一種浮體式磁流體波浪能轉(zhuǎn)換裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種浮體式磁流體波浪能轉(zhuǎn)換裝置，該裝置包括波浪能俘獲浮體，所述的波浪能俘獲浮體與連桿的下端鉸接，所述連桿的上端通過軸承連接圓形轉(zhuǎn)盤上偏心的突出軸柱，所述的圓形轉(zhuǎn)盤通過其中心部位的滾動(dòng)軸承連接工作臺，所述圓形轉(zhuǎn)盤徑向的上、下部分別設(shè)置第一、第二支板，所述的第一、第二支板分別連接第一、第二液壓缸的第一、第二活塞桿，所述的第一液壓缸通過并聯(lián)的第一、第二單向閥連接超導(dǎo)磁體中發(fā)電通道的一端，所述的第二液壓缸通過并聯(lián)的第三、第四單向閥連接超導(dǎo)磁體中發(fā)電通道的另一端。其優(yōu)點(diǎn)是：利用磁流體切割磁感應(yīng)線的原理進(jìn)行發(fā)電，不僅能提高波浪能的轉(zhuǎn)換效率和發(fā)電率，還可連續(xù)發(fā)電產(chǎn)生電能，具有很好的實(shí)用性。
【專利說明】
一種浮體式磁流體波浪能轉(zhuǎn)換裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種波浪能采集裝置，更具體的說，本發(fā)明涉及一種浮體式磁流體波浪能轉(zhuǎn)換裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]波浪能是指海洋表面波浪所具有的動(dòng)能和勢能，具有分布廣的特性，約占地球面積71%的海洋蘊(yùn)藏著豐富的波浪能。我國擁有長達(dá)18000多公里漫長的大陸海岸線和5000多個(gè)島嶼約14000多公里的海岸線，波浪能的儲(chǔ)存量巨大。故波浪能成為近期海洋能利用研究中研究最多、政府投資項(xiàng)目最多和最被重視的一種能源。
[0003]目前研究的波浪能利用技術(shù)大都源于以下基本原理:
[0004](I)利用浮體在波浪作用下的升降和搖擺運(yùn)動(dòng)，將波浪能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能；
[0005](2)利用波浪的爬升作用，將波浪能轉(zhuǎn)換為水的勢能。
[0006]絕大多數(shù)的波浪能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)由三級能量轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)組成。其中:一級能量轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)將波浪能轉(zhuǎn)換成某種載體的機(jī)械能;二級能量轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)將所得能量轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)機(jī)械(例如透平、液壓馬達(dá))的機(jī)械能;三級能量轉(zhuǎn)換通過發(fā)電機(jī)將旋轉(zhuǎn)機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能。這種三級轉(zhuǎn)換的波浪能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，存在能量轉(zhuǎn)換效率低、發(fā)電率低、裝置體積大以及成本高等缺點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的就是解決以上現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，并為此提供一種浮體式磁流體波浪能轉(zhuǎn)換裝置。
[0008]本發(fā)明的技術(shù)方案是:
[0009]—種浮體式磁流體波浪能轉(zhuǎn)換裝置，包括波浪能俘獲浮體，所述的波浪能俘獲浮體與連桿的下端鉸接，所述連桿的上端通過軸承連接圓形轉(zhuǎn)盤上偏心的突出軸柱，所述的圓形轉(zhuǎn)盤通過其中心部位的滾動(dòng)軸承連接工作臺并可繞所述的滾動(dòng)軸承轉(zhuǎn)動(dòng)，所述圓形轉(zhuǎn)盤徑向的上、下部分別設(shè)置第一支板和第二支板，所述的第一、第二支板分別連接第一、第二液壓缸的第一、第二活塞桿，所述的第一液壓缸通過并聯(lián)的第一、第二單向閥連接超導(dǎo)磁體中發(fā)電通道的一端，所述的第二液壓缸通過并聯(lián)的第三、第四單向閥連接超導(dǎo)磁體中發(fā)電通道的另一端。
[0010]所述的波浪能俘獲浮體為以鋼材制作的中空結(jié)構(gòu)。
[0011]所述的圓形轉(zhuǎn)盤為以合金鑄造的輪輻式結(jié)構(gòu)。
[0012]所述的第一、第二支板均以鋼材制作而成，其端部分別開有第一、第二球形槽，其長度根據(jù)對波浪能俘獲浮體上下浮動(dòng)幅度的放大倍數(shù)來確定。
[0013]所述第一、第二液壓缸的兩端分別安裝法蘭，所述第一、第二活塞桿的末端分別設(shè)置為第一、第二球形末端，所述的第一、第二球形末端分別與第一、第二支板端部的球形槽契合并構(gòu)成滑移副。
[0014]所述第一、第二液壓缸的無桿腔內(nèi)分別充有磁流體。
[0015]所述超導(dǎo)磁體中發(fā)電通道的內(nèi)壁兩側(cè)分別安置有電極，所述發(fā)電通道連接第一液壓缸的一端為加速(減速)階段，所述發(fā)電通道連接第二液壓缸的一端為減速(加速)階段。
[0016]所述的第一、第二液壓缸和第一、第二活塞桿以及連桿均以鋼材或合金鑄造而成，且其表面涂覆防腐層。
[0017]本發(fā)明以現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下有益效果:
[0018](I)結(jié)構(gòu)簡單，便于組合安裝，較之現(xiàn)有技術(shù)的各種三級能量轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)具有裝置體積小、制作成本低的優(yōu)點(diǎn)。
[0019](2)利用磁流體切割磁感應(yīng)線的原理進(jìn)行發(fā)電，從而極大的提高了波浪能的轉(zhuǎn)換效率和發(fā)電率。
[0020](3)可連續(xù)發(fā)電產(chǎn)生電能，實(shí)用性好，便于推廣使用。
【附圖說明】
[0021 ]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖2是本發(fā)明中圓形轉(zhuǎn)盤與兩個(gè)支板的示意圖；
[0023]圖3是本發(fā)明中第一支板的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖4是本發(fā)明中第二支板的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖5是本發(fā)明中第一液壓缸的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖6是本發(fā)明中第二液壓缸的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖7是本發(fā)明中發(fā)電通道的示意圖；
[0028]圖8是本發(fā)明中波浪能俘獲浮體上升時(shí)的示意圖；
[0029]圖9是本發(fā)明中波浪能俘獲浮體下降時(shí)的示意圖。
[0030]圖中標(biāo)記:I波浪能俘獲浮體、2銷、3連桿、4軸承、5圓形轉(zhuǎn)盤、6第一液壓缸、7超導(dǎo)磁體、8發(fā)電通道、9第二液壓缸、10、滾動(dòng)軸承、11波浪、51第一支板、52第二支板、53第一球形溝槽、54第二球形槽、55突出軸柱、61第一活塞、62第一法蘭、63第一球形末端、64第一活塞桿、65第二法蘭、66第一單向閥、67第二單向閥、81電極、82加速(減速)階段、83減速(加速)階段、91第二活塞、92第三法蘭、93第二球形末端、94第二活塞桿、95第四法蘭、96第三單向閥、97第四單向閥。
【具體實(shí)施方式】
[0031]為了使本發(fā)明更容易被清楚理解，下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明的技術(shù)方案作以詳細(xì)說明。
[0032]參照圖1并結(jié)合圖2，本發(fā)明的浮體式磁流體波浪能轉(zhuǎn)換裝置，包括用于俘獲波浪能的波浪能俘獲浮體I，所述的波浪能俘獲浮體I通過銷2與連桿3的下端鉸接，所述連桿3的上端通過軸承4與圓形轉(zhuǎn)盤5上偏心的突出軸柱55配合連接，所述的圓形轉(zhuǎn)盤5通過其中心部位的滾動(dòng)軸承10連接海床上的工作臺并可繞所述的滾動(dòng)軸承1轉(zhuǎn)動(dòng)，所述圓形轉(zhuǎn)盤5徑向的上、下部分別焊接能夠?qū)⑺霾ɡ四芊@浮體I的上下浮動(dòng)幅度放大的第一支板51與第二支板52，所述的第一支板51與第二支板52分別連接第一液壓缸6的第一活塞桿64和第二液壓缸9的第二活塞桿94，所述的第一液壓缸6通過并聯(lián)的第一單向閥66和第二單向閥67連接超導(dǎo)磁體7中發(fā)電通道8的一端，所述的第二液壓缸9通過并聯(lián)的第三單向閥96和第四單向閥97連接超導(dǎo)磁體7中發(fā)電通道8的另一端，所述第一液壓缸6和第二液壓缸9的無桿腔內(nèi)分別充有磁流體，所述的超導(dǎo)磁體7用于提供強(qiáng)磁場。
[0033]參照圖3、圖4，所述第一支板51的端部開有第一球形槽53，所述第二支板52的端部開有第二球形槽54，所述第一支板51與第二支板52對所述波浪能俘獲浮體I上下浮動(dòng)幅度的放大作用可提高所述第一液壓缸6和第二液壓缸9中活塞的推動(dòng)速度，從而提高磁流體的流動(dòng)速度。
[0034]參照圖5，所述第一液壓缸6的兩端分別安裝第一法蘭62和第二法蘭65，所述的第一法蘭62和第二法蘭65用于將第一液壓缸6固定于工作臺上，第一活塞桿64的末端設(shè)置為第一球形末端63，所述的第一球形末端63用于與第一支板51上的第一球形槽53契合并構(gòu)成滑移副。
[0035]參照圖6，所述第二液壓缸9的兩端分別安裝第三法蘭92和第四法蘭95，所述的第三法蘭92和第四法蘭95用于將第二液壓缸9固定于工作臺上，第二活塞桿94的末端設(shè)置為第二球形末端93，所述的第二球形末端93用于與第二支板52的第二球形槽54契合并構(gòu)成滑移副。
[0036]參照圖7，所述超導(dǎo)磁體7中發(fā)電通道8的內(nèi)壁兩側(cè)分別安置有電極81，所述發(fā)電通道8連接第一液壓缸6的一端為加速(減速)階段82，其連接第二液壓缸9的一端為減速(加速)階段83。
[0037]在以上設(shè)置中:
[0038]所述的波浪能俘獲浮體I為采用鋼材制作而成的中空結(jié)構(gòu)。
[0039]所述的第一支板51和第二支板52均采用鋼材制作而成，其長度根據(jù)對波浪能俘獲浮體I上下浮動(dòng)幅度的放大倍數(shù)來確定。
[0040]所述的連桿3、第一液壓缸6、第二液壓缸9以及第一活塞桿64和第二活塞桿94均采用鋼材或合金鑄造而成，并在其表面涂覆防腐層。
[0041]所述的圓形轉(zhuǎn)盤5為采用合金鑄造而成的輪輻式結(jié)構(gòu)，如此設(shè)置的目的是減輕其自身重量，從而減小其運(yùn)動(dòng)消耗的能量，便于更多的能量得以傳遞。
[0042]所述發(fā)電通道8中磁流體的流動(dòng)速度可通過改變所述發(fā)電通道8的截面尺寸來改變。
[0043]本發(fā)明的工作狀態(tài)如下:
[0044]參照圖8并結(jié)合圖5、圖6、圖7，在所述的波浪能俘獲浮體I隨波浪11的涌動(dòng)上升過程中，所述的圓形轉(zhuǎn)盤5逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，第一活塞桿64外端的球形末端63和第二活塞桿94外端的球形末端93分別在第一支板51的第一球形槽53和第二支板52的第二球形槽54中移動(dòng)，以保證第一活塞桿64和第二活塞桿94的水平運(yùn)動(dòng);隨著所述波浪能俘獲浮體I的上升，第一液壓缸6的活塞向內(nèi)推進(jìn)，第二液壓缸9的活塞向外抽出，此時(shí)，第一單向閥66和第四單向閥97關(guān)閉，第二單向閥67和第三單向閥96打開，磁流體流經(jīng)加速(減速)階段82加速并流入發(fā)電通道8切割超導(dǎo)磁體7的磁感應(yīng)線，從而在電極81產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，之后磁流體經(jīng)減速(加速)階段83減速并通過第三單向閥96流入第二液壓缸9的無桿腔。
[0045]參照圖9并結(jié)合圖5、圖6、圖7，在所述的波浪能俘獲浮體I隨波浪11的涌動(dòng)下沉過程中，所述的圓形轉(zhuǎn)盤5順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，第一活塞桿64外端的球形末端63和第二活塞桿94外端的球形末端93分別在第一支板51的第一球形槽53和第二支板52的第二球形槽54中移動(dòng)，以保證第一活塞桿64和第二活塞桿94的水平運(yùn)動(dòng);隨著所述波浪能俘獲浮體I的下沉，第二液壓缸9的活塞向內(nèi)推進(jìn)，第一液壓缸6的活塞向外抽出，此時(shí)，第一單向閥66和第四單向閥97打開，第二單向閥67和第三單向閥96關(guān)閉，磁流體流經(jīng)減速(加速)階段83加速并流入發(fā)電通道8切割超導(dǎo)磁體7的磁感應(yīng)線，從而在電極81產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，之后磁流體經(jīng)加速(減速)階段82減速并通過第一單向閥66流入第一液壓缸6的無桿腔。
[0046]隨著所述的波浪能俘獲浮體I隨波浪11的涌動(dòng)連續(xù)的上升和下沉，磁流體將在所述的發(fā)電通道8內(nèi)不停的往復(fù)流動(dòng)，不斷的切割磁感應(yīng)線并產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，從而連續(xù)發(fā)電產(chǎn)生電能，產(chǎn)生的電能可經(jīng)過后續(xù)的電能儲(chǔ)存和處理等過程輸入電網(wǎng)供使用。
[0047]以上參照附圖和實(shí)施例對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行了示意性描述，該描述沒有限制性。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)能理解，在實(shí)際應(yīng)用中，本發(fā)明中各個(gè)技術(shù)特征的設(shè)置方式均可能發(fā)生某些變化，而其他人員在其啟示下也可能做出相似設(shè)計(jì)。特別需要指出的是:只要不脫離本發(fā)明的設(shè)計(jì)宗旨，所有顯而易見的細(xì)節(jié)變化或相似設(shè)計(jì)，均包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種浮體式磁流體波浪能轉(zhuǎn)換裝置，包括波浪能俘獲浮體，其特征在于:所述的波浪能俘獲浮體與連桿的下端鉸接，所述連桿的上端通過軸承連接圓形轉(zhuǎn)盤上偏心的突出軸柱，所述的圓形轉(zhuǎn)盤通過其中心部位的滾動(dòng)軸承連接工作臺并可繞所述的滾動(dòng)軸承轉(zhuǎn)動(dòng)，所述圓形轉(zhuǎn)盤徑向的上、下部分別設(shè)置第一支板和第二支板，所述的第一、第二支板分別連接第一、第二液壓缸的第一、第二活塞桿，所述的第一液壓缸通過并聯(lián)的第一、第二單向閥連接超導(dǎo)磁體中發(fā)電通道的一端，所述的第二液壓缸通過并聯(lián)的第三、第四單向閥連接超導(dǎo)磁體中發(fā)電通道的另一端，所述發(fā)電通道的內(nèi)壁兩側(cè)分別安置有電極。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的浮體式磁流體波浪能轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于:所述的波浪能俘獲浮體為以鋼材制作的中空結(jié)構(gòu)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的浮體式磁流體波浪能轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于:所述的圓形轉(zhuǎn)盤為以合金鑄造的輪輻式結(jié)構(gòu)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的浮體式磁流體波浪能轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于:所述的第一、第二支板均以鋼材制作而成，其端部分別開有第一、第二球形槽，其長度根據(jù)對波浪能俘獲浮體上下浮動(dòng)幅度的放大倍數(shù)來確定。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的浮體式磁流體波浪能轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于:所述第一、第二液壓缸的兩端分別安裝法蘭，所述第一、第二活塞桿的末端分別設(shè)置為第一、第二球形末端，所述的第一、第二球形末端分別與第一、第二支板端部的球形槽契合并構(gòu)成滑移副。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的浮體式磁流體波浪能轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于:所述第一、第二液壓缸的無桿腔內(nèi)分別充有磁流體。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的浮體式磁流體波浪能轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于:所述發(fā)電通道連接第一液壓缸的一端為加速(減速)階段，所述發(fā)電通道連接第二液壓缸的一端為減速(加速)階段。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的浮體式磁流體波浪能轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于:所述的第一、第二液壓缸和第一、第二活塞桿以及連桿均以鋼材或合金鑄造而成，且其表面涂覆防腐層。
【文檔編號】F03B13/18GK106050543SQ201610318483
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年5月13日
【發(fā)明人】安青松, 王貞遠(yuǎn), 趙軍, 王項(xiàng)南, 王甫, 王永真, 孟鋒
【申請人】天津大學(xué)