一種基于漂浮式平臺(tái)的重力擺式波浪能裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于新型可再生能源技術(shù)和海洋裝備領(lǐng)域，特別涉及一種基于漂浮式平臺(tái)的重力擺式波浪能裝置。它包括擺板、發(fā)電機(jī)、支架、漂浮底板、連桿、齒輪筒、錨鏈和抓力錨。其特征是：擺板通過齒輪筒和發(fā)電機(jī)相連接；擺板通過連桿與齒輪筒連接；齒輪筒固定于漂浮底板上的支架上；整體裝置通過在漂浮底板的四個(gè)角上連接錨鏈及抓力錨固定于海底。本發(fā)明適用于波浪能資源較為豐富的深海水域；采用重力擺板能夠充分利用豎直平面上入射波的波浪能，提高波浪能捕獲效率；整體裝置形式簡單易行，具有較高的可靠性，易于安裝和運(yùn)輸。
【專利說明】一種基于漂浮式平臺(tái)的重力擺式波浪能裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于新型可再生能源技術(shù)和海洋裝備領(lǐng)域，特別是一種基于漂浮式平臺(tái)的重力擺式波浪能裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、人口的增加、社會(huì)生活水平的不斷提高，各國對(duì)能源的需求迅速增長。近年，受化石能源日趨枯竭、能源供應(yīng)安全和保護(hù)環(huán)境等的驅(qū)動(dòng)，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(yīng)用技術(shù)日趨成熟，為人類在21世紀(jì)充分利用海洋能展示了美好前景。海洋能指海洋中所蘊(yùn)藏的可再生的自然能源，主要有潮汐能、波浪能、海水鹽差能和海水溫差能。其中，波浪能能流密度最大，分布最為廣泛。據(jù)世界能源委員會(huì)的調(diào)查顯示，全球可利用的波浪能達(dá)到20億kW，相當(dāng)于目前世界發(fā)電能量的2倍。因此，世界各海洋大國均十分重視波浪能研究利用。
[0003]波浪能利用裝置的種類繁多，主要基于以下幾種基本機(jī)理，即利用物體在波浪作用下的振蕩和搖擺運(yùn)動(dòng)；利用波浪壓力的變化；利用波浪的沿岸爬升將波浪能轉(zhuǎn)換成水的勢(shì)能等。其中，擺式波浪能裝置是波浪能發(fā)電的重要方式之一，其具有頻率響應(yīng)范圍寬、可靠性高、成本相對(duì)較低和常海況轉(zhuǎn)換效率高等優(yōu)點(diǎn)。目前發(fā)展較為成熟的擺式波浪能裝置多基于固定式基礎(chǔ)，按照其固定端位置的不同可以分析重力擺式波浪能裝置(頂部鉸接)和浮力擺式波浪能裝置(底部鉸接)。其中，重力擺式波浪能裝置發(fā)展較早，其機(jī)械設(shè)備和發(fā)電器材多位于水面以上，便于裝置的維護(hù)的保養(yǎng)。然而，對(duì)于固定基礎(chǔ)的依賴大大限制了這一類波浪能裝置適用的海域和氣候條件。在波浪能密度較高的深海地區(qū)，漂浮式波浪能裝置是當(dāng)前的主流發(fā)展方向，由于深水海洋波浪能資源豐富，且在時(shí)間分布上變化較大，甚至還會(huì)面臨臺(tái)風(fēng)等極端天氣的影響，工程師們不得不考慮離岸式波浪能裝置的穩(wěn)定性和安全性。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是:克服上述現(xiàn)有擺式波浪能技術(shù)的不足及其面臨的困難，提供一種基于漂浮式平臺(tái)的重力擺式波浪能裝置，它能適應(yīng)深水海域的地形特征，能夠充分利用轉(zhuǎn)換入射波浪的能量，提高波浪能捕獲效率，為離岸裝置提供電力，便于安裝和維護(hù)。
[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
[0006]一種基于漂浮式平臺(tái)的重力擺式波浪能裝置，包括擺板、發(fā)電機(jī)、支架、漂浮底板、連桿、齒輪筒、錨鏈和抓力錨。其特征是:擺板通過齒輪筒和發(fā)電機(jī)相連接；擺板通過連桿與齒輪筒連接；齒輪筒固定于漂浮底板上的支架上；整體裝置通過在漂浮底板的四個(gè)角上連接錨鏈及抓力錨固定于海底。
[0007]所述的一種基于漂浮式平臺(tái)的重力擺式波浪能裝置，其特征是:擺板通過連桿與齒輪筒中的輸入轉(zhuǎn)軸剛性連接。
[0008]所述的一種基于漂浮式平臺(tái)的重力擺式波浪能裝置，其特征是:齒輪筒中的輸出轉(zhuǎn)軸與發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)軸通過齒輪咬合進(jìn)行傳動(dòng)。
[0009]所述的一種基于漂浮式平臺(tái)的重力擺式波浪能裝置，其特征是:擺板總體密度大于海水密度。
[0010]沒有波浪作用時(shí)，擺板呈豎直向下懸垂?fàn)顟B(tài)。當(dāng)波浪通過重力擺式波浪能裝置時(shí)，擺板隨著波浪水體的往復(fù)運(yùn)動(dòng)而擺動(dòng)，擺板通過連桿連接齒輪筒中的輸入轉(zhuǎn)軸，通過齒輪筒中的輸出轉(zhuǎn)軸與發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)軸咬合進(jìn)行傳動(dòng)，最終驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。齒輪筒中安裝有一組順時(shí)針棘輪機(jī)構(gòu)和一組逆時(shí)針棘輪機(jī)構(gòu)，能夠保證無論輸入轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)方向是順時(shí)針還是逆時(shí)針的，輸出轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)方向是固定不變的，從而保證了發(fā)電的穩(wěn)定和效率。
[0011]本發(fā)明的有益效果是:
[0012]本發(fā)明適用于波浪能資源較為豐富的深海水域；采用重力擺板能夠充分利用豎直平面上入射波的波浪能，提高波浪能捕獲效率；整體裝置形式簡單易行，具有較高的可靠性，亦易于安裝和運(yùn)輸。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖2是本發(fā)明的前視圖。
[0015]圖3是齒輪筒內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖4是本發(fā)明采用兩組擺板的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖中，1-齒輪筒，2-發(fā)電機(jī)，3-連桿，4-擺板，5-支架，6_漂浮底板，7_錨鏈，8_抓力錨，9-輸入轉(zhuǎn)軸，10-順時(shí)針棘輪機(jī)構(gòu)，11-逆時(shí)針棘輪機(jī)構(gòu)，12-輸出轉(zhuǎn)軸。

【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0019]實(shí)施例1:
[0020]如圖1所示，擺板4通過齒輪筒I和發(fā)電機(jī)2相連接；擺板4通過連桿3與齒輪筒I連接；齒輪筒I固定于漂浮底板6上的支架5上；整體裝置通過在漂浮底板6的四個(gè)角上連接錨鏈7及抓力錨8固定于海底。
[0021]如圖2所示，擺板I和支架5安裝于同一個(gè)垂直平面。
[0022]如圖3所示，齒輪筒I內(nèi)部有兩個(gè)棘輪機(jī)構(gòu)10和11，兩個(gè)棘輪機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)輸出方向相反，米用同一個(gè)根輸入轉(zhuǎn)軸9相連,并最終驅(qū)動(dòng)同一個(gè)輸出轉(zhuǎn)軸12帶動(dòng)發(fā)電機(jī)2。
[0023]本實(shí)施例的工作原理:
[0024]實(shí)際使用中，沒有波浪作用時(shí)擺板4呈豎直向下懸垂?fàn)顟B(tài)。當(dāng)波浪通過重力擺式波浪能裝置時(shí)，擺板4隨著波浪水體的往復(fù)運(yùn)動(dòng)而擺動(dòng)，擺板4通過連桿3連接齒輪筒I中的輸入轉(zhuǎn)軸9，通過齒輪筒中的輸出轉(zhuǎn)軸12與發(fā)電機(jī)2的轉(zhuǎn)軸咬合進(jìn)行傳動(dòng)，最終驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)2發(fā)電。齒輪筒I中安裝有一組順時(shí)針棘輪機(jī)構(gòu)10和一組逆時(shí)針棘輪機(jī)構(gòu)11，能夠保證無論輸入轉(zhuǎn)軸9的轉(zhuǎn)動(dòng)方向是順時(shí)針還是逆時(shí)針的，輸出轉(zhuǎn)軸12的轉(zhuǎn)動(dòng)方向是固定不變的，從而保證了發(fā)電的穩(wěn)定和效率。
[0025]實(shí)施例2:
[0026]請(qǐng)參閱圖1和圖4，與實(shí)施例1不同僅在于:在漂浮底板6上布放了兩組擺板4和發(fā)電裝置2等能量轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)。
[0027]盡管上面對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行了描述，但是本發(fā)明并不局限于上述的【具體實(shí)施方式】，上述的【具體實(shí)施方式】僅僅是示意性的，并不是限制性的。
【權(quán)利要求】
1.一種基于漂浮式平臺(tái)的重力擺式波浪能裝置，包括擺板、發(fā)電機(jī)、支架、漂浮底板、連桿、齒輪筒、錨鏈和抓力錨，其特征是:擺板通過齒輪筒和發(fā)電機(jī)相連接；擺板通過連桿與齒輪筒連接；齒輪筒固定于漂浮底板上的支架上；整體裝置通過在漂浮底板的四個(gè)角上連接錨鏈及抓力錨固定于海底。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于漂浮式平臺(tái)的重力擺式波浪能裝置，其特征在于:擺板通過連桿與齒輪筒中的輸入轉(zhuǎn)軸剛性連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于漂浮式平臺(tái)的重力擺式波浪能裝置，其特征在于:齒輪筒中的輸出轉(zhuǎn)軸與發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)軸通過齒輪咬合進(jìn)行傳動(dòng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于漂浮式平臺(tái)的重力擺式波浪能裝置，其特征在于:擺板總體密度大于海水密度。
【文檔編號(hào)】F03B13/18GK104314739SQ201410448355
【公開日】2015年1月28日 申請(qǐng)日期:2014年9月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月4日
【發(fā)明者】彭偉 申請(qǐng)人:長沙理工大學(xué)