一種可調(diào)的擺式波浪能發(fā)電裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種可調(diào)的擺式波浪能發(fā)電裝置，其屬于海洋工程發(fā)電裝置領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]擺式波浪能發(fā)電裝置是商用波浪能發(fā)電的重要方式，其主體是隨著波浪擺動(dòng)的擺體，擺體作為波浪能發(fā)電裝置的一級(jí)能量轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)。常規(guī)的擺式波浪能發(fā)電裝置為懸掛擺式，通常把除擺體外的機(jī)構(gòu)固定起來(lái)，這種方式受到諸多因素限制，在某些情況下安全性較差。首先，由于機(jī)構(gòu)的位置固定，因此在海平面過(guò)低或過(guò)高時(shí)波浪能不能充分收集，海平面只有在較小范圍波動(dòng)時(shí)才能充分收集波浪能，而且當(dāng)海上發(fā)生劇烈的風(fēng)暴或是海況惡劣時(shí)，如果該發(fā)電裝置仍在海中難免受到破壞。其次，設(shè)備固定后，機(jī)械結(jié)構(gòu)部分難以移到陸地進(jìn)行維護(hù)，同時(shí)電力系統(tǒng)盡管采取了隔水防護(hù)措施，時(shí)間一長(zhǎng)仍然很容易與海水接觸，導(dǎo)致各種電路問(wèn)題。
[0003]惡劣天氣是海上發(fā)電系統(tǒng)必須考慮的一種海況。風(fēng)暴沖擊裝置的同時(shí)，波浪都用同樣大的能量激勵(lì)著擺動(dòng)裝置以驅(qū)動(dòng)擺體作超過(guò)限制振幅的運(yùn)動(dòng)，最終會(huì)使得整個(gè)機(jī)械機(jī)構(gòu)不斷疲勞積累形成致命的毀壞。目前的主要解決辦法是增加擺體肋板的厚度，還有擴(kuò)大最大振幅范圍。如果能調(diào)節(jié)裝置和海水接觸的高度，則可以有效提高安全性，同時(shí)維護(hù)更方便。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)上述問(wèn)題本實(shí)用新型提供一種可調(diào)的擺式波浪能發(fā)電裝置，這種發(fā)電裝置應(yīng)采用可調(diào)的結(jié)構(gòu)，可以調(diào)節(jié)擺體在海水中的高度，同時(shí)便于把擺體移到陸地上。其目的是要解決兩個(gè)問(wèn)題，一是提高能量利用率，二是保證安全問(wèn)題。
[0005]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:一種可調(diào)的擺式波浪能發(fā)電裝置，它包括海上平臺(tái)、一個(gè)發(fā)電機(jī)構(gòu)和一個(gè)擺板，它還包括一個(gè)升降機(jī)構(gòu)和一個(gè)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，所述升降機(jī)構(gòu)設(shè)置在海上平臺(tái)上，升降機(jī)構(gòu)采用兩臺(tái)升降電機(jī)經(jīng)各自的升降齒輪驅(qū)動(dòng)套裝在連接軸上的升降齒條套筒，連接軸的上端固定連接旋轉(zhuǎn)大齒輪，升降齒條套筒的上端面與旋轉(zhuǎn)大齒輪的下端面為滑動(dòng)配合；所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)設(shè)置在與升降齒條套筒上端固定連接的圓形板上，設(shè)置在圓形板上的兩個(gè)旋轉(zhuǎn)電機(jī)各連接一個(gè)與旋轉(zhuǎn)大齒輪相嚙合的旋轉(zhuǎn)小齒輪；所述發(fā)電機(jī)構(gòu)與連接軸的下端固定連接，發(fā)電機(jī)構(gòu)的擺板軸兩端與擺板固定連接，固定在擺板軸上的發(fā)電大齒輪與發(fā)電機(jī)連接的發(fā)電小齒輪相嚙合；所述升降電機(jī)采用電纜經(jīng)壓力邏輯控制模塊與壓力傳感器電連接，所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)采用電纜經(jīng)速度邏輯控制模塊與速度傳感器電連接。
[0006]所述海上平臺(tái)的下部設(shè)有固定在海底的立柱。
[0007]采用上述的技術(shù)方案，通過(guò)置于海水中的速度傳感器與壓力傳感器分別采集海浪速度與海水壓力數(shù)據(jù)，通過(guò)速度邏輯控制模塊與壓力邏輯控制模塊計(jì)算當(dāng)前海浪方向與海平面平均高度數(shù)據(jù)，通過(guò)速度邏輯控制模塊與壓力邏輯控制模塊控制擺板的轉(zhuǎn)角及高度，保證擺板始終迎浪，垂向處于最佳高度。
[0008]本實(shí)用新型的有益效果是:這種可調(diào)的擺式波浪能發(fā)電裝置采用升降機(jī)構(gòu)和旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，升降機(jī)構(gòu)采用兩臺(tái)升降電機(jī)經(jīng)各自的升降齒輪驅(qū)動(dòng)套裝在連接軸上的升降齒條套筒，旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)采用兩個(gè)旋轉(zhuǎn)電機(jī)各連接一個(gè)與旋轉(zhuǎn)大齒輪相嚙合的旋轉(zhuǎn)小齒輪，升降齒條套筒的上端面與旋轉(zhuǎn)大齒輪的下端面為滑動(dòng)配合。升降電機(jī)采用電纜經(jīng)壓力邏輯控制模塊與壓力傳感器電連接，旋轉(zhuǎn)電機(jī)采用電纜經(jīng)速度邏輯控制模塊與速度傳感器電連接。可調(diào)的擺式波浪能發(fā)電裝置是針對(duì)傳統(tǒng)的擺式波浪能發(fā)電裝置中出現(xiàn)的不能調(diào)節(jié)高度，不能調(diào)節(jié)迎浪方向，維護(hù)困難等問(wèn)題提出的一種機(jī)械裝置。這種裝置改善了普通擺式波浪能發(fā)電裝置，使得擺板高度可以隨水位高度調(diào)節(jié)，擺板方向可以隨波浪方向調(diào)節(jié)，增大了波浪能吸收率，同時(shí)又能防止惡劣海況條件下裝置被毀壞。
【附圖說(shuō)明】
[0009]下面結(jié)合附圖和實(shí)施方法對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0010]圖1是可調(diào)的擺式波浪能發(fā)電裝置的結(jié)構(gòu)圖。
[0011]圖2是圖1中的A-A視圖。
[0012]圖3是圖1中的B放大圖。
[0013]圖4是發(fā)電裝置的內(nèi)部構(gòu)造示意圖。
[0014]圖中:1、連接軸，la、旋轉(zhuǎn)大齒輪，2、升降齒條套筒，3、旋轉(zhuǎn)小齒輪，4、旋轉(zhuǎn)電機(jī)，
5、圓形板，6、升降齒輪，6a、升降電機(jī)，7、海上平臺(tái)，7a、立柱，8、發(fā)電機(jī)構(gòu)，8a、輸出電纜，8b、發(fā)電機(jī)，8c、發(fā)電小齒輪，8d、發(fā)電大齒輪，8e、擺板軸，9、擺板，10、速度傳感器，11、壓力傳感器，12、速度邏輯控制模塊，13、壓力邏輯控制模塊。
【具體實(shí)施方式】
[0015]圖1、2、3、4示出了一種可調(diào)的擺式波浪能發(fā)電裝置。圖中，這種可調(diào)的擺式波浪能發(fā)電裝置包括海上平臺(tái)7、一個(gè)發(fā)電機(jī)構(gòu)8、一個(gè)擺板9、一個(gè)升降機(jī)構(gòu)和一個(gè)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，海上平臺(tái)7的下部設(shè)有固定在海底的立柱7a。升降機(jī)構(gòu)設(shè)置在海上平臺(tái)7上，升降機(jī)構(gòu)采用兩臺(tái)升降電機(jī)6a經(jīng)各自的升降齒輪6驅(qū)動(dòng)套裝在連接軸I上的升降齒條套筒2，連接軸I的上端固定連接旋轉(zhuǎn)大齒輪la，升降齒條套筒2的上端面與旋轉(zhuǎn)大齒輪Ia的下端面為滑動(dòng)配合。旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)設(shè)置在與升降齒條套筒2上端固定連接的圓形板5上，設(shè)置在圓形板5上的兩個(gè)旋轉(zhuǎn)電機(jī)4各連接一個(gè)與旋轉(zhuǎn)大齒輪Ia相嚙合的旋轉(zhuǎn)小齒輪3。發(fā)電機(jī)構(gòu)8與連接軸I的下端固定連接，發(fā)電機(jī)構(gòu)8的擺板軸Se兩端與擺板9固定連接，固定在擺板軸Se上的發(fā)電大齒輪8d與發(fā)電機(jī)8b連接的發(fā)電小齒輪8c相嗤合。升降電機(jī)6a米用電纜經(jīng)壓力邏輯控制模塊13與壓力傳感器11電連接，旋轉(zhuǎn)電機(jī)4采用電纜經(jīng)速度邏輯控制模塊12與速度傳感器10電連接。
[0016]升降電機(jī)6a和升降齒輪6固定在升降室內(nèi)，升降齒輪6與升降齒條套筒2嗤合，升降齒輪6轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)會(huì)帶動(dòng)升降齒條套筒2和連接軸I的高度改變，升降室還有固定套筒水平位置的作用。
[0017]壓力傳感器11通過(guò)壓力邏輯控制模塊13與控制升降齒輪6的升降電機(jī)6a相連，壓力傳感器11每隔一定時(shí)間連續(xù)采集一組海水壓力，壓力邏輯控制模塊13對(duì)傳回的數(shù)據(jù)取平均值換算為當(dāng)前海平面高度，并控制升降電機(jī)6a的轉(zhuǎn)動(dòng)經(jīng)升降齒輪6帶動(dòng)升降齒條套筒2的高度改變，連接軸I伸出升降齒條套筒2后與發(fā)電機(jī)構(gòu)8的外殼焊接在一起，連接軸I高度改變時(shí)，擺板9的高度也同時(shí)改變。
[0018]速度傳感器10通過(guò)速度邏輯控制模塊12與旋轉(zhuǎn)電機(jī)4相連，速度傳感器10每隔一定時(shí)間采集一組波浪速度數(shù)據(jù)，速度邏輯控制模塊12對(duì)傳回的速度數(shù)據(jù)分析取平均值，作為當(dāng)前海況下的平均潮流速度，并控制旋轉(zhuǎn)電機(jī)4的帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)小齒輪3和旋轉(zhuǎn)大齒輪Ia轉(zhuǎn)動(dòng)，調(diào)節(jié)擺板9的迎浪方向，以使擺板的發(fā)電效率最高同時(shí)降低擺板的扭轉(zhuǎn)力矩。
[0019]發(fā)電機(jī)構(gòu)8內(nèi)部構(gòu)造的工作原理如下，海浪使擺板9擺動(dòng)時(shí)，擺板軸Se上的發(fā)電大齒輪8d同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)，經(jīng)發(fā)電小齒輪Sc帶動(dòng)發(fā)電機(jī)Sb轉(zhuǎn)動(dòng)，從而達(dá)到發(fā)電目的，發(fā)出的電通過(guò)電繩8a經(jīng)過(guò)連接軸I的中心孔送到海上平臺(tái)上，然后經(jīng)過(guò)整流電路后直接利用或給大型蓄電池組充電。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種可調(diào)的擺式波浪能發(fā)電裝置，它包括海上平臺(tái)(7)、一個(gè)發(fā)電機(jī)構(gòu)(8)和一個(gè)擺板(9)，其特征在于:它還包括一個(gè)升降機(jī)構(gòu)和一個(gè)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，所述升降機(jī)構(gòu)設(shè)置在海上平臺(tái)(7)上，升降機(jī)構(gòu)采用兩臺(tái)升降電機(jī)(6a)經(jīng)各自的升降齒輪(6)驅(qū)動(dòng)套裝在連接軸(I)上的升降齒條套筒(2)，連接軸(I)的上端固定連接旋轉(zhuǎn)大齒輪(la)，升降齒條套筒(2)的上端面與旋轉(zhuǎn)大齒輪(Ia)的下端面為滑動(dòng)配合；所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)設(shè)置在與升降齒條套筒(2)上端固定連接的圓形板(5)上，設(shè)置在圓形板(5)上的兩個(gè)旋轉(zhuǎn)電機(jī)(4)各連接一個(gè)與旋轉(zhuǎn)大齒輪(Ia)相嚙合的旋轉(zhuǎn)小齒輪(3);所述發(fā)電機(jī)構(gòu)(8)與連接軸(I)的下端固定連接，發(fā)電機(jī)構(gòu)(8)的擺板軸(Se)兩端與擺板(9)固定連接，固定在擺板軸(Se)上的發(fā)電大齒輪(Sd)與發(fā)電機(jī)(Sb)連接的發(fā)電小齒輪(Sc)相嚙合；所述升降電機(jī)(6a)采用電纜經(jīng)壓力邏輯控制模塊(13)與壓力傳感器(11)電連接，所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)(4)采用電纜經(jīng)速度邏輯控制模塊(12)與速度傳感器(10)電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可調(diào)的擺式波浪能發(fā)電裝置，其特征在于:所述海上平臺(tái)(7)的下部設(shè)有固定在海底的立柱(7a)。
【專利摘要】一種可調(diào)的擺式波浪能發(fā)電裝置，其屬于海洋工程發(fā)電裝置領(lǐng)域。該裝置的升降機(jī)構(gòu)采用升降電機(jī)經(jīng)升降齒輪驅(qū)動(dòng)套裝在連接軸上的升降齒條套筒，旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)采用旋轉(zhuǎn)電機(jī)連接與旋轉(zhuǎn)大齒輪相嚙合的旋轉(zhuǎn)小齒輪，升降齒條套筒的上端面與旋轉(zhuǎn)大齒輪的下端面為滑動(dòng)配合。升降電機(jī)采用電纜經(jīng)壓力邏輯控制模塊與壓力傳感器電連接，旋轉(zhuǎn)電機(jī)采用電纜經(jīng)速度邏輯控制模塊與速度傳感器電連接。該裝置解決了傳統(tǒng)的擺式波浪能發(fā)電裝置中出現(xiàn)的不能調(diào)節(jié)高度，不能調(diào)節(jié)迎浪方向，維護(hù)困難等問(wèn)題，改善了普通擺式波浪能發(fā)電裝置，使得擺板高度可以隨水位高度調(diào)節(jié)，擺板方向可以隨波浪方向調(diào)節(jié)，增大了波浪能吸收率，同時(shí)又能防止惡劣海況條件下裝置被毀壞。
【IPC分類】H02K7-116, F03B13-18
【公開號(hào)】CN204511759
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520197555
【發(fā)明人】彭嗣婷, 葉超, 徐志聞, 耿春暉, 趙峰, 韓玥, 于雁云
【申請(qǐng)人】大連理工大學(xué)
【公開日】2015年7月29日
【申請(qǐng)日】2015年4月3日