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CN104410243B - 一种浮筒型海浪发电装置 - Google Patents

一种浮筒型海浪发电装置 Download PDF

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孙洁
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Abstract

一种浮筒型海浪发电装置，包括发电装置和系在所述发电装置上端的浮筒和将所述发电装置固定在海底的系泊装置，所述发电装置包括四周设置有绝缘线圈，中部设置有第一永磁铁，两端由位于所述绝缘线圈上端的上支撑架、位于所述绝缘线圈下端的中部隔板组成的密闭的线性发电装置和位于所述线性发电装置下方的四周设置有第二永磁铁中部设置有带有线圈涡轮的涡轮发电装置。本发明提供的浮筒型海浪发电装置，一方面通过将海浪的能量转化为永磁铁的直线运动来发电，另一方面还可以将海浪的能量转化为涡轮的转动来发电，且两者相互助力，极大的提高了发电的效率，同时由于发电装置置于水面以下，即使在恶劣海况下也能正常的发电，保证了发电的持续性。

Description

一种浮筒型海浪发电装置
技术领域
本发明涉及一种利用波浪能发电的装置，特别涉及一种浮筒型海浪发电装置，属于海洋可再生能源领域。
背景技术
随着陆地能源的日益枯竭，海洋能源的开发利用越来越成为各国关注的焦点。海洋能源主要是指以潮汐、波浪、海流、温度和盐度差等形式存在的能源，相比于陆地的化石能源，这些能源可再生、永远不会枯竭，也不会造成任何污染。于是，各种利用海洋能源发电的设备和装置也应运而生。
波浪能是指海洋表面波浪所具有的动能和势能，主要是由风把能量传递给海洋产生的。据估算，全球海洋的波浪能达700亿千瓦，可供开发利用的为20-30亿千瓦，每年发电量可达90000亿度。澳大利亚西部弗里曼特尔附近的一家实验性海浪发电厂设计了一种收集海水发电的装置。该装置有个浮体漂浮在海面上，随着海浪的波峰波谷上下运动，进而带动海水穿过海底管道到达陆地，陆地上的涡轮在海水的带动下发电。
上述波浪能发电装置直接利用海浪能转化为电能，减少了能量的二次转化，但海水在海底管道的运输过程中会有一定的沿程损失，且考虑到能量的压头，涡轮机安装的高度也需要进一步的斟酌。
另外，利用海浪能发电的装置的原理还有利用海浪带动浮球上下运动切割磁力线，利用电磁感应原理进行发电，但是此种海浪发电装置，能量利用率低，仅仅能利用很少一部分波浪能。
发明内容
本发明的目的是设计一种浮筒型海浪能发电装置，该装置与以往其他利用波浪能发电的装置的不同在于更大限度的利用波浪能，提高装置的发电效率。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种浮筒型海浪发电装置，包括发电装置和系在所述发电装置上端的浮筒和将所述发电装置固定在海底的系泊装置，所述发电装置包括线性发电装置以及位于所述线性发电装置下方的涡轮发电装置，其中所述线性发电装置由围绕其内壳壁四周设置有绝缘线圈，中部设置的第一永磁铁，在绝缘线圈上端设置的上支撑架以及在绝缘线圈下端设置的中部隔板构成；所述涡轮发电装置由围绕其内壳壁四周布置的第二永磁铁和中部设置的涡轮组成；将上部缆绳穿过所述上支撑架中心的孔圈连接在所述第一永磁铁上，所述中部隔板包括上层板和下层板，所述上层板和所述下层板交叉连接形成十字型密封腔，将整流器设置在所述十字型密封腔内，所述绝缘线圈与所述整流器的输入端相连接，所述下层板位于所述十字型密封腔的中部，下层板向下延伸设置有导管，所述导管的另一端设置有中部开孔的下支撑架，所述导管套装有与所述整流器输入端相连接的滑环和绝缘轴承，所述涡轮套装在所述绝缘轴承上，所述涡轮包括铁芯层、线圈层和外部绝缘层，所述线圈层的线圈与所述滑环连接，所述导管的两端还设置有动密封圈，连接所述整流器输出端的导线和从所述导管中向下穿出，由设置在海底的下部缆绳组成的系泊装置通过孔圈系在所述下支撑架上。
为了更好的保护所述绝缘线圈，优选的，所述绝缘线圈外部还设置有绝缘内壁和外壁，所述绝缘内壁和外壁与所述上支撑架以及所述中部隔板组成环形密闭腔，所述绝缘线圈位于所述环形密闭腔内。
为了保护所述发电装置，可防止海洋生物不小心进入致使装置不能正常发电，优选的，还包括设置在所述上支撑架上方的上网罩。
同理，优选的，还包括设置在所述下支撑架下方的下网罩。
为了增强浮力，进一步，所述浮筒的上部还设置有浮板。
为了增加所述浮筒的强度，进一步，所述浮板和所述浮筒之间还设置有加强筋。
工作原理：当海浪涌来时，所述浮箱体在海水的冲击下向上运动，带动所述第一永磁体向上运动，当海浪退去时，所述浮箱以及所述第一永磁铁在重力作用下向下运动，从而产生运动的磁场，根据电磁感应原理，所述绝缘线圈内会产生感应电流，感应电流通过整流器输出，同时，当所述第一永磁铁上升，带动海水从下网罩穿过下支撑架吸入，当所述第一永磁铁下降，挤压海水排出，从而带涡轮转动，涡轮中的线圈切割磁感应线产生电流从而发电，涡轮中的线圈通过轴承端部的滑环环将电流传递给整流器进行输出。
而海水中的暗涌涡流等，也可以带动所述涡轮转动发电，同时也可以起到推动所述第一永磁铁运动。
有益效果：本发明提供的浮筒型海浪发电装置，一方面通过将海浪的能量转化为永磁铁的直线运动来发电，另一方面还可以将海浪的能量转化为涡轮的转动来发电，且两者之间相互助力，极大的提高了发电的效率，同时由于发电装置置于水面以下，即使在恶劣海况下也能正常的发电，保证了发电的持续性。
附图说明
图1为本发明的实施例的结构示意图；
图2为本发明的实施例的中部隔板以及导管的局部示意图；
图3为本发明的实施例的中部隔板示意图一；
图4为本发明的实施例的中部隔板以及导管示意图二；
其中：1、浮板，2、加强筋板，3、浮筒，4、上部缆绳，5、上网罩，6、孔圈，7、上支撑架，8、绝缘线圈，9、第一永磁铁，10、导线，11、整流器，12、绝缘内壁，13、动密封圈，14、滑环，15、第二永磁铁，16、涡轮，17、绝缘轴承、18，下网罩，19、桨榖，20、孔圈，21、下部缆绳，22、下部缆绳，23、引出导线，24、引出导线，25、下部缆绳，26、下部缆绳，27、中部隔板，28、外壳，29、导管，30、绝缘内壁，31、下支撑架，32、发电装置，33、系泊装置，34、线性发电装置，35、涡轮发电装置，36、上层板，37、下层板，38、十字型密封腔。
具体实施方式
实施例
如图1所示，一种浮筒型海浪发电装置，包括发电装置32和系在所述发电装置32上端的浮筒3和将所述发电装置32固定在海底的系泊装置33，其特征在于：所述发电装置32包括线性发电装置34以及位于所述线性发电装置34下方的涡轮发电装置35，其中所述线性发电装置34由围绕其内壳壁四周设置有绝缘线圈8，中部设置的第一永磁铁9，在绝缘线圈8上端设置的上支撑架7以及在绝缘线圈8下端设置的中部隔板27构成；所述涡轮发电装置35由围绕其内壳壁四周布置的第二永磁铁15和中部设置的涡轮16组成；将上部缆绳4穿过所述上支撑架7中心的孔圈6连接在所述第一永磁铁9上，所述中部隔板27包括上层板36和下层板37，所述上层板36和所述下层板37交叉连接形成十字型密封腔38(见图3)，整流器11设置在所述十字型密封腔38内，所述绝缘线圈8通过导线10与所述整流器11的输入端相连接，所述下层板37位于所述十字型封密腔38的中部，下层板向下延伸设置有导管29(见图4)，所述导管29的另一端设置有中部开孔的下支撑架31，所述导管29套装有与所述整流器11输入端相连接的滑环14和绝缘轴承17，所述涡轮16通过桨榖19套装在所述绝缘轴承17上，所述涡轮16包括铁芯层、线圈层和外部绝缘层，所述线圈层的线圈与所述滑环14连接，所述导管29的两端还设置有动密封圈13(见图2)，连接所述整流器11输出端的引出导线23、24从所述导管29中向下穿出，由设置在海底的下部缆绳21、22、25、26组成的系泊装置33通过孔圈20系在所述下支撑架31上。
所述绝缘线圈8外部还设置有绝缘内壁12和外壁28，所述绝缘内壁12和外壁28与所述上支撑架7以及所述中部隔板27组成环形密闭腔，所述绝缘线圈8位于所述环形密闭腔内。
还包括设置在所述上支撑架7上方的上网罩5。
还包括设置在所述下支撑架31下方的下网罩18。
所述浮筒3的上部还设置有浮板1。
所述浮板1和所述浮筒3之间还设置有加强筋2。
所述第二永磁铁15的内壁设置有绝缘内壁30。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围内。

Claims (6)

1.一种浮筒型海浪发电装置，包括发电装置(32)和系在所述发电装置(32)上端的浮筒(3)以及将所述发电装置(32)固定在海底的系泊装置(33)，其特征在于所述发电装置(32)包括线性发电装置(34)以及位于所述线性发电装置(34)下方的涡轮发电装置(35)，其中所述线性发电装置(34)由围绕其内壳壁四周设置的绝缘线圈(8)，中部设置的第一永磁铁(9)，在绝缘线圈(8)上端设置的上支撑架(7)以及在绝缘线圈(8)下端设置的中部隔板(27)构成；所述涡轮发电装置(35)由围绕其内壳壁四周布置的第二永磁铁(15)和中部设置的涡轮(16)组成；将上部缆绳(4)穿过所述上支撑架(7)中心的孔圈(6)连接在所述第一永磁铁(9)上，所述中部隔板(27)包括上层板(36)和下层板(37)，所述上层板(36)和所述下层板(37)交叉连接形成十字型密封腔(38)，将整流器(11)设置在所述十字型密封腔(38)内，所述绝缘线圈(8)与所述整流器(11)的输入端相连接，所述下层板(37)位于所述十字型密封腔(38)的中部，下层板(37)向下延伸设置有导管(29)，所述导管(29)的另一端设置有中部开孔的下支撑架(31)，所述导管(29)套装有与所述整流器(11)输入端相连接的滑环(14)和绝缘轴承(17)，所述涡轮(16)套装在所述绝缘轴承(17)上，所述涡轮(16)包括铁芯层、线圈层和外部绝缘层，所述线圈层的线圈与所述滑环(14)连接，所述导管(29)的两端还设置有动密封圈(13)，连接所述整流器(11)输出端的导线(23)、(24)从所述导管(29)中向下穿出，由设置在海底的下部缆绳(21)、(22)、(25)、(26)组成的系泊装置(33)通过孔圈(20)系在所述下支撑架(31)上。
2.如权利要求1所述的一种浮筒型海浪发电装置，其特征在于：所述绝缘线圈(8)外部还设置有绝缘内壁(12)和外壁(28)，所述绝缘内壁(12)和外壁(28)与所述上支撑架(7)以及所述中部隔板(27)组成环形密闭腔，所述绝缘线圈(8)位于所述环形密闭腔内。
3.如权利要求1所述的一种浮筒型海浪发电装置，其特征在于：还包括设置在所述上支撑架(7)上方的上网罩(5)。
4.如权利要求1所述的一种浮筒型海浪发电装置，其特征在于：还包括设置在所述下支撑架(31)下方的下网罩(18)。
5.如权利要求1所述的一种浮筒型海浪发电装置，其特征在于：所述浮筒(3)的上部还设置有浮板(1)。
6.如权利要求5所述的一种浮筒型海浪发电装置，其特征在于：所述浮板(1)和所述浮筒(3)之间还设置有加强筋(2)。
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