一种波浪和垂荡耦合式发电装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种波浪和垂荡耦合式发电装置，支撑机构设置为支撑筒结构，虹吸机构包括虹吸孔和导流扇台，导流扇台沿着支撑筒的外壁向外凸出延伸设置，虹吸孔相对于导流扇台的下端设置在支撑筒的外壁上；自提式机构包括滑轮座、一对大滑轮和一对小滑轮；波能转换机构的线圈组件的内线圈、外线圈分别设置于支撑筒的内部、外部，磁体组件的内磁体、外磁体之间通过缆绳连接，缆绳依次缠绕在小滑轮、大滑轮上，通过缆绳的拉力实现线圈组件和磁体组件沿竖直方向相对移动。本发明专利技术具有体积小、运行安全可靠的优点，对环境无污染，通过多位点排布方式，可有效提高发电效率，达到相对动态平衡稳定的供电效果，具有适应性强等特点。

A Wave-heave Coupled Power Generation Device

【技术实现步骤摘要】
一种波浪和垂荡耦合式发电装置
本专利技术属于海洋波浪能发电
，具体涉及一种波浪和垂荡耦合式发电装置。
技术介绍
波浪能的发电利用技术就是通过转换装置将波浪能转换为电能，输送至用电设备或并入电网进行供电。就目前的波浪能发电技术的发展状况来看，大致可以分为以下几类：①气动式波浪能发电装置。该类发电装置的关键部件为空气涡轮机，通过利用摇摆运动和震荡运动状态下的波浪，在密闭的气室内推动空气柱的上下运动，即将波浪能转换为空气的内能，空气的压力和动力推动空气涡轮机进行发电。②液动式波浪能发电装置。无论是摆式截止式波浪能转换装置还是消耗型筏式波浪能转换装置，技术的关键在于利用液压装置收集波浪运动过程中所蕴含的能量，然后液压装置通过驱动发电机来进行发电。③蓄水式波浪能发电装置。蓄水式波浪能发电主要通过利用岸边波浪爬升高度所具有的势能，使得高水头冲击水轮机转动通过水轮机驱动发电机进行发电。波浪能发电技术的研究由来已久，但是真正进入应用领域则应该追溯到20世纪60年代。最早开发利用波浪能资源的国家是法国，随后欧洲其他国家相继展开研究。目前，英国的波浪能利用技术处于世界领先水平。日本海洋科学技术中心(JAMSTEC)在1987年启动了“巨鲸”波浪能发电装置开发研究项目。“巨鲸”波能发电船是基于振荡水柱波能发电原理的浮式波浪能发电装置，利用波浪进入气室产生的振荡水柱，推动透平发电机组发电。该装置于1997年在三重县海域下水，于1998年9月开始持续两年的运行，最大总发电效率为12％，其优势在于既能进行波浪能发电，又可以作为独立平台使用。英国波浪能装置大部分量级为百千瓦(如蚝式Oyster)、少数已达到兆瓦量级(如海蛇Pelamis)，即单机容量最大的波浪能装置—海蛇。其发展趋势为装置的大型化与高可靠化，同时提出阵列布置的方案，主要研究内容为能量摄取(PTO)最大化、波浪－用户全链条(WavetoWire)优化、阵列(Array)布置策略、高海况生存可靠性(Survivability)等。我国的波浪能开发利用起始于20世纪70年代，于1975年制成并投入试验了1台1000W的波浪能发电装置，并进行了改良和升级。2009年，广州能源所研制的10kW鸭式一号波浪能发电装置成功下水。该装置的海试地点位于广东珠海万山海域。装置通过鸭体与水下浮体之间的相对运动俘获波浪能量，将波浪能量转化为液压能再进行发电。现有装置的俘获效率较高，但存在浮态不稳，发电设备进水等问题。综上所述，目前我国波浪能研发装置类型较多，但均存在结构复杂性及限制性，需要附设其他机械结构进行驱动，针对性差，单机的装机容量较小，阵列化布置兼容性弱。所以对于波浪能的发电装置的设计，还有很大的提升空间。
技术实现思路
针对现有技术中发电装置的结构复杂性以及限制性的技术问题，本专利技术的目的在于提供一种波浪和垂荡耦合式发电装置。本专利技术采取的技术方案为：一种波浪和垂荡耦合式发电装置，包括支撑机构、自提式机构、虹吸机构、波能转换机构，支撑机构设置为支撑筒结构，虹吸机构包括虹吸孔和导流扇台，所述导流扇台沿着支撑筒的外壁向外凸出延伸设置，虹吸孔相对于导流扇台的下端设置在支撑筒的外壁上；自提式机构包括滑轮座、一对大滑轮和一对小滑轮，小滑轮、大滑轮均设置为定滑轮；波能转换机构包括线圈组件和磁体组件，线圈组件包括内线圈和外线圈，内线圈、外线圈分别设置于支撑筒的内部、外部，磁体组件包括内磁体和外磁体，内磁体、外磁体之间通过缆绳连接，缆绳依次缠绕在小滑轮、大滑轮上，通过缆绳的拉力实现线圈组件和磁体组件沿竖直方向相对移动。进一步的，所述支撑筒设置为中空圆柱筒体结构，支撑筒的底部固定在海床上，支撑筒的顶端延伸至波浪位上方。更进一步的，所述支撑筒的顶端设置有顶盖，顶盖上和支撑筒相互连通开设有缆绳孔。进一步的，所述导流扇台设置为上端开口的中空倒圆台结构。进一步的，所述虹吸孔设置为通孔结构，相邻的虹吸孔沿着支撑筒的外壁呈环形等间距排布设置。进一步的，所述内磁体设置为圆柱体结构，其外径小于支撑筒的内径。进一步的，所述内磁体和支撑筒的底壁之间设置有弹簧。进一步的，所述外磁体设置为横截面呈环形的柱体结构，其内径大于支撑筒的外径。进一步的，所述自提式机构还包括浮板，浮板设置在外磁体的底部，浮板设置为环形板状结构，其外径大于外磁体的外径。进一步的，所述内线圈、外线圈相交接处的支撑筒的内壁、外壁分别设置有内限位板、外限位板。进一步的，所述滑轮座设置在支撑筒的顶部，滑轮座上分别设置有大滑轮轴、小滑轮轴，大滑轮活动套设在大滑轮轴上，小滑轮活动套设在小滑轮轴上。本专利技术的有益效果为：本专利技术单纯借助于海洋中的波浪能进行发电，具有体积小、运行安全可靠的优点，对环境无污染，通过多位点排布方式，可有效提高发电效率，达到相对动态平衡稳定的供电效果，具有适应性强等特点。附图说明图1为本专利技术的整体结构示意图。图2为图1中的俯视图。图3为图1中的侧视图。其中，1、海床；2、支撑筒；3、内磁体；4、导流扇台；5、外线圈；6、外磁体；7、内线圈；8、顶盖；9、滑轮座；10、小滑轮轴；11、小滑轮；12、大滑轮；13、大滑轮轴；14、波浪位；15、缆绳；16、浮板；17、外限位板；18、内限位板；19、弹簧。具体实施方式下面结合附图进一步说明本申请的技术方案。实施例1如图1、图2和图3所示，一种波浪和垂荡耦合式发电装置，包括支撑机构、自提式机构、虹吸机构、波能转换机构，支撑机构设置为支撑筒2结构，虹吸机构包括虹吸孔和导流扇台4，所述导流扇台4沿着支撑筒2的外壁向外凸出延伸设置，虹吸孔相对于导流扇台4的下端设置在支撑筒2的外壁上；自提式机构包括滑轮座9、一对大滑轮12和一对小滑轮11；波能转换机构包括线圈组件和磁体组件，线圈组件包括内线圈7和外线圈5，内线圈7、外线圈5分别设置于支撑筒2的内部、外部，磁体组件包括内磁体3和外磁体6，内磁体3、外磁体6之间通过缆绳15连接，缆绳15依次缠绕在小滑轮11、大滑轮12上，通过缆绳15的拉力实现线圈组件和磁体组件沿竖直方向相对移动。支撑筒2设置为中空圆柱筒体结构，支撑筒2的底部固定在海床1上，支撑筒2的顶端延伸至波浪位14上方。支撑筒2起到稳定的支撑作用，且为磁体组件的内磁体3、外磁体6的相对移动提供了限位空间，保证了磁体切割线圈的移动平稳性，可达到相对动态平衡稳定的供电效果。支撑筒2顶端的自提式机构有效地避免了海水的腐蚀，提高了系统的可靠性，自提式机构将虹吸机构和和波能转换机构结合到一起，有效地降低建造成本，增加装置的实用性和耐用性，便于海上和陆上的安装维护。支撑筒2的顶端设置有顶盖8，顶盖8上和支撑筒2相互连通开设有缆绳孔。顶盖8对支撑筒2起到一定的防护作用，缆绳15采用凯夫拉缆，穿过缆绳孔进行安装，安装方便快捷。导流扇台4设置为上端开口的中空倒圆台结构。支撑筒2内的海水随着内磁体3下移，从虹吸孔向外排至导流扇台4内，再沿着导流扇台4向外排出；当内磁体3沿着支撑筒2内向上移动时，导流扇台4内的海水沿着虹吸孔进入支撑筒2内。虹吸孔设置为通孔结构，相邻的虹吸孔沿着支撑筒2的外壁呈环形等间距排布设置。虹吸孔可以设置为圆形通孔、多边形通孔或不规则几何通孔结构。内磁体3和支撑筒2的底壁之间设置有弹簧19。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种波浪和垂荡耦合式发电装置，其特征在于，包括支撑机构、自提式机构、虹吸机构、波能转换机构，支撑机构设置为支撑筒结构，虹吸机构包括虹吸孔和导流扇台，所述导流扇台沿着支撑筒的外壁向外凸出延伸设置，虹吸孔相对于导流扇台的下端设置在支撑筒的外壁上；自提式机构包括滑轮座、一对大滑轮和一对小滑轮；波能转换机构包括线圈组件和磁体组件，线圈组件包括内线圈和外线圈，内线圈、外线圈分别设置于支撑筒的内部、外部，磁体组件包括内磁体和外磁体，内磁体、外磁体之间通过缆绳连接，缆绳依次缠绕在小滑轮、大滑轮上，通过缆绳的拉力实现线圈组件和磁体组件沿竖直方向相对移动。

【技术特征摘要】
1.一种波浪和垂荡耦合式发电装置，其特征在于，包括支撑机构、自提式机构、虹吸机构、波能转换机构，支撑机构设置为支撑筒结构，虹吸机构包括虹吸孔和导流扇台，所述导流扇台沿着支撑筒的外壁向外凸出延伸设置，虹吸孔相对于导流扇台的下端设置在支撑筒的外壁上；自提式机构包括滑轮座、一对大滑轮和一对小滑轮；波能转换机构包括线圈组件和磁体组件，线圈组件包括内线圈和外线圈，内线圈、外线圈分别设置于支撑筒的内部、外部，磁体组件包括内磁体和外磁体，内磁体、外磁体之间通过缆绳连接，缆绳依次缠绕在小滑轮、大滑轮上，通过缆绳的拉力实现线圈组件和磁体组件沿竖直方向相对移动。2.根据权利要求1所述一种波浪和垂荡耦合式发电装置，其特征在于，所述支撑筒设置为中空圆柱筒体结构，支撑筒的底部固定在海床上，支撑筒的顶端延伸至波浪位上方。3.根据权利要求2所述一种波浪和垂荡耦合式发电装置，其特征在于，所述支撑筒的顶端设置有顶盖，顶盖上和支撑筒相互连通开设有缆绳孔。4.根据权利要求1所述一种波浪和垂荡耦合式发电装置，其特征在于，所述导流扇台设置为上端开口的中空...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘贵杰，史宏达，谢迎春，田晓洁，冷鼎鑫，王泓晖，刘铸剑，
申请(专利权)人：中国海洋大学，
类型：发明
国别省市：山东,37