一種浮力擺式波浪能發(fā)電裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于新型可再生能源技術和海洋裝備領域，特別涉及一種浮力擺式波浪能發(fā)電裝置。它包括發(fā)電艙、擺板、立柱、定滑輪、鋼纜、轉軸和電磁發(fā)電裝置。其特征是：裝置整體通過立柱安放在海底基礎上；立柱上方安裝發(fā)電艙，發(fā)電艙內安裝電磁發(fā)電裝置；兩個立柱之間布放轉軸和擺板，轉軸固定于海底，擺板通過鋼纜和定滑輪與電磁發(fā)電裝置連接。本發(fā)明設計能利用水體流速隨波浪傳遞產(chǎn)生的變化，高效地將波浪能轉化為電能，適用于近海區(qū)域，為海上航標燈、觀測站等離岸設施提供電力，也易于直接發(fā)電聯(lián)網(wǎng)，同時具有較高的可靠性，易于制造和安裝。
【專利說明】一種浮力擺式波浪能發(fā)電裝置
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于新型可再生能源技術和海洋裝備領域，特別是一種浮力擺式波浪能發(fā)電裝置。
【背景技術】
[0002]隨著世界經(jīng)濟的發(fā)展、人口的增加、社會生活水平的不斷提高，各國對能源的需求迅速增長。近年，受化石能源日趨枯竭、能源供應安全和保護環(huán)境等的驅動，作為主要可再生能源之一的海洋能事業(yè)取得很大發(fā)展，海洋能應用技術日趨成熟，為人類在21世紀充分利用海洋能展示了美好前景。
[0003]目前，世界上主要的波浪能裝置可根據(jù)其位置分布劃分為三類:離岸式(離岸超過2.5Km)、近岸式和岸基式。其中，近岸式波浪能裝置由于易于安裝和維護、建設成本低等特點受到了廣泛的研究。同時，其所處區(qū)域波浪能密度相對較高，又不容易受到臺風等惡劣天氣的影響。近些年來，這類波浪能裝置得到了較大的發(fā)展。然而，考慮到海水的特殊物理化學性質以及波浪的隨機性和其極端天氣下巨大的破壞力，對于安裝在海中的波浪能發(fā)電裝置，工程師們不得不重點考慮裝置的穩(wěn)定性和安全性。在保證波浪能轉換裝置能適應不同的天氣狀況的同時，需要考察設計在極端天氣條件下的生存策略和生存能力。
【發(fā)明內容】
[0004]本發(fā)明所要解決的技術問題是:克服上述現(xiàn)有波浪能技術的穩(wěn)定性低、安全性差等不足，提供一種浮力擺式波浪能發(fā)電裝置，它能利用海水流速隨波浪傳遞產(chǎn)生的變化，高效地將波浪能轉化為電能，適用于近海區(qū)域，為海上航標燈、觀測站等離岸設施提供電力，也易于直接發(fā)電聯(lián)網(wǎng)，同時具有較高的可靠性，易于制造和安裝。
[0005]本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是:
[0006]一種浮力擺式波浪能發(fā)電裝置，包括發(fā)電艙、擺板、立柱、定滑輪、鋼纜、轉軸和電磁發(fā)電裝置。其特征是:裝置整體通過立柱安放在海底基礎上；立柱上方安裝發(fā)電艙，發(fā)電艙內安裝電磁發(fā)電裝置；兩個立柱之間布放轉軸和擺板，轉軸固定于海底，擺板通過鋼纜和定滑輪與電磁發(fā)電裝置連接。
[0007]所述的一種浮力擺式波浪能發(fā)電裝置，其特征是:擺板左右兩側都連接有鋼纜并通過定滑輪與電磁發(fā)電裝置連接。
[0008]所述的一種浮力擺式波浪能發(fā)電裝置，其特征是:電磁發(fā)電裝置中的通道中布放有數(shù)個相互連接的電磁鐵。
[0009]所述的一種浮力擺式波浪能發(fā)電裝置，其特征是:電磁發(fā)電裝置中的電磁鐵的兩側分別與鋼纜鉸接連接。
[0010]所述的一種浮力擺式波浪能發(fā)電裝置，其特征是:電磁發(fā)電裝置中電磁鐵所處通道的兩端布放有制動擋板。
[0011]所述的一種浮力擺式波浪能發(fā)電裝置，其特征是:電磁發(fā)電裝置中電磁鐵所處通道的周圍布放有線圈。
[0012]所述的一種浮力擺式波浪能發(fā)電裝置，其特征是:擺板通過轉軸固定于海底，具有單一的轉動自由度。
[0013]波浪能裝置通過立柱直接安放在海底基礎上，適用于近海海域。裝置的主體部分可以采用在岸上預制，利用駁船拖動到指定位置，沉入水中進行安裝。裝置主要利用波浪引起的水體往復運動的動能的變化，其擺板的尺寸也可以合理增加，以提高波浪能的捕獲效率。當風浪條件較為惡劣時，可以方便地將擺板拆掉并運輸離開，保障裝置的安全性。
[0014]沒有波浪作用時，擺板的浮力和重力達到平衡狀態(tài)，擺板靜止不動。當波浪傳遞到波浪能裝置時，擺板會隨著水體流速的變化而圍繞轉軸轉動，進而帶動鋼纜和電磁鐵作往復運動。當結構物附近水體向左運動時，同時帶動擺板圍繞轉軸逆時針轉動，拉動擺板右側的鋼纜一起向左運動。擺板右側的鋼纜通過定滑輪的轉向，拉動電磁鐵向右運動，電磁鐵的運動會使得其所處通道周圍的線圈中的磁通量發(fā)生變化，進而產(chǎn)生電流發(fā)出電力。當結構物附近水體運動方向發(fā)生變化時，水體向右運動同時帶動擺板順時針轉動，擺板圍繞轉軸轉動拉動擺板左側的鋼纜向右運動，進而通過鋼纜帶動電磁鐵向左加速，這個過程中電磁鐵向左運動，運動特性與上一過程相反，同樣使得線圈中的磁通量變化產(chǎn)生電流。于是，電磁鐵隨著波浪的作用進入到一個往復運動的循環(huán)，電磁鐵所處通道周圍的線圈內的磁通量也往復變化，不斷的產(chǎn)生電流而發(fā)出電力。在波浪振幅較大時，電磁鐵兩側安裝的制動擋板能夠有效的控制電磁鐵的運動幅度，以免損壞機械設備。
[0015]本發(fā)明的有益效果是:
[0016]本發(fā)明適用于波浪能資源較為豐富的近海區(qū)域，采用擺板的浮力擺式波浪能發(fā)電裝置的設計，能夠適應各類大小的來波；其發(fā)電原理運用了電磁感應定律，形式簡單，效率穩(wěn)定；電磁發(fā)電裝置安裝于裝置主體內部，安全性高；裝置整體，形式簡單，便于制造和安裝。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明的整體結構示意圖。
[0018]圖2是本發(fā)明的電磁發(fā)電裝置的內部結構正向剖視圖。
[0019]圖3是本發(fā)明的電磁發(fā)電裝置的內部結構側向剖視圖。
[0020]圖4是本發(fā)明在近海布放的示意圖。
[0021]圖中，1-發(fā)電艙，2-擺板,3-立柱,4-定滑輪，5-自由水面,6_海底，7_鋼纜,8_電磁發(fā)電裝置，9-轉軸，10-鉸接點，11-電磁鐵，12-制動擋板，13-線圈。
【具體實施方式】
[0022]下面結合附圖和實施例對本發(fā)明進行詳細說明。
[0023]實施例1:
[0024]如圖1所示，裝置整體通過立柱3安放在海底基礎6上；立柱3上方安裝發(fā)電艙1，發(fā)電艙I內安裝電磁發(fā)電裝置8 ;兩個立柱3之間布放轉軸9和擺板2 ;擺板2通過轉軸9固定于海底6 ;擺板2通過鋼纜7和定滑輪4與電磁發(fā)電裝置8連接；擺板2左右兩側都連接有鋼纜7并通過定滑輪4與電磁發(fā)電裝置8連接。
[0025]如圖2所示，電磁發(fā)電裝置8中設置通道，其中布放有數(shù)個電磁鐵11 ;電磁鐵11兩側分別與鋼纜7鉸接連接；電磁鐵11所處通道的兩端布放有制動擋板12。
[0026]如圖3所示，電磁發(fā)電裝置8中圓形通道中布放有圓柱形電磁鐵11，通道周圍纏繞有線圈13。
[0027]如圖4所示，數(shù)個浮力擺式波浪能發(fā)電裝置可以并排布放，形成一個波浪能發(fā)電場。
[0028]本實施例的工作原理:
[0029]實際使用中在沒有波浪作用時，擺板2的浮力和重力達到平衡狀態(tài)，擺板2靜止不動。當波浪傳遞到波浪能裝置時，擺板2會隨著水體流速的變化而圍繞轉軸9轉動，進而帶動鋼纜7和電磁鐵11作往復運動。當結構物附近水體向左運動時，同時帶動擺板2圍繞轉軸9逆時針轉動，拉動擺板2右側的鋼纜7 —起向左運動。擺板2右側的鋼纜7通過定滑輪4的轉向，拉動電磁鐵11向右運動，電磁鐵11的運動會使得其所處通道周圍的線圈13中的磁通量發(fā)生變化，進而產(chǎn)生電流發(fā)出電力。當結構物附近水體運動方向發(fā)生變化時，水體向右運動同時帶動擺板2順時針轉動，擺板2圍繞轉軸9轉動并拉動擺板2左側的鋼纜7向右運動，進而通過鋼纜7帶動電磁鐵11向左加速，這個過程中電磁鐵11向左運動，運動特性與上一過程相反，同樣使得線圈13中的磁通量變化產(chǎn)生電流。于是，電磁鐵11隨著波浪的作用進入到一個往復運動的循環(huán)，電磁鐵11所處通道周圍的線圈13內的磁通量也往復變化，不斷的產(chǎn)生電流而發(fā)出電力。在波浪振幅較大時，電磁鐵11兩側安裝的制動擋板12能夠有效的控制電磁鐵11的運動幅度，以免損壞機械設備。
[0030]盡管上面對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行了描述，但是本發(fā)明并不局限于上述的【具體實施方式】，上述的【具體實施方式】僅僅是示意性的，并不是限制性的。
【權利要求】
1.一種浮力擺式波浪能發(fā)電裝置，包括發(fā)電艙、擺板、立柱、定滑輪、鋼纜、轉軸和電磁發(fā)電裝置，其特征是:裝置整體通過立柱安放在海底基礎上；立柱上方安裝發(fā)電艙，發(fā)電艙內安裝電磁發(fā)電裝置；兩個立柱之間布放轉軸和擺板，轉軸固定于海底，擺板通過鋼纜和定滑輪與電磁發(fā)電裝置連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的浮力擺式波浪能發(fā)電裝置，其特征在于:擺板左右兩側都連接有鋼纜并通過定滑輪與電磁發(fā)電裝置連接。
3.根據(jù)權利要求1所述的浮力擺式波浪能發(fā)電裝置，其特征在于:電磁發(fā)電裝置中的通道中布放有數(shù)個相互連接的電磁鐵。
4.根據(jù)權利要求1所述的浮力擺式波浪能發(fā)電裝置，其特征在于:電磁發(fā)電裝置中的電磁鐵的兩側分別與鋼纜鉸接連接。
5.根據(jù)權利要求1所述的浮力擺式波浪能發(fā)電裝置，其特征在于:電磁發(fā)電裝置中電磁鐵所處通道的兩端布放有制動擋板。
6.根據(jù)權利要求1所述的浮力擺式波浪能發(fā)電裝置，其特征在于:電磁發(fā)電裝置中電磁鐵所處通道的周圍布放有線圈。
7.根據(jù)權利要求1所述的浮力擺式波浪能發(fā)電裝置，其特征在于:擺板通過轉軸固定于海底，具有單一的轉動自由度。
【文檔編號】F03B13/14GK104405563SQ201410527436
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年10月9日 優(yōu)先權日:2014年10月9日
【發(fā)明者】彭偉 申請人:長沙理工大學