一种近岸反射式波浪聚能发电装置制造方法及图纸

技术编号:21028064 阅读:30 留言:0更新日期:2019-05-04 03:17
一种近岸反射式波浪聚能发电装置,属于波浪能发电和海洋工程装备领域。本发明专利技术解决了现有技术中存在的单个点吸式发电装置发电功率低,转化效率低的技术难题。技术要点:包括聚能弧形墙、刚性臂连杆、浮子和液压发电系统;所述聚能弧形墙底部固定在海底,水面以上高度高于聚能后波面高度;浮子与聚能弧形墙内壁之间采用两套刚性臂连杆活动连接;每套刚性臂连杆包括两条平行的刚性臂,两条平行的刚性臂与聚能弧形墙、浮子之间构成平行四边形活动机构;两套液压发电系统分别与两套刚性臂连杆一一对应连接。本发明专利技术用于近岸发电,从根本上提高了发电功率,降低发电成本,设计简单、使用寿命长,易于模块化应用。

A Nearshore Reflective Wave Energy-accumulating Power Generation Device

The utility model relates to an offshore reflective wave energy gathering power generation device, which belongs to the field of wave energy power generation and marine engineering equipment. The invention solves the technical problems of low power generation and low conversion efficiency of a single point suction power generation device in the prior art. Technical essentials: Including energy-accumulating arc wall, rigid arm connecting rod, float and hydraulic power generation system; the bottom of the energy-accumulating arc wall is fixed on the sea floor, and the height above the water surface is higher than the height of the wave surface after energy-accumulating; two sets of rigid arm connecting rods are movably connected between the float and the inner wall of the energy-accumulating arc wall; each set of rigid arm connecting rods includes two parallel rigid arms, two parallel rigid arms and energy-accumulating arc. Parallel quadrilateral movable mechanism is formed between the shape wall and the float, and two sets of hydraulic power generation systems are connected with two sets of rigid arm connecting rods one by one. The invention is used for offshore power generation, fundamentally improving power generation power, reducing power generation cost, simple design, long service life and easy modular application.

【技术实现步骤摘要】
一种近岸反射式波浪聚能发电装置
本专利技术涉及一种波浪聚能发电装置,具体涉及一种近岸反射式波浪聚能发电装置,属于波浪能发电和海洋工程装备领域。
技术介绍
波浪是海洋中重要的环境要素之一,它可以为人类提供取之不尽用之不竭的绿色能源。随着陆地能源开发难度的加大,人类加快了对波浪能开发和利用的脚步。其中,近岸波浪能具有开发难度低、前期投入小的特点,近岸波浪能的开发可作为沿岸城市发展的补充能源。人类开发和利用波浪能的主要方式是利用波浪能发电装置将波浪的势能或动能转化为电能。在众多波浪能转化装置中,点吸式波浪能发电装置是一种转化效率较高、建造难度低、投资成本小的波浪能发电装置,它利用浮子的升沉运动来捕获波浪能。但是,现有技术下,单个浮子的发电功率受到浮子大小、波浪振幅的限制,导致发电成本较高,难以实现大规模的市场化应用。针对单个浮子发电功率低的问题,人们只是通过增加发电装置数量来提高总的发电功率,并没有在根本上增加单个浮子的发电功率。此外,浮子在波浪中除升沉运动外还会产生俯仰运动,此时浮子的浮力会有损失,从而降低波浪能转化效率。在公开号为CN103939271A,名称为“组合型振荡浮子波浪能发电装置”的专利文献公开了一种包含多个浮子的振荡浮子式发电系统,主要由潜浮体、固定架、多个浮子、液压马达和液压传动机构组成。该装置通过增加浮子数量的形式增加总的发电功率,但是单个浮子的发电效率并没有在根本上增加,发电成本没有降低。在公开号为CN106948998A,名称为“一种混合式波浪能俘获装置”的专利文献中公开了一种振荡水柱与振荡浮子相结合的波浪能发电装置,主要由主腔体、浮子、气动式能量俘获系统、液压式波能俘获系统和锚泊系统组成。其中,振荡浮子发电模块中的浮子与主腔体间采用单刚性臂连接,浮子在升沉运动的同时必然会有一定俯仰角度,从而导致升沉运动的幅值减小,能量转化效率降低。因此,如何在根本上提高点吸式波浪能发电装置的功率和波浪能转化效率以降低发电成本是当前亟待解决的工程问题。
技术实现思路
在下文中给出了关于本专利技术的简要概述,以便提供关于本专利技术的某些方面的基本理解。应当理解,这个概述并不是关于本专利技术的穷举性概述。它并不是意图确定本专利技术的关键或重要部分,也不是意图限定本专利技术的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念,以此作为稍后论述的更详细描述的前序。鉴于此,本专利技术为了解决现有技术中存在的单个点吸式发电装置发电功率低,转化效率低的技术难题,进而设计了一种近岸反射式波浪聚能发电装置,在根本上提高点吸式波浪能发电装置的功率和波浪能转化效率,降低发电成本。本专利技术所采取的方案为:一种近岸反射式波浪聚能发电装置,包括聚能弧形墙、刚性臂连杆、浮子和液压发电系统;所述聚能弧形墙底部固定在海底,水面以上高度高于聚能后波面高度;浮子与聚能弧形墙内壁之间采用两套刚性臂连杆活动连接;每套刚性臂连杆包括两条平行的刚性臂,两条平行的刚性臂与聚能弧形墙、浮子之间构成平行四边形活动机构;两套液压发电系统分别与两套刚性臂连杆一一对应连接。进一步地:所述聚能弧形墙为聚能结构,其材质为混凝土或金属,其横截面为半圆环;半圆环的内径大小综合考虑整个发电装置的尺寸大小和所在海域的波长来确定;聚能弧形墙的厚度选取要考虑波浪力大小以保证足够的强度;聚能弧形墙安装在海底,安装深度要足够抵抗波浪的冲击。进一步地:所述浮子为圆饼状,浮子的尺寸根据聚能区域大小确定,浮子中心位于波能密度最大处。浮子会随着波浪的起伏而产生升沉运动可以捕获波浪能,将波浪的势能转化为浮子的势能。进一步地:每套刚性臂连杆均包括两条平行的刚性臂,刚性臂与浮子之间采用刚性臂连杆转动副连接,刚性臂与聚能弧形墙之间采用刚性臂连杆球铰连接。进一步地:每套液压发电系统均包括液压传动机构、输油管和发电单元,液压传动机构与聚能弧形墙之间采用液压传动机构球铰连接,液压传动机构与刚性臂连杆的上部刚性臂之间采用液压传动机构转动副连接;输油管用以连接液压传动机构和发电单元。进一步地:所述发电单元置于聚能弧形墙的顶面上。进一步地:所述两套刚性臂连杆和两套液压发电系统关于聚能弧形墙中心面对称分布。进一步地:所述液压传动机构包含有液压缸、活塞、活塞连杆以及密封圈,活塞安装在活塞连杆上,活塞连杆与液压缸内壁间设置密封圈,液压缸通过液压传动机构球铰与聚能弧形墙连接,液压缸内充满液压油,液压缸内的活塞连杆通过液压传动机构转动副和刚性臂连接在一起。进一步地:所述液压传动机构球铰设置在聚能弧形墙的内壁上,且液压传动机构球铰向下倾斜一定角度使初始状态下的液压传动机构球铰、液压缸、活塞连杆处在一条直线上。进一步地:每套液压发电系统的输油管均为两根,每个液压缸通过两根输油管与发电单元相连。每根输油管既可以出油也可以进油。本专利技术所达到的效果为:1.本专利技术通过聚能弧形墙的反射汇聚作用可将波浪能聚集在浮子处,可显著提高浮子振荡幅度,从根本上增加发电功率。2.本专利技术刚性臂连杆系统中的两条刚性臂与浮子、聚能弧形墙之间构成平行四边形活动机构,可保证浮子只有升沉运动而不产生俯仰运动,从而提高转化效率。3.本专利技术中有两套刚性臂连杆系统和两套液压发电系统对称分布在聚能弧形墙中心面两侧,可确保浮子始终位于波能密度最大处而不发生位置的偏移。4.本专利技术中液压发电系统的发电单元位于水面以上,不会受到海水的腐蚀,使用寿命长。5.本专利技术中可以很容易地进行模块化复制,多个发电装置模块组成的阵列可产生更大的发电功率。附图说明图1为本专利技术实施例的整体效果图;图2为图1中的发电装置模块化复制后的效果图;图3为图1中刚性臂连杆和液压发电系统的连接关系示意图;图4为图3中刚性臂连杆系统的剖面图;图5为图3中液压传动机构和输油管的剖面图;图6为聚波后浮子中心处波面变化的时例曲线图;图7为聚波后瞬时波浪的俯视图;图8为聚波后瞬时波浪的侧视图。图中:1-聚能弧形墙,2-浮子,3-刚性臂连杆,4-液压发电系统,31-刚性臂连杆球铰,32-刚性臂,33-刚性臂连杆转动副,41-发电单元,42-液压传动机构球铰,43-输油管,44-液压缸,45-活塞,46-密封圈,47-活塞连杆,48-液压传动机构转动副,311-刚性臂连杆球铰座,312-刚性臂连杆球铰头,331-刚性臂连杆转动副耳环,332-刚性臂连杆转动副销轴,421-液压传动机构球铰座,422-液压传动机构球铰头,431-上输油管,432-下输油管,481-液压传动机构转动副耳环,482-液压传动机构转动副销轴。具体实施方式为了清楚和简明起见,在说明书中并未描述实际实施方式的所有特征。然而,应该了解,在开发任何这种实际实施例的过程中必须做出很多特定于实施方式的决定,以便实现开发人员的具体目标,例如,符合与系统及业务相关的那些限制条件,并且这些限制条件可能会随着实施方式的不同而有所改变。此外,还应该了解,虽然开发工作有可能是非常复杂和费时的,但对得益于本专利技术公开内容的本领域技术人员来说,这种开发工作仅仅是例行的任务。在此,还需要说明的一点是,为了避免因不必要的细节而模糊了本专利技术,在申请文件中仅仅示出了与根据本专利技术的方案密切相关的装置结构和/或处理步骤,而省略了与本专利技术关系不大的其他细节。实施例:结合图1-图8,对本实施例的一种近岸反射式本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种近岸反射式波浪聚能发电装置,其特征在于,包括聚能弧形墙(1)、刚性臂连杆(3)、浮子(2)和液压发电系统(4);所述聚能弧形墙(1)底部固定在海底,水面以上高度高于聚能后波面高度;浮子(2)与聚能弧形墙(1)内壁之间采用两套刚性臂连杆(3)活动连接;每套刚性臂连杆(3)包括两条平行的刚性臂,两条平行的刚性臂与聚能弧形墙(1)、浮子(2)之间构成平行四边形活动机构;两套液压发电系统(4)分别与两套刚性臂连杆一一对应连接。

【技术特征摘要】
1.一种近岸反射式波浪聚能发电装置,其特征在于,包括聚能弧形墙(1)、刚性臂连杆(3)、浮子(2)和液压发电系统(4);所述聚能弧形墙(1)底部固定在海底,水面以上高度高于聚能后波面高度;浮子(2)与聚能弧形墙(1)内壁之间采用两套刚性臂连杆(3)活动连接;每套刚性臂连杆(3)包括两条平行的刚性臂,两条平行的刚性臂与聚能弧形墙(1)、浮子(2)之间构成平行四边形活动机构;两套液压发电系统(4)分别与两套刚性臂连杆一一对应连接。2.根据权利要求1所述的一种近岸反射式波浪聚能发电装置,其特征在于:所述聚能弧形墙(1)为聚能结构,其材质为混凝土或金属,其横截面为半圆环;半圆环的内径大小综合考虑整个发电装置的尺寸大小和所在海域的波长来确定;聚能弧形墙的厚度选取要考虑波浪力大小以保证足够的强度;聚能弧形墙安装在海底,安装深度要足够抵抗波浪的冲击。3.根据权利要求1或2所述的一种近岸反射式波浪聚能发电装置,其特征在于:所述浮子(2)为圆饼状,浮子(2)的尺寸根据聚能区域大小确定,浮子中心位于波能密度最大处。4.根据权利要求3所述的一种近岸反射式波浪聚能发电装置,其特征在于:每套刚性臂连杆(3)均包括两条平行的刚性臂(32),刚性臂(32)与浮子(2)之间采用刚性臂连杆转动副(33)连接,刚性臂(32)与聚能弧形墙之间采用刚性臂连杆球铰(31)连接。5.根据权利要求4所述的一种近岸反射式波浪聚能发电装置,其特征在于:每套液压发电系统(4)均包括液压传动机构、输油管(43)和发电单元(41),液压传动机构与聚能弧形...

【专利技术属性】
技术研发人员:何广华张志刚栾政晓刘双
申请(专利权)人:哈尔滨工业大学威海
类型:发明
国别省市:山东,37

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