一种宽度可调的浮力摆式波浪发电装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种宽度可调的浮力摆式波浪发电装置，包括外框架、若干摆板单元、安装平台、发电机构、铰支座、若干调节电机、转轴、动力转换机构、控制装置，所述外框架通过底部的铰支座活动连接安装平台，所述若干摆板单元通过上、下两端的转轴转动地排列设置在外框架内，所述的调节电机位于外框架底端水密机舱内并通过联轴器分别连接对应摆板单元下端的转轴，所述外框架通过动力转换机构与发电机构的输入端驱动连接，所述的控制装置通过电路连接发电机构和调节电机。本实用新型专利技术通过对摆板单元的姿态调节以控制装置的迎波宽度，进而调节整个装置的波浪力输出，实现控制不同海况下功率稳定输出，保证其极端大浪环境中正常工作和生存能力。

A buoyancy pendulum wave power generation device with adjustable width

The utility model discloses a buoyancy pendulum wave power generation device with adjustable width, which comprises an outer frame, a number of pendulum plate units, an installation platform, a generator mechanism, a hinge support, a number of regulating motors, a rotating shaft, a power conversion mechanism, and a control device. The outer frame is movably connected with an installation platform through a hinge support at the bottom. A number of pendulum plate units are rotatably arranged in the outer frame through the rotating shafts at the upper and lower ends. The regulating motor is located in the watertight engine room at the bottom of the outer frame and is connected with the rotating shaft at the lower end of the corresponding pendulum plate unit through the coupling. The outer frame is driven and connected with the input end of the generator mechanism through the power conversion mechanism. The control device is connected with the generating mechanism and the regulating motor through a circuit. By adjusting the attitude of the pendulum plate unit to control the upstream width of the device, and then adjusting the wave force output of the whole device, the utility model realizes the control of stable power output under different sea conditions, and guarantees the normal work and survival ability of the device in extreme large wave environment.

【技术实现步骤摘要】
一种宽度可调的浮力摆式波浪发电装置
本技术涉及一种波浪发电装置，尤其涉及一种宽度可调的浮力摆式波浪发电装置。
技术介绍
环境、能源及人口压力加速了人类开发海洋的步伐。海洋中的波浪能资源丰富，人们技术了各种各样的波浪发电装置进行波浪能向电能的转换。波浪发电装置所处的海洋环境非常复杂，因此有效的波浪发电装置必须满足发电连续稳定、较好的生存能力和可维护性等特点。摆式波浪发电装置具有几何尺度较大、迎波宽度较宽的特点，因此其结构强度对波浪载荷具有较高的敏感度。然而目前研究的摆式波浪发电装置多为一块整体的摆板，在海况变化时装置所受波浪载荷变化较大，该种整体摆板的结构形式不能很好地适应海况的变化，因此不能动态地调整结构的有效迎波面积。在极端海况下，现有的技术多采用停止波浪发电装置的正常工作，沉入海底以躲避风浪；或者在设计阶段给与较大的结构载荷承载能力等等。上述诸措施具有一定的有效性，但同时也会带来较高的运营和生产成本等不利影响。如上所述，摆式波浪发电装置具有较大的波浪承载面，大浪中会受到较大的波浪冲击力，导致摆板摇幅过大甚至超过其正常工作位置极限，使摆板装置发生致命的机械或结构损坏。本技术针对这种问题,设计出一种可以在几乎所有海况下实时控制摆板的迎波宽度,降低波浪载荷大小以防止其摆幅较大并保持持续工作的发电装置。由于这种装置的有效迎波宽度可以控制，因此保证了发电量的连续稳定输出，同时也提高了装置的抗风浪生存能力。因此具有较好的应用前景。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种可以人工或自动控制的宽度可调的浮力摆式波浪发电装置。通过对多个摆板单元迎波宽度的控制，实现摆板在变化海况中保持整体受力稳定、摇摆幅值不致较大，进一步防止摆板结构强度、刚度、稳定性或输出过载的情形发生，保证其极端大浪环境中正常工作和良好生存能力的功能。本技术的机构组成和技术方案如下：一种宽度可调的浮力摆式波浪发电装置，包括外框架、若干摆板单元、位于水下的安装平台、设置在安装平台上的发电机构、铰支座、若干调节电机、转轴、动力转换机构、控制装置，所述的外框架通过底部的铰支座活动连接安装平台，所述若干摆板单元通过上、下两端的转轴转动地排列设置在外框架内，所述的调节电机位于外框架底端水密机舱内并通过联轴器分别连接对应摆板单元下端的转轴，所述外框架通过动力转换机构与发电机构的输入端驱动连接，将外框架的摆动运动转换为旋转运动驱动发电机构旋转发电，所述的控制装置通过电路连接发电机构和调节电机。本方案提供的宽度可调的浮力摆式波浪发电装置可以在大浪中通过控制摆板单元的有效迎波宽度控制装置的波浪载荷,如装置所在海域波高增加或波浪周期增大时，通过传感器实测的现场波浪参数并对比装置设计时的额定载荷，确定满足额定载荷的有效受波面积，通过调节电机调节摆板单元的迎浪角度以减小摆板的有效迎波宽度。这样就无需改变负荷端的大小，实现了能量供给端的平衡。同时，在极端海况下完全使摆板单元的有效迎波宽度最小，就不用采用其他技术所述的将整个装置卧底或拖离的老办法，将大大减小维护工作量和降低经济成本。因此既保证了发电量的连续稳定输出，也提高了装置的抗风浪生存能力。进一步地，所述的动力转换机构为机械动力转换机构，包括动力输出轴、增速机构，所述的动力输出轴一端与铰支座相连接，随外框架的摆动同步转动，另一端与增速机构输入端相连接，所述增速机构的输出端与所述发电机构的输入端驱动连接，所述发电机构固定在安装平台上。进一步地，所述发电机构包括水下发电机及水密机构，所述水下发电机的输入轴与所述增速机构的输出端传动连接，所述水下发电机的输电端通过电缆送至岸上。本方案采用水下密封的直驱发电结构，机构简单，施工方便。进一步地，所述的增速机构为齿轮增速机构。进一步地，所述的动力转换机构为液压动力转换机构，包括液压油缸、位于岸站的液压马达，所述的液压油缸一端与所述外框架相铰接，另一端与安装平台相铰接，所述液压油缸的进、出油管连接所述液压马达的进、出油口，所述液压马达的输出端与位于岸站的所述发电机构的输入端驱动连接。本方案采用液压系统将摆板的机械能转换为液压能驱动发电机，结构紧凑、维护方便。进一步地，所述的液压油缸的数量为一个以上。进一步地，所述的摆板单元为中空结构，其自身重力小于其自身浮力，使其可以在波浪中保持浮动摇摆状态。进一步地，所述的安装平台为海底基础或浮式平台。进一步地，所述的发电机构为双向交流发电机。进一步地，还包括姿态传感器，所述的姿态传感器设置在调节电机上，通过电路连接所述的控制装置，用于检测和反馈各摆板单元的转动角度，从而实现对各摆板单元转角的精确控制。相比现有技术，本技术的有益效果是：本技术通过实时检测装置所在海域的波浪参数，自动调节摆板单元的有效迎浪宽度而实现装置所受波浪载荷的稳定性，继而保持摆板主体摇幅的稳定，防止摆板发生结构强度破坏和功率输出过载的情形发生，既保证了发电量的连续稳定输出，还保证其极端大浪环境中正常工作和生存能力的功能，具有很好的应用前景。附图说明图1是本技术的宽度可调的浮力摆式波浪发电装置实施例一的结构示意图。图2是本技术的宽度可调的浮力摆式波浪发电装置压载舱和调节电机结构示意图。图3是本技术的宽度可调的浮力摆式波浪发电装置实施例二的结构示意图。图中所示为：1-外框架；2-摆板单元；3-发电机；4-安装平台；5-铰支座；6-动力输出轴；7-转轴；8-调节电机；9-液压油缸。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本技术的技术目的作进一步详细地描述，实施例不能在此一一赘述，但本技术的实施方式并不因此限定于以下实施例。实施例一如图1所示，一种宽度可调的浮力摆式波浪发电装置，包括外框架1、若干摆板单元2、位于水下的安装平台4、设置在安装平台4上的发电机构3、铰支座5、若干调节电机8、转轴7、动力转换机构、姿态传感器、控制装置，所述安装平台4为海底基础或浮式平台，所述的外框架1通过底部的铰支座5活动连接安装平台4，所述若干摆板单元2通过上、下两端的转轴7转动地排列设置在外框架1内，所述的调节电机8位于外框架1底端水密机舱内并通过联轴器分别连接对应摆板单元2下端的转轴7，所述外框架1通过动力转换机构与发电机构3的输入端驱动连接，将外框架1的摆动运动转换为旋转运动驱动发电机构3旋转发电，所述的控制装置通过电路连接发电机构3和调节电机8，用于通过调节电机8控制各摆板单元2的有效迎波宽度控制装置的波浪载荷。所述的动力转换机构为机械动力转换机构，包括动力输出轴6、增速机构，所述的增速机构为齿轮增速机构。所述的动力输出轴6一端与铰支座5相连接，随外框架1的摆动同步转动，另一端与增速机构输入端相连接，所述增速机构的输出端与所述发电机构3的输入端驱动连接，所述发电机构3固定在安装平台4上。所述的发电机构3为双向交流发电机，包括水下发电机及水密机构，通过可靠的水密技术，水下发电机的壳体固定在位于水下的海底基础或浮式平台上，所述水下发电机的输入轴与所述增速机构的输出端传动连接，所述水下发电机的输电端通过电缆送至岸上。所述的摆板单元2为中空结构，在水中可以提供满足自身足够浮力和在海浪作用下的结构强度，制作材料不限；所述的姿态传感器设置在调节电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种宽度可调的浮力摆式波浪发电装置，其特征在于：包括外框架(1)、若干摆板单元(2)、位于水下的安装平台(4)、设置在安装平台(4)上的发电机构(3)、铰支座(5)、若干调节电机(8)、转轴(7)、动力转换机构、控制装置，所述的外框架(1)通过底部的铰支座(5)活动连接安装平台(4)，所述若干摆板单元(2)通过上、下两端的转轴(7)转动地排列设置在外框架(1)内，所述的调节电机(8)位于外框架(1)底端水密机舱内并通过联轴器分别连接对应摆板单元(2)下端的转轴(7)，所述外框架(1)通过动力转换机构与发电机构(3)的输入端驱动连接，将外框架(1)的摆动运动转换为旋转运动驱动发电机构(3)旋转发电，所述的控制装置通过电路连接发电机构(3)和调节电机(8)。

【技术特征摘要】
1.一种宽度可调的浮力摆式波浪发电装置，其特征在于：包括外框架(1)、若干摆板单元(2)、位于水下的安装平台(4)、设置在安装平台(4)上的发电机构(3)、铰支座(5)、若干调节电机(8)、转轴(7)、动力转换机构、控制装置，所述的外框架(1)通过底部的铰支座(5)活动连接安装平台(4)，所述若干摆板单元(2)通过上、下两端的转轴(7)转动地排列设置在外框架(1)内，所述的调节电机(8)位于外框架(1)底端水密机舱内并通过联轴器分别连接对应摆板单元(2)下端的转轴(7)，所述外框架(1)通过动力转换机构与发电机构(3)的输入端驱动连接，将外框架(1)的摆动运动转换为旋转运动驱动发电机构(3)旋转发电，所述的控制装置通过电路连接发电机构(3)和调节电机(8)。2.根据权利要求1所述的宽度可调的浮力摆式波浪发电装置，其特征在于：所述的动力转换机构为机械动力转换机构，包括动力输出轴(6)、增速机构，所述的动力输出轴(6)一端与铰支座(5)相连接，随外框架(1)的摆动同步转动，另一端与增速机构输入端相连接，所述增速机构的输出端与所述发电机构(3)的输入端驱动连接，所述发电机构(3)固定在安装平台(4)上。3.根据权利要求2所述的宽度可调的浮力摆式波浪发电装置，其特征在于：所述发电机构(3)包括水下发电机及水密机构，所述水下发电机的输入...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱守强，刘宇婷，叶家玮，王冬姣，刘鲲，梁富琳，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：新型
国别省市：广东,44