CN105179148A - 震荡浮子式波浪能发电装置 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供震荡浮子式波浪能发电装置，包括发电单元，所述的发电单元包括筏体、气缸、活塞、活塞杆，活塞杆上端铰接在筏体下方，活塞杆下端伸入至气缸内并连接活塞杆，气缸内壁上设置出气口和进气口，出气口和进气口之间安装气体管道，气体管道上自出气口向进气口方向依次安装储气囊、节流阀、气轮机，气轮机连接发电机，出气口处安装出气口阀门，进气口处安装进气口阀门，筏体左侧外壁上铰接第一-第四活塞杆，筏体右侧外壁上固定有第一-第四液压缸；相邻的发电单元之间通过一侧的发电单元的活塞杆和另一侧的发电单元的液压缸相连。本发明同时吸收筏体之间相对转动以及随波浪而上下浮动的能量，提高了装置的能量吸收率。

Description

震荡浮子式波浪能发电装置

技术领域

本发明涉及的是一种发电装置，具体地说是波浪能发电装置。

背景技术

在世界能源紧缺的背景下，开发新能源势在必行，波浪能作为一种可再生的清洁能源，开发前景非常广阔。波浪能发电装置的主要作用是采集波浪能转化为电能供航标或岸上用户使用。波浪每时每刻都存在，取之不尽用之不竭，波浪能采集方法的多样化为以后研究更为有效的波浪能发电装置有着很重要的意义，并能在一定程度上减轻世界的能源危机。

发明内容

本发明的目的在于提供同时吸收筏体之间相对转动以及随波浪而上下浮动能量从而发电的震荡浮子式波浪能发电装置。

本发明的目的是这样实现的：

本发明震荡浮子式波浪能发电装置，其特征是：包括发电单元，所述的发电单元包括筏体、气缸、活塞、活塞杆，活塞杆上端铰接在筏体下方，活塞杆下端伸入至气缸内并连接活塞杆，气缸内壁上设置出气口和进气口，出气口和进气口之间安装气体管道，气体管道上自出气口向进气口方向依次安装储气囊、节流阀、气轮机，气轮机连接发电机，出气口处安装出气口阀门，进气口处安装进气口阀门，筏体左侧外壁上铰接第一-第四活塞杆，筏体右侧外壁上固定有第一-第四液压缸；相邻的发电单元之间通过一侧的发电单元的活塞杆和另一侧的发电单元的液压缸相连，具体为：位于左侧的发电单元的第一-第四液压缸分别与位于右侧的发电单元的第一-第四活塞杆配合，组成第一-第四液压单元。

本发明还可以包括：

1、第一-第四活塞杆在筏体左侧外壁的排列方式为：第一活塞杆和第二活塞杆分别位于筏体左侧外壁的上下两端，第三活塞杆和第四活塞杆分别位于筏体左侧外壁的左右两端；第一-第四液压缸在筏体右侧外壁的排列方式为：第一液压缸和第二液压缸分别位于筏体右侧外壁的上下两端，第三液压缸和第四液压缸分别位于筏体右侧外壁的左右两端。

本发明的优势在于：本发明同时吸收筏体之间相对转动以及随波浪而上下浮动的能量，提高了装置的能量吸收率，从而提高了装置的能量输出总量和发电效率。此装置具有结构简单，易于控制，和工作效率高的特点，有良好的应用前景。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2a为液缸装置布局示意图，图2b为气缸布置示意图；

图3a为气动装置结构示意图，图3b为启动装置剖面图；

图4a为筏体结构示意图，图4b为筏体剖面图。

具体实施方式

下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：

结合图1～4，本发明震荡浮子式波浪能发电装置，由筏体1、18、气缸3、储气囊7、单向阀、节流阀8及管道等组成，首先，各个筏体1、18之间的液压装置12的液压活塞分为两组，其中一组采集筏体1、18水平方向的转动的能量，另一组采集垂直方向筏体1、18之间的转动的能量。其中，所有的液缸14、15、16、17统一固定在一个筏体1上，所有的活塞杆分别通过各自的铰接接头19铰接在另一个筏体18上，从而实现液压装置12的灵活运行。各个筏体1、18下面连接的震荡浮子装置采用气动式发电装置，筏体1、18下端通过铰接接头13铰接活塞杆2，筏体1、18上下浮动时，带动活塞4运动，扩张或压缩气体，在出气口6端口处连接一个储气囊7，能将不稳定的气流转换成稳定的气流，从而实现能量由不稳定到稳定的转换，在储气囊7之后连接节流阀8，控制气流，最后通过气轮机9进行发电。

筏体1、18下方的气缸3的出气口6与进气口11相连，用阀门5、10来控制气流。

筏体1与筏体18之间的两组液缸互相对称，使筏体不受多余的外力。

传统的筏式装置只是吸收了波浪使筏体产生的角位移过程中的能量，并视筏式装置没有上下浮动的运动。但在实际情况中，筏式装置存在着上下浮动的运动，所以，该装置从提高筏式装置的发电效率的角度出发，利用筏体随波浪上下波动的能量，将其视为多个震荡浮子，并连接气动发电装置，将筏体上下浮动的动能转换成电能。同时，筏体本身之间的角位移由安装在各个筏体之间的液压转换装置吸收并转换成电能。两个转换系统之间并无交叉，独立工作。该装置结构较为简单，发电效率较高，有广阔的应用价值。

由于震荡浮子式波浪能发电装置的建造成本低，且结构简便，建造简单，吸收波浪能的效率较高，所以，将震荡浮子式与筏式结合起来，能够提高波浪能吸收转化的效率，且易于安装，工程性强，有较大的利用价值。

本发明的波浪能发电装置有多个筏体、气动装置、液压装置和管道组成。气缸3布置在筏体1、18的正下方，筏体1、18漂浮于海面，气动装置则浸在海水中。每个液压装置12由四个液缸组成，布置在每个筏体1、18的侧面，且上下对称，左右对称。

1)布置在筏体1、18下方的气动装置由气缸3、管道组成。气动装置的活塞杆2铰接在筏体1、18下方，随着筏体1、18的运动，活塞杆2进行上下运动，从而挤压或扩张气缸3中的气体，以此带动气轮机9转动，实现发电。

2)筏体1、18之间的液压装置12由四个液缸14、15、16、17组成，分别上下左右对称，如图2所示。当筏体1、18随着波浪做摆动时，两个筏体1、18之间产生角位移。利用其角位移的不断变化，使用液压装置12的收缩运动来吸收能量，从而进行发电。

3)两个发电系统独立运行，互相之间不干扰。

结合图1和图2，波浪能发电装置的控制原理为：

对于筏体1、18下放的气动式发电装置，当活塞杆2向下运动时，挤压气缸3中的气体，打开出气口6处的阀门5，关闭进气口11处的阀门10，使气体从出气口6流出，进入储气囊7，然后再进入节流阀8，控制气体流速和稳定性，之后进入气轮机9，使气轮转动，带动发电机发电。当活塞杆2向上运动时，打开进气口11处的阀门10，关闭出气口6处的阀门5，使气体从管道中通过进气口11，并在通过气轮9时使其转动，带动发电机发电。从而周而复始，循环往复；

对于筏体1、18之间的液压装置12，在水平方向，若液缸14压缩，则液缸17扩张，同样的，在垂直方向，若液缸15压缩，则液缸16扩张，所以，在筏体1、18之间产生不断往复的角位移时，其之间的液缸也在不断地做伸缩运动，从而实现发电。

该装置同时吸收筏体之间相对转动以及随波浪而上下浮动的能量，提高了装置的能量吸收率，从而提高了装置的能量输出总量和发电效率。此装置具有结构简单，易于控制，和工作效率高的特点，有良好的应用前景。

Claims (2)

1.震荡浮子式波浪能发电装置，其特征是：包括发电单元，所述的发电单元包括筏体、气缸、活塞、活塞杆，活塞杆上端铰接在筏体下方，活塞杆下端伸入至气缸内并连接活塞杆，气缸内壁上设置出气口和进气口，出气口和进气口之间安装气体管道，气体管道上自出气口向进气口方向依次安装储气囊、节流阀、气轮机，气轮机连接发电机，出气口处安装出气口阀门，进气口处安装进气口阀门，筏体左侧外壁上铰接第一-第四活塞杆，筏体右侧外壁上固定有第一-第四液压缸；相邻的发电单元之间通过一侧的发电单元的活塞杆和另一侧的发电单元的液压缸相连，具体为：位于左侧的发电单元的第一-第四液压缸分别与位于右侧的发电单元的第一-第四活塞杆配合，组成第一-第四液压单元。

2.根据权利要求1所述的震荡浮子式波浪能发电装置，其特征是：第一-第四活塞杆在筏体左侧外壁的排列方式为：第一活塞杆和第二活塞杆分别位于筏体左侧外壁的上下两端，第三活塞杆和第四活塞杆分别位于筏体左侧外壁的左右两端；第一-第四液压缸在筏体右侧外壁的排列方式为：第一液压缸和第二液压缸分别位于筏体右侧外壁的上下两端，第三液压缸和第四液压缸分别位于筏体右侧外壁的左右两端。