一種水平運動的浮子式波浪能發(fā)電裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于新型可再生能源技術和海洋裝備領域，特別涉及一種水平運動的浮子式波浪能發(fā)電裝置。它包括發(fā)電艙、浮子、立柱、定滑輪、鋼纜、軌道和電磁發(fā)電裝置。其特征是：裝置整體通過立柱安放在海底基礎上；立柱上方安裝發(fā)電艙，發(fā)電艙內(nèi)安裝電磁發(fā)電裝置；兩個立柱之間布放軌道和浮子，軌道兩端分別固定于立柱上，浮子通過鋼纜和定滑輪與電磁發(fā)電裝置連接。本發(fā)明設計能利用水體流速隨波浪傳遞產(chǎn)生的變化，高效地將波浪能轉(zhuǎn)化為電能，適用于近海區(qū)域，為海上航標燈、觀測站等離岸設施提供電力，也易于直接發(fā)電聯(lián)網(wǎng)，同時具有較高的可靠性，易于制造和安裝。
【專利說明】 一種水平運動的浮子式波浪能發(fā)電裝置

【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于新型可再生能源技術和海洋裝備領域，特別是一種水平運動的浮子式波浪能發(fā)電裝置。

【背景技術】
[0002]隨著世界經(jīng)濟的發(fā)展、人口的增加、社會生活水平的不斷提高，各國對能源的需求迅速增長。近年，受化石能源日趨枯竭、能源供應安全和保護環(huán)境等的驅(qū)動，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，海洋能應用技術日趨成熟，為人類在21世紀充分利用海洋能展示了美好前景。
[0003]目前，世界上主要的波浪能裝置可根據(jù)其位置分布劃分為三類:離岸式(離岸超過2.5Km)、近岸式和岸基式。其中，近岸式波浪能裝置由于易于安裝和維護、建設成本低等特點受到了廣泛的研究。同時，其所處區(qū)域波浪能密度相對較高，又不容易受到臺風等惡劣天氣的影響。近些年來，這類波浪能裝置得到了較大的發(fā)展。然而，考慮到海水的特殊物理化學性質(zhì)以及波浪的隨機性和其極端天氣下巨大的破壞力，對于安裝在海中的波浪能發(fā)電裝置，工程師們不得不重點考慮裝置的穩(wěn)定性和安全性。在保證波浪能轉(zhuǎn)換裝置能適應不同的天氣狀況的同時，需要考察設計在極端天氣條件下的生存策略和生存能力。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術問題是:克服上述現(xiàn)有波浪能技術的穩(wěn)定性低、安全性差等不足，提供一種水平運動的浮子式波浪能發(fā)電裝置，它能利用海水流速隨波浪傳遞產(chǎn)生的變化，高效地將波浪能轉(zhuǎn)化為電能，適用于近海區(qū)域，為海上航標燈、觀測站等離岸設施提供電力，也易于直接發(fā)電聯(lián)網(wǎng)，同時具有較高的可靠性，易于制造和安裝。
[0005]本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是:
[0006]一種水平運動的浮子式波浪能發(fā)電裝置，包括發(fā)電艙、浮子、立柱、定滑輪、鋼纜、軌道和電磁發(fā)電裝置。其特征是:裝置整體通過立柱安放在海底基礎上；立柱上方安裝發(fā)電艙，發(fā)電艙內(nèi)安裝電磁發(fā)電裝置；兩個立柱之間布放軌道和浮子，軌道兩端分別固定于立柱上，浮子通過鋼纜和定滑輪與電磁發(fā)電裝置連接。
[0007]所述的一種水平運動的浮子式波浪能發(fā)電裝置，其特征是:浮子左右兩側(cè)都連接有鋼纜并通過定滑輪與電磁發(fā)電裝置連接。
[0008]所述的一種水平運動的浮子式波浪能發(fā)電裝置，其特征是:電磁發(fā)電裝置中的通道中布放有數(shù)個相互連接的電磁鐵。
[0009]所述的一種水平運動的浮子式波浪能發(fā)電裝置，其特征是:電磁發(fā)電裝置中的電磁鐵的兩側(cè)分別與鋼纜鉸接連接。
[0010]所述的一種水平運動的浮子式波浪能發(fā)電裝置，其特征是:電磁發(fā)電裝置中電磁鐵所處通道的兩端布放有制動擋板。
[0011]所述的一種水平運動的浮子式波浪能發(fā)電裝置，其特征是:電磁發(fā)電裝置中電磁鐵所處通道的周圍布放有線圈。
[0012]所述的一種水平運動的浮子式波浪能發(fā)電裝置，其特征是:浮子為環(huán)形柱體，套在圓柱形的軌道上。
[0013]波浪能裝置通過立柱直接安放在海底基礎上，適用于近海海域。裝置的主體部分可以采用在岸上預制，利用駁船拖動到指定位置，沉入水中進行安裝。裝置主要利用波浪引起的水體往復運動的動能的變化，其浮子的尺寸也可以合理增加，以提高波浪能的捕獲效率。當風浪條件較為惡劣時，可以方便地將浮子拆掉并運輸離開，保障裝置的安全性。
[0014]沒有波浪作用時，浮子的浮力和重力達到平衡狀態(tài)，浮子靜止不動。當波浪傳遞到波浪能裝置時，浮子會隨著水體流速的變化而左右運動，進而帶動鋼纜和電磁鐵作往復運動。當結(jié)構物附近水體向左運動時，同時帶動浮子沿著軌道向左運動，拉動浮子右側(cè)的鋼纜一起向左運動。浮子右側(cè)的鋼纜通過定滑輪的轉(zhuǎn)向，拉動電磁鐵向右運動，電磁鐵的運動會使得其所處通道周圍的線圈中的磁通量發(fā)生變化，進而產(chǎn)生電流發(fā)出電力。當結(jié)構物附近水體運動方向發(fā)生變化時，水體向右運動同時帶動浮子向右運動，浮子沿著軌道向右拉動浮子左側(cè)的鋼纜向右運動，進而通過鋼纜帶動電磁鐵向左加速，這個過程中電磁鐵向左運動，運動特性與上一過程相反，同樣使得線圈中的磁通量變化產(chǎn)生電流。于是，電磁鐵隨著波浪的作用進入到一個往復運動的循環(huán)，電磁鐵所處通道周圍的線圈內(nèi)的磁通量也往復變化，不斷的產(chǎn)生電流而發(fā)出電力。在波浪振幅較大時，電磁鐵兩側(cè)安裝的制動擋板能夠有效的控制電磁鐵的運動幅度，以免損壞機械設備。
[0015]本發(fā)明的有益效果是:
[0016]本發(fā)明適用于波浪能資源較為豐富的近海區(qū)域，采用浮子的水平運動的浮子式波浪能發(fā)電裝置的設計，能夠適應各類大小的來波；其發(fā)電原理運用了電磁感應定律，形式簡單，效率穩(wěn)定；電磁發(fā)電裝置安裝于裝置主體內(nèi)部，安全性高；裝置整體，形式簡單，便于制造和安裝。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構示意圖。
[0018]圖2是本發(fā)明的電磁發(fā)電裝置的內(nèi)部結(jié)構正向剖視圖。
[0019]圖3是本發(fā)明的電磁發(fā)電裝置的內(nèi)部結(jié)構側(cè)向剖視圖。
[0020]圖4是本發(fā)明在近海布放的示意圖。
[0021]圖中，1-發(fā)電艙，2-浮子，3-立柱，4-定滑輪，5-自由水面，6_海底，7_鋼纜，8_電磁發(fā)電裝置，9-軌道，10-鉸接點，11-電磁鐵，12-制動擋板，13-線圈。

【具體實施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進行詳細說明。
[0023]實施例1:
[0024]如圖1所示，裝置整體通過立柱3安放在海底基礎6上；立柱3上方安裝發(fā)電艙1，發(fā)電艙I內(nèi)安裝電磁發(fā)電裝置8 ;兩個立柱3之間布放軌道9和浮子2 ;軌道9兩端分別固定于立柱3上；浮子2通過鋼纜7和定滑輪4與電磁發(fā)電裝置8連接；浮子2左右兩側(cè)都連接有鋼纜7并通過定滑輪4與電磁發(fā)電裝置8連接。
[0025]如圖2所示，電磁發(fā)電裝置8中設置通道，其中布放有數(shù)個電磁鐵11 ;電磁鐵11兩側(cè)分別與鋼纜7鉸接連接；電磁鐵11所處通道的兩端布放有制動擋板12。
[0026]如圖3所示，電磁發(fā)電裝置8中圓形通道中布放有圓柱形電磁鐵11，通道周圍纏繞有線圈13。
[0027]如圖4所示，數(shù)個水平運動的浮子式波浪能發(fā)電裝置可以并排布放，形成一個波浪能發(fā)電場。
[0028]本實施例的工作原理:
[0029]實際使用中在沒有波浪作用時，浮子2的浮力和重力達到平衡狀態(tài)，浮子2靜止不動。當波浪傳遞到波浪能裝置時，浮子2會隨著水體流速的變化而左右運動，進而帶動鋼纜7和電磁鐵11作往復運動。當結(jié)構物附近水體向左運動時，同時帶動浮子2沿著軌道9向左運動，拉動浮子2右側(cè)的鋼纜7 —起向左運動。浮子2右側(cè)的鋼纜7通過定滑輪4的轉(zhuǎn)向，拉動電磁鐵11向右運動，電磁鐵11的運動會使得其所處通道周圍的線圈13中的磁通量發(fā)生變化，進而產(chǎn)生電流發(fā)出電力。當結(jié)構物附近水體運動方向發(fā)生變化時，水體向右運動同時帶動浮子2向右運動，浮子2沿著軌道9向右拉動浮子2左側(cè)的鋼纜7向右運動，進而通過鋼纜7帶動電磁鐵11向左加速，這個過程中電磁鐵11向左運動，運動特性與上一過程相反，同樣使得線圈13中的磁通量變化產(chǎn)生電流。于是，電磁鐵11隨著波浪的作用進入到一個往復運動的循環(huán)，電磁鐵11所處通道周圍的線圈13內(nèi)的磁通量也往復變化，不斷的產(chǎn)生電流而發(fā)出電力。在波浪振幅較大時，電磁鐵11兩側(cè)安裝的制動擋板12能夠有效的控制電磁鐵11的運動幅度，以免損壞機械設備。
[0030]盡管上面對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行了描述，但是本發(fā)明并不局限于上述的【具體實施方式】，上述的【具體實施方式】僅僅是示意性的，并不是限制性的。
【權利要求】
1.一種水平運動的浮子式波浪能發(fā)電裝置，包括發(fā)電艙、浮子、立柱、定滑輪、鋼纜、軌道和電磁發(fā)電裝置，其特征是:裝置整體通過立柱安放在海底基礎上；立柱上方安裝發(fā)電艙，發(fā)電艙內(nèi)安裝電磁發(fā)電裝置；兩個立柱之間布放軌道和浮子，軌道兩端分別固定于立柱上，浮子通過鋼纜和定滑輪與電磁發(fā)電裝置連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的水平運動的浮子式波浪能發(fā)電裝置，其特征在于:浮子左右兩側(cè)都連接有鋼纜并通過定滑輪與電磁發(fā)電裝置連接。
3.根據(jù)權利要求1所述的水平運動的浮子式波浪能發(fā)電裝置，其特征在于:電磁發(fā)電裝置中的通道中布放有數(shù)個相互連接的電磁鐵。
4.根據(jù)權利要求1所述的水平運動的浮子式波浪能發(fā)電裝置，其特征在于:電磁發(fā)電裝置中的電磁鐵的兩側(cè)分別與鋼纜鉸接連接。
5.根據(jù)權利要求1所述的水平運動的浮子式波浪能發(fā)電裝置，其特征在于:電磁發(fā)電裝置中電磁鐵所處通道的兩端布放有制動擋板。
6.根據(jù)權利要求1所述的水平運動的浮子式波浪能發(fā)電裝置，其特征在于:電磁發(fā)電裝置中電磁鐵所處通道的周圍布放有線圈。
7.根據(jù)權利要求1所述的水平運動的浮子式波浪能發(fā)電裝置，其特征在于:浮子為環(huán)形柱體，套在圓柱形的軌道上。
【文檔編號】H02K35/02GK104410242SQ201410527396
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年10月9日 優(yōu)先權日:2014年10月9日
【發(fā)明者】彭偉, 張志坤 申請人:長沙理工大學