本實(shí)用新型涉及一種波浪能發(fā)電裝置。

背景技術(shù)：

波浪發(fā)電始于20世紀(jì)70年代，以日、美、英、挪威等國為代表，現(xiàn)有技術(shù)中存在各式規(guī)模不同的波浪發(fā)電裝置，其中以點(diǎn)頭鴨式、震蕩浮體式、震蕩水柱式、海蛇式等最為代表，其中，

1)點(diǎn)頭鴨式波浪發(fā)電設(shè)備，主要利用了波浪的液位差，鴨頭凸起部分跟隨波浪做上下點(diǎn)頭運(yùn)動(dòng)，收集波浪高低液位差的勢能；

2)震蕩浮體式波浪發(fā)電設(shè)備，利用浮體隨波浪液位的高低運(yùn)動(dòng)來采集波浪的高低液位差的勢能；

3)震蕩水柱式波浪發(fā)電設(shè)備，利用波浪的高低液位差擠壓空氣實(shí)現(xiàn)對波浪勢能的采集；

4)海蛇式波浪發(fā)電設(shè)備，通過前后浮體隨波浪的高低運(yùn)動(dòng)、帶動(dòng)鉸接連接點(diǎn)的液壓缸往復(fù)運(yùn)動(dòng)、從而產(chǎn)生液壓能，利用前后波浪的波峰和波谷的液位差進(jìn)行發(fā)電，采集波浪高低液位差的勢能；

上述點(diǎn)頭鴨式、震蕩浮體式、震蕩水柱式技術(shù)為主要采集或轉(zhuǎn)化波浪高低水位差的勢能，這些波浪發(fā)電裝置對波浪能的收集效率較低、均不利于集中規(guī)模化建造大型海上波浪發(fā)電站，同時(shí)，現(xiàn)有波浪發(fā)電設(shè)備在遇到極端海況時(shí)無法做到自我保護(hù)的功能，生存能力較差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本實(shí)用新型的主要目的在于，提供一種既有利于提高對波浪能的收集效率又能在極端海況下進(jìn)行自我保護(hù)的波浪能發(fā)電裝置。

本實(shí)用新型提供了一種波浪能發(fā)電裝置，包括多套波浪能收集單元，該單套波浪能收集單元包括一浮艙，在所述浮艙的前端鉸接或轉(zhuǎn)動(dòng)連接有一導(dǎo)流舵。

采用這種結(jié)構(gòu)，所述導(dǎo)流舵一方面可提高所述浮艙上浮的速度，進(jìn)而提高對波浪勢能的收集效率；另一方面，導(dǎo)流舵可根據(jù)波浪的大小而改變其相對于浮艙的轉(zhuǎn)動(dòng)角度，進(jìn)而調(diào)整浮艙相對于海平面的下沉高度，從而對浮艙進(jìn)行有效保護(hù)，即本發(fā)明既可在正常發(fā)電時(shí)提高發(fā)電效率，也可在浪大時(shí)保護(hù)波浪發(fā)電設(shè)備。

優(yōu)選的，在所述浮艙內(nèi)設(shè)有用以控制該導(dǎo)流舵相對于所述浮艙主體的偏移幅度的導(dǎo)流舵控制單元。

采用這種結(jié)構(gòu)，通過所述導(dǎo)流舵控制單元可所述導(dǎo)流舵可根據(jù)波浪的大小而控制導(dǎo)流舵相對于所述浮艙主體的偏移幅度，進(jìn)而調(diào)整浮艙相對于海平面的下沉高度，從而對浮艙進(jìn)行有效保護(hù)。

優(yōu)選的，還包括一波浪儀，所述導(dǎo)流舵控制單元與該波浪儀通信連接，所述導(dǎo)流舵控制單元根據(jù)所述波浪儀反饋的波浪參數(shù)控制所述導(dǎo)流舵相對于所述浮艙的轉(zhuǎn)動(dòng)幅度。

采用這種結(jié)構(gòu)，通過所述波浪儀反饋的波浪參數(shù)能夠及時(shí)改變所述導(dǎo)流舵相對于所述浮艙的轉(zhuǎn)動(dòng)幅度，進(jìn)而提高對所述導(dǎo)流舵轉(zhuǎn)動(dòng)幅度的控制精確性。

優(yōu)選的，在所述導(dǎo)流舵的遠(yuǎn)離所述浮艙的一端一體形成有尖端部或楔形部。

采用這種結(jié)構(gòu)，有利于保證和提高所述導(dǎo)流舵對波浪的引導(dǎo)作用。

優(yōu)選的，所述浮艙是縱截面呈橫向設(shè)置的長橢圓形或梭形的殼體，在所述導(dǎo)流舵的后端一體形成朝前凹進(jìn)、與所述浮艙的前端部相配合的第一凹面部。

優(yōu)選的，在所述浮艙的前端設(shè)有用以實(shí)現(xiàn)所述導(dǎo)流舵相對于所述浮艙主體進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)的偏轉(zhuǎn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。

優(yōu)選的，所述偏轉(zhuǎn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)為一轉(zhuǎn)軸，所述導(dǎo)流舵經(jīng)由該轉(zhuǎn)軸與所述浮艙形成轉(zhuǎn)動(dòng)連接。

優(yōu)選的，所述偏轉(zhuǎn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)為設(shè)置在所述浮艙前端的弧形滑軌，所述導(dǎo)流舵與該弧形滑軌形成滑動(dòng)連接。

附圖說明

圖1為波浪能發(fā)電裝置的整體示意圖；

圖2為單套波浪能收集單元的示意圖；

圖3為波浪能發(fā)電裝置處于正常發(fā)電狀態(tài)下的示意圖；

圖4為波浪能發(fā)電裝置處于應(yīng)急保護(hù)狀態(tài)下的示意圖。

具體實(shí)施方式

下面參照圖1～4對本實(shí)用新型所述的波浪能發(fā)電裝置的具體實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)的說明。在下述描述中，波浪的涌動(dòng)方向?yàn)閳D1～圖4中由左向右，所述前端是指圖1～圖4中的左側(cè)，所述后端是指圖1～圖4中的右側(cè)。所述縱向是指垂直或近似垂直于海平面的方向，所述橫向是指平行或近似平行于海平面的方向。

如圖1所示，本實(shí)用新型所述波浪能發(fā)電裝置是一種固定在海底的大型波浪發(fā)電陣列，包括呈矩陣形排列的多套波浪能收集單元1、設(shè)置在這多套波浪能收集單元1之間并集發(fā)電站、升壓站及集中控制平臺于一體的發(fā)電平臺2。多套波浪能收集單元將波浪能化成液壓能，這部分液壓能再集中到發(fā)電平臺2上，由發(fā)電平臺2將液壓能轉(zhuǎn)化成電能。

如圖1～圖4所示，單套波浪能收集單元1包括一橫向設(shè)置的浮艙3，該浮艙3是利用浮力隨波浪上下運(yùn)動(dòng)的浮體，本實(shí)施例中，浮艙3是一縱截面呈橫向設(shè)置的長橢圓形或梭形的柱狀殼體。在浮艙3的底部下表面設(shè)有一液壓缸5，該液壓缸5的兩端分別與浮艙3和海底轉(zhuǎn)動(dòng)連接或鉸接，由該液壓缸5實(shí)現(xiàn)對浮艙3進(jìn)行豎直方向上的限位和對波浪勢能的采集。在浮艙3的后方沿其長度方向并排設(shè)有沿豎直方向設(shè)置的多個(gè)樁6，它們的底端通常通過連接件固定在海底上。在單個(gè)樁6與浮艙3之間設(shè)有連桿61，該連桿61的兩端分別與浮艙3和樁6轉(zhuǎn)動(dòng)連接或鉸接，由前述多個(gè)樁6、多個(gè)連桿61實(shí)現(xiàn)對浮艙3進(jìn)行水平方向上的定位。

在浮艙3的前端鉸接或轉(zhuǎn)動(dòng)連接有橫向設(shè)置的導(dǎo)流舵4，本實(shí)施例中，導(dǎo)流舵4的后端經(jīng)由安裝在浮艙3前端的轉(zhuǎn)軸(構(gòu)成偏轉(zhuǎn)執(zhí)行機(jī)構(gòu))與浮艙3形成轉(zhuǎn)動(dòng)連接。導(dǎo)流舵4是縱截面近似呈等腰三角形狀的柱狀殼體，在導(dǎo)流舵4的后端(對應(yīng)于等腰三角形狀的底邊部分)一體形成朝前凹進(jìn)的第一凹面部，該第一凹面部與浮艙3的前端部相配合，由導(dǎo)流舵4的前側(cè)部分(對應(yīng)于等腰三角形狀的兩腰所形成的結(jié)構(gòu))構(gòu)成本實(shí)用新型所述尖端部。不難理解，導(dǎo)流舵4的縱截面還可為楔形以構(gòu)成所述楔形部。

波浪發(fā)電裝置工作時(shí)，涌動(dòng)的波浪帶動(dòng)浮艙3在縱向上上下浮動(dòng)，該浮艙3帶動(dòng)液壓缸5進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)，由該液壓缸5將波浪的勢能轉(zhuǎn)化為液壓能，由前述浮艙3、液壓缸5等部件共同構(gòu)成波浪能發(fā)電裝置的勢能收集組件。

下面參照圖3～圖4結(jié)合上述結(jié)構(gòu)描述來對導(dǎo)流舵的工作原理進(jìn)行簡單地描述。

1)波浪能發(fā)電裝置處于正常發(fā)電狀態(tài)

海平面上的波浪處于正常狀態(tài)時(shí)，導(dǎo)流舵4上揚(yáng)并固定，導(dǎo)流舵4在波浪動(dòng)能的涌動(dòng)下隨著波浪上揚(yáng)，進(jìn)而抬高浮艙3的上浮速度，在此過程中浮艙3被海浪浮至波峰、之后因重力下落至波谷，浮艙3在縱向上的上下浮動(dòng)帶動(dòng)液壓缸5進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)，由該液壓缸5將波浪的勢能轉(zhuǎn)化為液壓能，這部分液壓能匯集在一起經(jīng)穩(wěn)壓后輸往發(fā)電平臺2最終轉(zhuǎn)化成電能。

2)波浪能發(fā)電裝置處于應(yīng)急保護(hù)狀態(tài)

海平面上的波浪較大時(shí)，導(dǎo)流舵4相對于浮艙主體朝下轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度并定位，導(dǎo)流舵4引導(dǎo)波浪沿其上表面和浮艙3的上表面流動(dòng)，進(jìn)而利用波浪的動(dòng)能下壓浮艙3，由此來抑制浮艙3的上浮速度和高度，起到保護(hù)浮艙3的目的。在這種應(yīng)急保護(hù)狀態(tài)下，導(dǎo)流舵4不隨著海浪上下涌動(dòng)，浮艙3還可繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)(具體如前述正常發(fā)電狀態(tài)所述)以收集波浪能，波浪的能量被轉(zhuǎn)化成液壓能，這部分液壓能匯集在一起經(jīng)穩(wěn)壓后輸往發(fā)電平臺2最終轉(zhuǎn)化成電能。

采用本實(shí)用新型所述波浪能發(fā)電裝置，由于在浮艙3前端設(shè)有可調(diào)角度的導(dǎo)流舵4，一方面可提高浮艙3上浮的速度，進(jìn)而提高對波浪勢能的收集效率，進(jìn)而提高發(fā)電效率；另一方面，導(dǎo)流舵4可根據(jù)波浪的大小而改變其相對于浮艙3的轉(zhuǎn)動(dòng)角度，進(jìn)而調(diào)整浮艙3相對于海平面的下沉高度，從而對浮艙3進(jìn)行有效保護(hù)，即本發(fā)明既可在正常發(fā)電時(shí)提高發(fā)電效率，也可在浪大時(shí)保護(hù)波浪發(fā)電設(shè)備。

以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。

例如，在浮艙3內(nèi)還可設(shè)有導(dǎo)流舵控制單元，該導(dǎo)流舵控制單元用以控制導(dǎo)流舵4相對于浮艙主體的偏移幅度，這里所述偏移幅度主要指導(dǎo)流舵4相對于浮艙主體特別是浮艙前端的轉(zhuǎn)動(dòng)角度。

又例如，上述波浪能發(fā)電裝置還包括一波浪儀，此波浪儀僅為導(dǎo)流舵提供控制依據(jù)，但不僅限于這一種控制依據(jù)，其他控制依據(jù)可來源于：人為主動(dòng)控制和被動(dòng)液壓系統(tǒng)過載保護(hù)控制。

又例如，在上述實(shí)施例中，偏轉(zhuǎn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)為轉(zhuǎn)軸，導(dǎo)流舵4經(jīng)由該轉(zhuǎn)軸與浮艙3形成轉(zhuǎn)動(dòng)連接；然而并非局限于此，偏轉(zhuǎn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)還可為設(shè)置在浮艙3前端的弧形滑軌，相應(yīng)地，在導(dǎo)流舵4上設(shè)置與該弧形滑軌相配套的連接支點(diǎn)(例如，凸起)，導(dǎo)流舵4通過該連接支點(diǎn)與弧形導(dǎo)軌相配合與浮艙3形成滑動(dòng)連接，使導(dǎo)流舵沿弧形滑軌運(yùn)行，從而調(diào)整導(dǎo)流舵4相對于浮艙主體的偏轉(zhuǎn)角度。