部結(jié)構(gòu)圖；
圖5是圖4中的樁腿3的內(nèi)部結(jié)構(gòu)放大圖；
圖6是圖5中C-C視圖；
圖7是圖5中D-D放大視圖；
圖8是圖3中波浪發(fā)電裝置7的結(jié)構(gòu)圖；
圖9是圖8的右視圖；
圖10是圖8中E-E放大視圖。
[0010]圖中:1.風(fēng)機(jī)；2.風(fēng)機(jī)塔；3.樁腿；4-1.上層平臺；4-2.下層平臺；5.集電裝置；6.風(fēng)機(jī)基座；7.波浪發(fā)電裝置；8.波浪發(fā)電機(jī)組；10.螺旋式制蕩板；13.上層艙段；14.中間艙段；15.下層艙段；16.空艙；17.升降裝置；18.支架；19.進(jìn)出水裝置；20.制蕩板；21.滑道；22.進(jìn)出水口 ；23.滑道；24.發(fā)電機(jī)；25.曲柄；26.電極改變及集電裝置；27.永磁體；28.鐵芯線圈；29.墊片；30.絕緣支架；31.線圈；32.鐵芯；33.浮子；34.固定套筒；35.可滑動套筒；36.連接桿；37.波浪發(fā)電裝置的平臺連接板；38.下層平臺甲板。
【具體實施方式】
[0011]參見圖1、2、3所示，本發(fā)明的主體有上下兩層平臺，上層平臺4-1和下層平臺4-2之間連接樁腿3。上層平臺4-1和下層平臺4-2都是三角形狀，在上層平臺4-1和下層平臺4-2的三角處各安裝一個樁腿3。在上層平臺4-1的上方的三角形處各安裝一個風(fēng)機(jī)基座6，在每個風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)6上安裝一個風(fēng)機(jī)塔2，風(fēng)機(jī)塔2頂部安裝風(fēng)機(jī)I。三個風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)6和風(fēng)機(jī)塔2與上層平臺4-1下方的三個樁腿3分別對齊。在上層平臺4-1的正中央安裝集電裝置5。在下層平臺4-2上安裝波浪發(fā)電機(jī)組8，波浪發(fā)電機(jī)組8的下方是波浪發(fā)電裝置7。上層平臺4-1、下層平臺4-2、三個樁腿3以及風(fēng)機(jī)基座6可焊接形成一個完整的基礎(chǔ)平臺。
[0012]如圖4所示，每個樁腿3的外壁上都焊接有螺旋式制蕩板10，以減少波浪對樁腿3的影響，確保上層平臺4-1的穩(wěn)定性。
[0013]參見圖5、6、7所示，樁腿3為內(nèi)外兩圓筒同軸相套的雙層體結(jié)構(gòu)，在樁腿3內(nèi)腔具有上、中、下三層艙段，樁腿3上段的上層艙段13和下段的底層艙段15的結(jié)構(gòu)相同，上層艙段13和底層艙段15內(nèi)設(shè)有制蕩板20以及滑道23，參見圖6。4個滑道23沿圓周均布在樁腿3內(nèi)壁上，沿樁腿3的軸向上下設(shè)置?；?3上安裝制蕩板20，制蕩板20可沿滑道23上下滑動。在上層艙段13和底層艙段15的樁腿3的壁上均開有進(jìn)出水口 22，進(jìn)出水口 22是與外部相通的通孔。再參見圖7，中間艙段14中同軸套有一個空艙16，在空艙16的外壁和樁腿3的內(nèi)壁之間有支架18和滑道21，支架18外端焊接在樁腿3內(nèi)壁上，支架18內(nèi)端固定連接滑道21，這樣使滑道21通過支架18固定在樁腿3的內(nèi)壁上，滑道21沿樁腿3軸向上下布置，空艙16外壁與滑道21配合安裝。在樁腿3內(nèi)壁上還固定安裝升降裝置17，升降裝置17連接空艙16，通過升降裝置17的升降使空艙16沿滑道21上下滑動。在中間艙段14的頂部中央與上層艙段13之間設(shè)置進(jìn)出水裝置19，在中間艙段14的底部中央與底層艙段15之間設(shè)置進(jìn)出水裝置19，進(jìn)出水裝置19用于控制中間艙段14內(nèi)的水量。
[0014]當(dāng)上層平臺4-1和下層平臺4-2需要升降時，向上、中、下三個艙段內(nèi)注水或排水，相當(dāng)于控制壓載水，從而達(dá)到平臺升降的目的。同時上層艙段13和底層艙段15內(nèi)部可滑動的制蕩板20使得上下兩個艙室在不同壓載水時都能確保艙室內(nèi)部的穩(wěn)性，而通過調(diào)節(jié)空艙16內(nèi)的壓載水，改變樁腿3的重心位置，使樁腿3在不同的工作狀態(tài)都能夠擁有最佳的重心位置以及穩(wěn)性。
[0015]參見圖8、圖9、圖10所示的是本發(fā)明的波浪發(fā)電裝置7，主要由發(fā)電機(jī)24、曲柄25、浮子33、電極改變及集電裝置26、永磁體27、鐵芯線圈28、固定套筒34、可滑動套筒35等組成。最上部是發(fā)電機(jī)24，發(fā)電機(jī)24布置在下層平臺的甲板38上，發(fā)電機(jī)24與上層平臺正中央的集電裝置5相連，同時發(fā)電機(jī)24的中心軸固定連接曲柄25上端，曲柄25下端鉸接可滑動套筒35的上端?？苫瑒犹淄?5同軸套在固定套筒34的內(nèi)部，固定套筒34固定在下層平臺的甲板38下面。在滑動套筒35內(nèi)有鐵芯32，鐵芯32上繞制線圈31，組成鐵芯線圈28。鐵芯32由絕緣支架30固定在固定套筒34上，固定時，絕緣支架30要穿過滑動套筒35上開的相應(yīng)的長槽。在可滑動套筒35的內(nèi)壁上固定安裝永磁體27，將鐵芯線圈28作為定子，而永磁體27部分作為動子，使可滑動套筒35上下運(yùn)動時帶動永磁體27切割鐵磁力線?？苫瑒犹淄?5的下端通過連接桿36與浮子33焊接，連接時，可滑動套筒35的下端固定連接桿36上端，連接桿36穿過固定套筒34底部中央的孔向下延伸，連接桿36下端固定焊接浮子33。在固定套筒34的內(nèi)底面上安放墊片29，以減小可滑動套筒35和固定套筒34可能存在的碰撞力。在固定套筒34的上部外側(cè)壁上安裝電極改變及集電裝置26，電極改變及集電裝置26電連接線圈31。
[0016]整個波浪發(fā)電裝置7安裝時，位于在下層平臺的中間，固定套筒34的頂部焊接平臺連接板37，將平臺連接板37用鉚釘安裝或焊接在下層平臺甲板38的下側(cè)，波浪發(fā)電裝置7最下部的浮子33延伸至接觸海面。從整體看，整個波浪發(fā)電裝置7懸掛于下層平臺甲板38以下，固定套筒34、滑動套筒35及浮子33等的重心線平行于樁腿3。為使發(fā)電效果更好，可使用多個波浪發(fā)電裝置7，多個發(fā)電機(jī)24組成波浪發(fā)電機(jī)組8。
[0017]本發(fā)明工作時，當(dāng)波浪上下起伏時，波浪必然會造成浮子33在豎直方向上簡諧運(yùn)動，依序由浮子33、連接桿36、可滑動套筒35傳遞波浪能，帶動永磁體27做上下運(yùn)動，由于線圈31是固定的，線圈31做切割磁感線運(yùn)動，從而達(dá)到發(fā)電的效果。在永磁體27上下運(yùn)動時，永磁體27上端的曲柄25帶動發(fā)電機(jī)24也進(jìn)行發(fā)電。將波浪造成的浮子33運(yùn)動的高度差轉(zhuǎn)變?yōu)榍?5的運(yùn)動以推動發(fā)電機(jī)24的運(yùn)轉(zhuǎn)，從而達(dá)到波浪能發(fā)電的效果，提高了發(fā)電的效率和發(fā)電量。
[0018]當(dāng)波浪由波谷至波峰時，浮子33向上推動曲柄25運(yùn)動，再由曲柄25帶動發(fā)電機(jī)24轉(zhuǎn)動，當(dāng)波浪由波峰至波谷時，浮子33向下運(yùn)動的同時帶動曲柄25與發(fā)電機(jī)24運(yùn)動，從而達(dá)到全程發(fā)電的目的。另外，在浮子33上下運(yùn)動時必然帶動可滑動套筒35上的永磁體27進(jìn)行切割磁感線運(yùn)動，這部分產(chǎn)生的電能通過電極改變及集電裝置26進(jìn)行收集存儲和利用。
[0019]為了保證發(fā)電量的穩(wěn)定以及平臺的穩(wěn)定，通過調(diào)節(jié)樁腿3中的注水量以及空艙16的高度來時時調(diào)整平臺重心高度和穩(wěn)性，保證平臺穩(wěn)定固定在海面上，不會隨風(fēng)浪移動。而位于上層平臺上的風(fēng)機(jī)I利用風(fēng)力進(jìn)行發(fā)電，由于風(fēng)力發(fā)電技術(shù)比較成熟，故其發(fā)電結(jié)構(gòu)及原理不再贅述。
【權(quán)利要求】
1.一種組合型震蕩浮子發(fā)電平臺，有上下兩層平臺，其特征是:上、下兩層平臺都是三角形狀，上、下兩層平臺之間的三角處以樁腿(3)連接，上層平臺上方三角形處各設(shè)一風(fēng)機(jī)塔(2)，風(fēng)機(jī)塔(2)頂部設(shè)風(fēng)機(jī)(1)，三個風(fēng)機(jī)塔(2)與三個樁腿(3)分別對齊；上層平臺的正中央有集電裝置(5)，下層平臺下方有波浪發(fā)電裝置(7);波浪發(fā)電裝置(7)包括發(fā)電機(jī)(24)、曲柄(25)、永磁體(27)、浮子(33);最上部的發(fā)電機(jī)(24)電連接集電裝置(5)且固定連接曲柄(25)上端，曲柄(25)下端鉸接可滑動套筒(35)上端；可滑動套筒(35)同軸套在固定套筒(34)內(nèi)部，固定套筒(34)固定在下層平臺的甲板下面；滑動套筒(35)內(nèi)有鐵芯(32)，鐵芯(32)上繞制線圈(31)，鐵芯(32)由絕緣支架(30)固接固定套筒(34);可滑動套筒(35)內(nèi)壁上固設(shè)有永磁體(27)，可滑動套筒(35)下端通過連接桿(36)與浮子(33)固接，浮子(33)接觸于海面；固定套筒(34)上部外側(cè)壁上有電極改變及集電裝置(26)，電極改變及集電裝置(26)電連接線圈(31)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述組合型震蕩浮子發(fā)電平臺，其特征是:樁腿(3)為圓筒結(jié)構(gòu)，內(nèi)腔具有上、中、下三層艙段，上層艙段(13)和底層艙段(15)的結(jié)構(gòu)相同，上、底層艙段(13、15)內(nèi)設(shè)有制蕩板(20)及第一滑道(23)，第一滑道(23)沿圓周均布在樁腿(3)內(nèi)壁上且沿樁腿(3)軸向上下設(shè)置，制蕩板(20)可沿第一滑道(23)上下滑動；上、底層艙段(13、15)的樁腿(3)的壁上均開有進(jìn)出水口(22)，中間艙段(14)中同軸套有一個空艙(16)，空艙(16)外壁和樁腿(3 )內(nèi)壁之間有支架(18 )和第二滑道(21)，第二滑道(21)通過支架(18 )固接樁腿(3)內(nèi)壁，第二滑道(21)沿樁腿(3)軸向上下布置；樁腿(3)內(nèi)壁上還固設(shè)升降裝置(17)，升降裝置(17)帶動空艙(16)沿滑道(21)上下滑動；中間艙段(14)頂部和底部中央均設(shè)置進(jìn)出水裝置(19)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述組合型震蕩浮子發(fā)電平臺，其特征是:每個樁腿(3)的外壁上都固定設(shè)有螺旋式制蕩板(10)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述組合型震蕩浮子發(fā)電平臺，其特征是:固定套筒(34)的頂部固接平臺連接板(37)，平臺連接板(37)固接下層平臺的甲板的下側(cè)，發(fā)電機(jī)(24)布置在下層平臺的甲板上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述組合型震蕩浮子發(fā)電平臺，其特征是:固定套筒(34)、滑動套筒(35)及浮子(33)的重心線平行于樁腿(3)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述組合型震蕩浮子發(fā)電平臺，其特征是:有多個波浪發(fā)電裝置(7)，多個發(fā)電機(jī)(24)組成波浪發(fā)電機(jī)組(8)。
【文檔編號】F03D9/00GK103696902SQ201310714134
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年12月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月23日
【發(fā)明者】孔宇, 李良碧, 倪鵬, 羅廣恩 申請人:江蘇科技大學(xué)