本發(fā)明涉及發(fā)電裝置的，特別是涉及一種陣列式波浪能發(fā)電裝置及其應(yīng)用方法。

背景技術(shù)：

1、隨著全球能源需求的持續(xù)增長(zhǎng)和環(huán)境保護(hù)意識(shí)的提升，可再生能源的開發(fā)與利用受到了越來越多的關(guān)注。海洋能作為一種重要的可再生能源，由于其儲(chǔ)量豐富、分布廣泛以及環(huán)境友好等特點(diǎn)，在近年來得到了快速發(fā)展。在眾多海洋能形式中，波浪能以其能量密度大、易獲取等優(yōu)勢(shì)，成為了研究的重點(diǎn)。

2、然而，目前市場(chǎng)上的波浪能裝置普遍面臨一些挑戰(zhàn)。例如，單個(gè)波浪能裝置往往受限于體積大小和海況條件，導(dǎo)致單機(jī)容量較低、發(fā)電成本較高且電能輸出不夠穩(wěn)定。此外，對(duì)于多自由度運(yùn)動(dòng)的浮子而言，捕捉其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)并高效轉(zhuǎn)換成電能的技術(shù)難度較大，這使得現(xiàn)有的多自由度振蕩體式波浪能裝置結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，捕能效率不高。

3、因此，有必要開發(fā)一種新型的波浪能發(fā)電裝置，該裝置不僅能夠有效地提高波浪能的吸收效率，同時(shí)還能簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，降低制造和運(yùn)維成本，以促進(jìn)波浪能的大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用。正是基于上述考慮，本發(fā)明提出了一種陣列式波浪能發(fā)電裝置及其應(yīng)用方法，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足之處。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的主要目的在于提供一種陣列式波浪能發(fā)電裝置及其應(yīng)用方法，從而有效解決背景技術(shù)中所指出的問題。

2、為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

3、一種陣列式波浪能發(fā)電裝置，包括：

4、支撐機(jī)構(gòu)；

5、振蕩浮子及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，振蕩浮子通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與支撐機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)連接，每組支撐機(jī)構(gòu)上對(duì)稱設(shè)置有兩組振蕩浮子和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，振蕩浮子隨波浪帶動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)相對(duì)于支撐機(jī)構(gòu)進(jìn)行擺動(dòng)；

6、轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，包括至少一組通過萬(wàn)向鉸連接的第一桿體和第二桿體，兩根第一桿體的一端分別與第二桿體的兩端通過萬(wàn)向鉸連接，兩第一桿體的另一端分別與兩傳動(dòng)機(jī)構(gòu)通過萬(wàn)向鉸連接，第二桿體的中部固定設(shè)置于第三桿體上，第三桿體與支撐機(jī)構(gòu)滑動(dòng)連接，滑動(dòng)方向沿兩組傳動(dòng)機(jī)構(gòu)對(duì)稱線設(shè)置；

7、發(fā)電機(jī)構(gòu)，設(shè)置于支撐機(jī)構(gòu)上，用于將第三桿體的直線滑動(dòng)轉(zhuǎn)換為電能。

8、進(jìn)一步地，支撐機(jī)構(gòu)包括固定連接的轉(zhuǎn)動(dòng)安裝部和滑動(dòng)安裝部，轉(zhuǎn)動(dòng)安裝部通過兩組第一板體對(duì)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸兩端進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)固定，滑動(dòng)安裝部通過兩組第二板體對(duì)第三桿體上設(shè)置的多組引出端進(jìn)行滑動(dòng)導(dǎo)向。

9、進(jìn)一步地，發(fā)電機(jī)構(gòu)包括與第三桿體一一對(duì)應(yīng)設(shè)置的液壓機(jī)構(gòu)，液壓機(jī)構(gòu)包括兩個(gè)缸體均與支撐機(jī)構(gòu)固定連接的液壓缸，兩組液壓缸的活塞桿同軸相向設(shè)置，且兩組活塞桿端部均與第三桿體固定連接。

10、進(jìn)一步地，發(fā)電機(jī)構(gòu)包括轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置于滑動(dòng)安裝部的傳動(dòng)齒輪，傳動(dòng)齒輪上偏心設(shè)置有傳導(dǎo)件，傳導(dǎo)件與設(shè)置于第三桿體上水平的滑槽滑動(dòng)連接，第三桿體的直線滑動(dòng)范圍滿足以下條件：

11、第三桿體通過滑槽帶動(dòng)傳導(dǎo)件在豎向最高和最低點(diǎn)間之間運(yùn)動(dòng)。

12、進(jìn)一步地，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)還包括設(shè)置于轉(zhuǎn)動(dòng)軸中部的連接件，轉(zhuǎn)動(dòng)軸軸線與第三桿體直線運(yùn)動(dòng)軌跡垂直設(shè)置，振蕩浮子設(shè)置于連接件一端，第一桿體通過萬(wàn)向鉸設(shè)置于連接件另一端。

13、一種陣列式波浪能發(fā)電裝置的應(yīng)用方法，所述陣列式波浪能發(fā)電裝置通過所述支撐機(jī)構(gòu)與浮式平臺(tái)固定連接。

14、進(jìn)一步地，支撐機(jī)構(gòu)與浮式平臺(tái)安裝處設(shè)置有調(diào)節(jié)組件，調(diào)節(jié)組件用于調(diào)節(jié)振蕩浮子相對(duì)于浮式平臺(tái)的安裝高度，安裝高度與振蕩浮子隨漲潮退潮的水面高度對(duì)應(yīng)匹配。

15、進(jìn)一步地，調(diào)節(jié)組件包括至少兩組設(shè)置于滑動(dòng)安裝部的固定件，固定件上設(shè)置有螺紋桿，螺紋桿與固定件上的螺紋孔螺紋連接。

16、進(jìn)一步地，動(dòng)力源包括設(shè)置于安裝座上的動(dòng)力電機(jī)，動(dòng)力電機(jī)的輸出端安裝有主動(dòng)齒輪，多組螺紋桿上均同軸設(shè)置有從動(dòng)齒輪，主動(dòng)齒輪與從動(dòng)齒輪嚙合連接。

17、進(jìn)一步地，轉(zhuǎn)動(dòng)安裝部設(shè)置有支撐件，支撐件上設(shè)置有傳感器，傳感器用于監(jiān)測(cè)水位變化，傳感器與動(dòng)力電機(jī)電控制連接。

18、進(jìn)一步地，傳感器與轉(zhuǎn)動(dòng)安裝部間距通過支撐件進(jìn)行調(diào)節(jié)。

19、一種陣列式波浪能發(fā)電裝置的應(yīng)用方法，所述陣列式波浪能發(fā)電裝置通過所述支撐機(jī)構(gòu)與錨鏈結(jié)構(gòu)固定連接，所述錨鏈結(jié)構(gòu)與海底固定連接。

20、采用上述技術(shù)方案后，本發(fā)明的有益效果是：通過設(shè)置多組對(duì)稱的振蕩浮子及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，使得振蕩浮子能夠隨著波浪的起伏帶動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)相對(duì)于支撐機(jī)構(gòu)進(jìn)行擺動(dòng)，這種多自由度的設(shè)計(jì)使得裝置能夠更全面地吸收來自不同方向和角度的波浪能，從而提高了能量捕獲的效率，相較于傳統(tǒng)的單自由度或多自由度但結(jié)構(gòu)復(fù)雜的裝置，本發(fā)明能夠更有效地利用海洋中的動(dòng)能資源，振蕩浮子通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與支撐機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)連接，并且每組支撐機(jī)構(gòu)上對(duì)稱設(shè)置有兩組振蕩浮子和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，這種對(duì)稱布置的設(shè)計(jì)有助于平衡整個(gè)系統(tǒng)的受力情況，即使在極端天氣條件下也能保持良好的運(yùn)行狀態(tài)，減少了因不平衡導(dǎo)致的機(jī)械應(yīng)力集中，從而延長(zhǎng)了設(shè)備的使用壽命；

21、本發(fā)明采用了每個(gè)支撐機(jī)構(gòu)設(shè)置兩個(gè)振蕩浮子，當(dāng)多個(gè)支撐結(jié)構(gòu)安裝完成后，振蕩浮子兩兩組合，且多組分布的方式形成陣列，此處的陣列包括規(guī)則陣列和不規(guī)則陣列，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)，不僅簡(jiǎn)化了裝置的整體構(gòu)造，還通過共享發(fā)電平臺(tái)降低了制造和運(yùn)營(yíng)成本；

22、同時(shí)，這種布局也有利于在不同的海況下保持良好的穩(wěn)定性，通過設(shè)置轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)確保了從浮子到發(fā)電機(jī)構(gòu)的能量傳遞路徑簡(jiǎn)潔且直接，減少了中間環(huán)節(jié)的能量損耗，提高了整體的能量轉(zhuǎn)換效率，發(fā)電機(jī)構(gòu)設(shè)置于支撐機(jī)構(gòu)上，用于將第三桿體的直線滑動(dòng)轉(zhuǎn)換為電能，通過這種方式，裝置不僅能夠適應(yīng)不同強(qiáng)度的波浪沖擊，還能通過線性運(yùn)動(dòng)直接轉(zhuǎn)化為電能，提高了系統(tǒng)的適應(yīng)性和可靠性。

技術(shù)特征：

1.一種陣列式波浪能發(fā)電裝置，其特征在于，包括：

2.如權(quán)利要求1所述的一種陣列式波浪能發(fā)電裝置，其特征在于，所述支撐機(jī)構(gòu)包括固定連接的轉(zhuǎn)動(dòng)安裝部和滑動(dòng)安裝部，所述轉(zhuǎn)動(dòng)安裝部通過兩組第一板體對(duì)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸兩端進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)固定，所述滑動(dòng)安裝部通過兩組第二板體對(duì)第三桿體上設(shè)置的多組引出端進(jìn)行滑動(dòng)導(dǎo)向。

3.如權(quán)利要求2所述的一種陣列式波浪能發(fā)電裝置，其特征在于，所述發(fā)電機(jī)構(gòu)包括與所述第三桿體一一對(duì)應(yīng)設(shè)置的液壓機(jī)構(gòu)，所述液壓機(jī)構(gòu)包括兩個(gè)缸體均與支撐機(jī)構(gòu)固定連接的液壓缸，兩組所述液壓缸的活塞桿同軸相向設(shè)置，且兩組所述活塞桿端部均與第三桿體固定連接。

4.如權(quán)利要求2所述的一種陣列式波浪能發(fā)電裝置，其特征在于，所述發(fā)電機(jī)構(gòu)包括轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置于滑動(dòng)安裝部的傳動(dòng)齒輪，所述傳動(dòng)齒輪上偏心設(shè)置有傳導(dǎo)件，所述傳導(dǎo)件與設(shè)置于第三桿體上水平的滑槽滑動(dòng)連接，所述第三桿體的直線滑動(dòng)范圍滿足以下條件：

5.如權(quán)利要求2所述的一種陣列式波浪能發(fā)電裝置，其特征在于，所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)還包括設(shè)置于轉(zhuǎn)動(dòng)軸中部的連接件，所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸軸線與第三桿體直線運(yùn)動(dòng)軌跡垂直設(shè)置，所述振蕩浮子設(shè)置于連接件一端，所述第一桿體通過萬(wàn)向鉸設(shè)置于連接件另一端。

6.如權(quán)利要求1所述的一種陣列式波浪能發(fā)電裝置的應(yīng)用方法，其特征在于，所述陣列式波浪能發(fā)電裝置通過所述支撐機(jī)構(gòu)與浮式平臺(tái)固定連接。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種陣列式波浪能發(fā)電裝置的應(yīng)用方法，其特征在于，所述支撐機(jī)構(gòu)與浮式平臺(tái)安裝處設(shè)置有調(diào)節(jié)組件，所述調(diào)節(jié)組件用于調(diào)節(jié)振蕩浮子相對(duì)于所述浮式平臺(tái)的安裝高度，所述安裝高度與所述振蕩浮子隨漲潮退潮的水面高度對(duì)應(yīng)匹配。

8.如權(quán)利要求7所述的一種陣列式波浪能發(fā)電裝置的應(yīng)用方法，所述其特征在于，所述調(diào)節(jié)組件包括至少兩組設(shè)置于滑動(dòng)安裝部的固定件，所述固定件上設(shè)置有螺紋桿，所述螺紋桿與所述固定件上的螺紋孔螺紋連接；

9.如權(quán)利要求8所述的一種陣列式波浪能發(fā)電裝置的應(yīng)用方法，其特征在于，所述動(dòng)力源包括設(shè)置于安裝座上的動(dòng)力電機(jī)，所述動(dòng)力電機(jī)的輸出端安裝有主動(dòng)齒輪，多組所述螺紋桿上均同軸設(shè)置有從動(dòng)齒輪，所述主動(dòng)齒輪與從動(dòng)齒輪嚙合連接。

10.如權(quán)利要求1所述的一種陣列式波浪能發(fā)電裝置的應(yīng)用方法，其特征在于，所述陣列式波浪能發(fā)電裝置通過所述支撐機(jī)構(gòu)與錨鏈結(jié)構(gòu)固定連接，所述錨鏈結(jié)構(gòu)與海底固定連接。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及發(fā)電裝置的技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種陣列式波浪能發(fā)電裝置及其應(yīng)用方法，其包括：支撐機(jī)構(gòu)，多組支撐機(jī)構(gòu)呈陣列式設(shè)置于浮式平臺(tái)上；振蕩浮子及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，振蕩浮子通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與支撐機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)連接，每組支撐機(jī)構(gòu)上對(duì)稱設(shè)置有兩組振蕩浮子和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，包括至少一組通過萬(wàn)向鉸連接的第一桿體和第二桿體，兩根第一桿體的一端分別與第二桿體的兩端通過萬(wàn)向鉸連接，第二桿體的中部固定設(shè)置于第三桿體上，第三桿體與支撐機(jī)構(gòu)滑動(dòng)連接，滑動(dòng)方向沿兩組傳動(dòng)機(jī)構(gòu)對(duì)稱線設(shè)置；發(fā)電機(jī)構(gòu)，設(shè)置于支撐機(jī)構(gòu)上，用于將第三桿體的直線滑動(dòng)轉(zhuǎn)換為電能；有效地提高波浪能的吸收效率，同時(shí)還能簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，降低制造和運(yùn)維成本。

技術(shù)研發(fā)人員：王翠,劉燕,燕雨虹,宋寅,李同輝,朱鴻飛
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國(guó)大唐集團(tuán)科技創(chuàng)新有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9