一種超高分子量聚乙烯波浪發(fā)電浮標的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種超高分子量聚乙烯波浪發(fā)電浮標，屬于海洋或內(nèi)河新能源的技術領域，浮標包括主浮體和與主浮體相連的直線發(fā)電機，浮標浮力主要由主浮體提供，直線發(fā)電機包括電機定子和電機動子，電機動子與主浮體相連，電機動子位于電機定子內(nèi)，電機定子外設有浮標管，電機定子與浮標管之間設有防水填充泡，主浮體上設有拆卸頂蓋，電機動子通過連桿與拆卸頂蓋相連。波浪的上下起伏使主浮標上下直線運動，帶動電機動子線圈作直線運動，使電機動子線圈相對于錨系相連接的電機定子磁極做相對的上下直線往復運動，從而切割線圈繞組產(chǎn)生感應電動勢。發(fā)電效率高，生產(chǎn)成本和工藝要求低，運輸和安裝靈活，適用場景廣泛，易于推廣應用。
【專利說明】
一種超高分子量聚乙烯波浪發(fā)電浮標
技術領域
[0001]本實用新型涉及一種超高分子量聚乙烯波浪發(fā)電浮標，屬于海洋或內(nèi)河新能源的技術領域。
【背景技術】
[0002]隨著經(jīng)濟和社會的發(fā)展，人類對能源的需求量越來越大，而全球的能源儲備量卻是有限的。為了解決能源供應在社會發(fā)展中的瓶頸問題，尋找替代的可再生能源已經(jīng)成為全球的共識。由于海洋面積約占全球面積的70%，其中蘊藏著巨大的能量，這就使它吸引了人們的目光，并使世界上許多國家都著手對其進行研究。近年來，各國先后提出了約340多種不同設計方案的科學設想，并設計出了許多精妙而有趣的波浪發(fā)電裝置。
[0003]目前波浪發(fā)電裝置的主要形式有活動點頭鴨、波面筏、振蕩水柱型、水流型和壓力柔性袋型等裝置，國外方面，英國已建成750W規(guī)模的商業(yè)波浪發(fā)電站并網(wǎng)發(fā)電；日本海洋科學技術中心研制的“巨鯨”波浪發(fā)電裝置已試驗成功;美國俄勒岡州立大學的RHINEFRANK等已開發(fā)了一套基于海洋能的永磁直線發(fā)電浮標。國內(nèi)方面，中科院廣州能源研究所成功開發(fā)了利用對稱翼透平的航標燈和振蕩水柱式的波浪發(fā)電站。但是，這些方案大都引入了能量轉化裝置，這樣必然會增加系統(tǒng)的復雜性和能量損耗，降低發(fā)電系統(tǒng)的轉換效率和可靠性，并且造價較高，并且浮標材料不耐腐蝕，壽命低。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]為了克服現(xiàn)有波浪能發(fā)電裝置的各項缺陷，本實用新型提供一種超高分子量聚乙烯波浪發(fā)電浮標，設計了一套基于波浪能的超高分子量聚乙烯浮標發(fā)電系統(tǒng)，將直線發(fā)電機應用到超高分子量聚乙烯浮標載體裝置中，這樣波浪的直線運動直接傳遞到裝有電機動子的超高分子量聚乙烯浮標載體上，并去掉了中間傳遞環(huán)節(jié)，從而為簡化系統(tǒng)結構、提高系統(tǒng)轉換效率、降低系統(tǒng)造價創(chuàng)造了有利條件，延長了使用壽命。
[0005]本實用新型的技術方案如下:
[0006]本實用新型研制了一種超高分子量聚乙烯浮標載體結合永磁直線發(fā)電機組成的波浪發(fā)電系統(tǒng)，超高分子量聚乙烯浮標載體和直線發(fā)電機的動子相連，浮標的直線運動帶動發(fā)電機直線往復運動。
[0007]—種超高分子量聚乙烯波浪發(fā)電浮標，包括主浮體和與主浮體相連的直線發(fā)電機，直線發(fā)電機包括電機定子和電機動子，電機動子與主浮體相連，電機動子位于電機定子內(nèi)，電機定子外設有浮標管，電機定子與浮標管之間設有防水填充泡，主浮體上設有拆卸頂蓋，電機動子通過連桿與拆卸頂蓋相連。
[0008]電機定子、電機動子為圓筒形永磁直線發(fā)電機，系統(tǒng)簡單，只經(jīng)過能量的一次轉化，發(fā)電系統(tǒng)的效率較高。
[0009]優(yōu)選的，連桿與浮標管之間設有密封軸套和密封法蘭，密封軸套和密封法蘭使得浮標管內(nèi)形成密封的電機保護倉，可保護電機免受海水的侵蝕。
[0010]優(yōu)選的，上述主浮體為超高分子量聚乙烯制成的主浮體，耐腐蝕、壽命長、強度高、免維護?？煞乐怪苯油饬ψ矒?如輪船、水上漂浮物的撞擊)對發(fā)電浮標造成損害。
[0011]進一步優(yōu)選的，主浮體內(nèi)部填充高密度聚氨酯泡沫，增加了浮標的強度，同時因聚氨酯泡沫吸水率極低(小于5% )，可有效防止浮標進水。
[0012]優(yōu)選的，浮標管底部外側設有阻尼盤，可通過自身重量實現(xiàn)載體中心下移，使電機載體具備更好的穩(wěn)性，同時阻尼盤本身表面積較大，在海水中上下浮動過程中，阻力較大，減小了電機定子與動子之間的同步運動，提高發(fā)電效率。
[0013]優(yōu)選的，所述浮標管內(nèi)部電機定子下方設有微調(diào)倉，微調(diào)倉通過微調(diào)水管與外界水栗連接。
[0014]進一步優(yōu)選的，微調(diào)倉下方的浮標管側壁上設有排氣孔。排氣孔用以排出浮標管內(nèi)的空氣，增加穩(wěn)性，以免形成水密空間，造成浮標管重心上移。
[0015]優(yōu)選的，浮標管內(nèi)部底端設有平衡鐵，使浮標管懸浮高度可調(diào)整，浮標管位于整個發(fā)電浮標中心位置，需要浮標管自身提供浮力，因此通過添加平衡鐵和或往微調(diào)倉內(nèi)注水的方式，控制浮標管在海水中的懸浮高度。
[0016]優(yōu)選的，浮標管外側設有限位管箍，限位管箍位于電機定子底部的水平面上，主浮體底部設有限位擋塊。限位管箍和限位擋塊有限位作用，可以限制電機動子的移動位移上限。通過限位管箍和限位擋塊，使電機動子的運動軌跡位于電機定子區(qū)域內(nèi)，減少能耗。
[0017]優(yōu)選的，主浮體表面設有至少一個吊裝耳。方便安裝。
[0018]安裝上述超高分子量聚乙烯波浪發(fā)電浮標時，先將電機部分安裝在浮標管內(nèi)上部，然后將阻尼盤和平衡鐵安裝在浮標管下部，最后將主浮體通過可拆卸頂蓋連接浮標管和電機部分。
[0019]本實用新型的有益效果在于:
[0020]1、本實用新型的技術方案選用直線發(fā)電機，通過直線發(fā)電機將波浪能轉化成電能，只經(jīng)過能量的一次轉化，發(fā)電系統(tǒng)的效率較高;發(fā)電系統(tǒng)的投放點比較機動靈活，對海水水位的變化有較強的適應性;整個系統(tǒng)簡單，體積較小，制造成本低。
[0021]2、本實用新型的技術方案選用超高分子量聚乙烯波浪發(fā)電浮標作為發(fā)電系統(tǒng)載體，具有以下優(yōu)點:
[0022]充分利用波浪能，是完全意義上的無碳發(fā)電。以超高分子量聚乙烯浮標為載體，將圓筒型永磁直線發(fā)電機安裝在浮標內(nèi)，浮標和發(fā)電機的動子線圈相連。波浪的上下起伏使海洋浮標上下直線運動，帶動動子線圈直線運動，使動子線圈相對于與錨系相連接的永磁直線電機的永磁體磁極作相對的上下直線往復運動，從而切割線圈繞組產(chǎn)生感應電動勢，使波浪能轉化成電能。
[0023]耐腐蝕，超高分子量聚乙烯浮標載體具有耐腐蝕的特性，解決了鋼制浮標載體不耐腐蝕，需做防腐處理及犧牲陽極保護的缺陷;壽命長，超高分子量聚乙烯浮標載體具有抗老化性，使整個裝置的實用壽命達30年以上;免維護，超高分子量聚乙烯浮標載體材料本身具有自潤滑性，不粘結海生物，可以免除人工清理的費用，以及電機動子、定子間因粘結海生物導致相對運動受阻的缺陷。
[0024]強度高:超高分子量聚乙烯浮標抗撞擊，不易損壞，或者損壞后不下沉，不傾斜，提高了發(fā)電運行可靠性。
[0025]3、本實用新型所述超高分子量聚乙烯波浪發(fā)電浮標，為分體式結構，生產(chǎn)成本和工藝要求低，運輸和安裝靈活，結構合理高效，適用場景廣泛，廣泛適用于內(nèi)河和海洋，易于推廣普及應用。
【附圖說明】
[0026]圖1為本實用新型所述超高分子量聚乙烯波浪發(fā)電浮標的立體圖；
[0027]其中，1、主浮體，2、浮標管，3、拆卸頂蓋，4、密封軸套，5、密封法蘭，6、吊裝耳，7、電機動子，8、電機定子，9、限位擋塊，10、微調(diào)水管，11、限位管箍，12、電機保護倉，13、微調(diào)倉，14、防水填充泡，15、排氣孔，16、平衡鐵，17、阻尼盤。
【具體實施方式】
[0028]下面通過實施例并結合附圖對本實用新型做進一步說明，但不限于此。
[0029]如圖1所示。
[0030]實施例1
[0031]一種超高分子量聚乙烯波浪發(fā)電浮標，包括主浮體和與主浮體相連的直線發(fā)電機，浮標浮力主要由主浮體提供，直線發(fā)電機包括電機定子和電機動子，電機動子與主浮體相連，電機動子位于電機定子內(nèi)，電機定子外設有浮標管，電機定子與浮標管之間設有防水填充泡，主浮體上設有拆卸頂蓋，電機動子通過連桿與拆卸頂蓋相連。電機定子、電機動子為圓筒形永磁直線發(fā)電機，系統(tǒng)簡單，只經(jīng)過能量的一次轉化，發(fā)電系統(tǒng)的效率較高。
[0032]波浪的上下起伏使主浮體上下直線運動，帶動電機動子線圈作直線運動，使電機動子線圈相對于錨系相連接的電機定子磁極做相對的上下直線往復運動，從而切割線圈繞組產(chǎn)生感應電動勢。
[0033]實施例2
[0034]如實施例1所述的超高分子量聚乙烯波浪發(fā)電浮標，其區(qū)別在于，連桿與浮標管之間設有密封軸套和密封法蘭，密封軸套和密封法蘭使得浮標管內(nèi)形成密封的電機保護倉，可保護電機免受海水的侵蝕。
[0035]實施例3
[0036]如實施例1所述的超高分子量聚乙烯波浪發(fā)電浮標，其區(qū)別在于，主浮體為超高分子量聚乙烯制成的主浮體，耐腐蝕、壽命長、強度高、免維護。可防止直接外力撞擊(如輪船、水上漂浮物的撞擊)對發(fā)電浮標造成損害。主浮體內(nèi)部填充高密度聚氨酯泡沫，增加了浮標的強度，同時因聚氨酯泡沫吸水率極低(小于5%)，可有效防止浮標進水。
[0037]實施例4
[0038]如實施例1所述的超高分子量聚乙烯波浪發(fā)電浮標，其區(qū)別在于，浮標管內(nèi)部底端設有平衡鐵，使浮標管懸浮高度可調(diào)整，浮標管位于整個發(fā)電浮標中心位置，需要浮標管自身提供浮力，因此可以通過添加平衡鐵的方式，控制浮標管在海水中的懸浮高度。
[0039]實施例5
[0040]如實施例1所述的超高分子量聚乙烯波浪發(fā)電浮標，其區(qū)別在于，浮標管底部外側設有阻尼盤，阻尼盤是固定電機倉載體的尾部的一個鋼性圓盤，可通過自身重量實現(xiàn)載體中心下移，使電機載體具備更好的穩(wěn)性，同時阻尼盤本身表面積較大，在海水中上下浮動過程中，阻力較大，減小了電機定子與動子之間的同步運動，提高發(fā)電效率。
[0041 ] 實施例6
[0042]如實施例1所述的超高分子量聚乙烯波浪發(fā)電浮標，其區(qū)別在于，所述浮標管內(nèi)部電機定子下方設有微調(diào)倉，微調(diào)倉通過微調(diào)水管與外界水栗連接。微調(diào)倉下方的浮標管側壁上設有排氣孔。排氣孔用以排出浮標管內(nèi)的空氣，增加穩(wěn)性，以免形成水密空間，造成浮標管重心上移?？梢酝ㄟ^往微調(diào)倉內(nèi)注水的方式，控制浮標管在海水中的懸浮高度。
[0043]實施例7
[0044]如實施例1所述的超高分子量聚乙烯波浪發(fā)電浮標，其區(qū)別在于，浮標管外側設有限位管箍，限位管箍位于電機定子底部的水平面上，主浮體底部設有限位擋塊。限位管箍和限位擋塊有限位作用，可以限制電機動子的移動位移上限。通過限位管箍和限位擋塊，使電機動子的運動軌跡位于電機定子區(qū)域內(nèi)，減少能耗。
[0045]實施例8
[0046]如實施例1所述的超高分子量聚乙烯波浪發(fā)電浮標，其區(qū)別在于，主浮體表面設有兩個吊裝耳。方便安裝。安裝時，先將電機部分安裝在浮標管內(nèi)上部，然后將阻尼盤和平衡鐵安裝在浮標管下部，最后將主浮體通過可拆卸頂蓋連接浮標管和電機部分。
【主權項】
1.一種超高分子量聚乙烯波浪發(fā)電浮標，包括主浮體和與主浮體相連的直線發(fā)電機，直線發(fā)電機包括電機定子和電機動子，其特征在于，電機動子與主浮體相連，電機動子位于電機定子內(nèi)，電機定子外設有浮標管，電機定子與浮標管之間設有防水填充泡，主浮體上設有拆卸頂蓋，電機動子通過連桿與拆卸頂蓋相連。2.根據(jù)權利要求1所述的超高分子量聚乙烯波浪發(fā)電浮標，其特征在于，連桿與浮標管之間設有密封軸套和密封法蘭。3.根據(jù)權利要求1所述的超高分子量聚乙烯波浪發(fā)電浮標，其特征在于，主浮體為超高分子量聚乙烯制成的主浮體。4.根據(jù)權利要求3所述的超高分子量聚乙烯波浪發(fā)電浮標，其特征在于，主浮體內(nèi)部填充高密度聚氨酯泡沫。5.根據(jù)權利要求1所述的超高分子量聚乙烯波浪發(fā)電浮標，其特征在于，浮標管底部外側設有阻尼盤。6.根據(jù)權利要求1所述的超高分子量聚乙烯波浪發(fā)電浮標，其特征在于，所述浮標管內(nèi)部電機定子下方設有微調(diào)倉，微調(diào)倉通過微調(diào)水管與外界水栗連接。7.根據(jù)權利要求6所述的超高分子量聚乙烯波浪發(fā)電浮標，其特征在于，微調(diào)倉下方的浮標管側壁上設有排氣孔。8.根據(jù)權利要求1所述的超高分子量聚乙烯波浪發(fā)電浮標，其特征在于，浮標管內(nèi)部底端設有平衡鐵。9.根據(jù)權利要求1所述的超高分子量聚乙烯波浪發(fā)電浮標，其特征在于，浮標管外側設有限位管箍，限位管箍位于電機定子底部的水平面上，主浮體底部設有限位擋塊。10.根據(jù)權利要求1所述的超高分子量聚乙烯波浪發(fā)電浮標，其特征在于，主浮體表面設有至少一個吊裝耳。
【文檔編號】F03B13/14GK205677758SQ201620523851
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月1日 公開號201620523851.9, CN 201620523851, CN 205677758 U, CN 205677758U, CN-U-205677758, CN201620523851, CN201620523851.9, CN205677758 U, CN205677758U
【發(fā)明人】李建華
【申請人】山東鮑爾浦塑膠股份有限公司