本发明专利技术涉及一种波浪能发电系统。本发明专利技术是利用浮体来接受波浪的推动，通过一端系在其上而另一端缠绕在转轮上的绳拉动转轮，将获得的无规律的波浪推力转换成旋转动力，波浪回落阶段，依靠蜗簧，带动转轮反转，将绳收回。对于浮标灯塔，转轮可以直接接发电机，进行整流蓄电，对于大规模波浪能发电，浮体可组成阵列面，而转轮则通过棘轮、液压系统实现能量传递、汇集，最后经发电机组实现发电。本系统能够适应大多数波形的波浪，并能高效率的吸收波浪能，抗风浪性强、造价低、不必依赖岸基作业。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属海浪发电领域。
技术介绍
目前的波浪能转换系统，通常具有两个部分第一部分为采集系统，作用是俘获波浪能; 第二部分为转换系统，即把俘获的波浪能转换为某种特定形式的机械能或电能。采集系统的 形式有振荡水柱式(OWC)、振荡浮子式(Buoy)、摆式(Pendulum)、鸭式(Duck)、筏式(Raft)、 收縮坡道式(Tapchan)、蚌式(Clam)等，提高波浪能俘获量的技术有通过波浪绕射或折射的聚 波技术，以及通过系统与波浪共振的惯性聚波技术。转换部分有空气叶轮、液压系统、低水 头水轮机、以及发电机等，提高转换效率的方法有可控叶片、变阻尼、整流、定压等，提高 能量质量的方法有能量缓冲和调励磁等。目前最常见的是振荡水柱+空气叶轮的波浪能装置， 另外，振荡浮子+液压系统也是目前发展势头最猛的波浪能装置，该技术采用浮子俘获波浪能， 通过与浮子连接的液压装置将波浪能转换成液压能，再通过发电机转换成电能，或通过其它 设备制造淡水或冰。虽然波浪能转换的装置千变万化，但目前大多数仍无法适应变化多端的海浪，抗风浪能 力也差，在海浪小的时候，对其吸收波浪能的部分，推动力太小，远远达不到其额定效果， 吸收能力太差，而在海浪大的时候，又往往超过了它吸收波浪能装置的工作范围，导致系统 受损。就拿就要投入商业运营的海蛇来说，在海浪波长小于它的每节长度的时候，海浪对 每节的作用几乎类同，无法让海蛇作曲膝的弯曲动作，因此无法吸收海浪能。如果海浪 的1/4波长大于海蛇总长度，虽然海浪的波高大了，但波形变得平缓，所以仍然无法有效的 吸收海浪能。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种浮体绳轮波浪能发电系统，它能够在大部分波形的波浪下仍能 够有效工作，有效工作时间长，抗风浪能力强。本专利技术的技术方案(见图ll):本系统利用浮体(1)来吸收波浪能，然后通过一端系在其上而另一端缠绕在转轮(3) 上的绳(2)拉动转轮(3)，实现将获得的无规律的波浪推力，转换成旋转动力，转轮(3) 一方面将动力输出给传动机构、发电机进行发电，另一方面收紧蜗簧(4)进行蓄能；在波浪 回落阶段，绳(2)变松，蜗簧(4)释放势能带动转轮(3)反转，将松垮的绳(2)收回。工作原理详细如下根据波浪理论，波浪上的点实际上是在作圆周运动，不管多大的浪，只是圆周运动的半 径大小不同而已，所以漂浮在波浪上的浮体(1)也跟着在作圆周运动，这样浮体(1)与转 轮(3)相对距离就会发生周期变化。当浮体(1)与转轮(3)的距离增大时， 一端系在浮体 (1)上，而另一端缠绕在转轮(3)上的绳(2)就会拉动转轮(3)旋转，从而将波浪不规 则的推力转换成旋转动力，拉程(即拉绳的行程)等于圆周运动的直径即波浪波高，同时在此过程中也收紧了收绳用的蜗簧(4)。在波浪回落阶段，浮体(1)与转轮(3)之间距离减 小时，波浪推力消失，绳(2)变松，这时蓄能的弹簧(4)的弹性势能释放，带动转轮(3) 反向旋转，将绳(2)收回，波浪能采集，就是这样不断重复着拉、收两个过程。对于简化型浮体绳轮波浪能发电系统(见附图说明图1)，转轮(3)输出的动力可直接给发电机 (19)或通过变速器再给发电机进行发电。而对于完整型浮体绳轮波浪能发电系统，转轮(3)输出的动力先通过棘轮(12)变为单 向旋转动力，然后再通过液压系统输入端(13)、压力蓄能器(16)、液压系统输出端(17) 进行能量的汇集、稳压、输出，最后由发电机(19)将机械能转化为电能，必要的时候也可 以加辅助整流设备。为了使转轮(3)位置能够尽量稳定，以配合转轮(3)与浮体(1)的相对运动，转轮(3) 所基于的的容器(25)，在水中，其垂直投影面积尽量大，以提高水的阻力，因为深处的水几 乎不流动。当然也可以不必用增加面积这个方法，而直接用系向海床的绳(26)拴住容器(25) 就可以了。浮体(1)可采用圆形、正三圆角形、圆角矩形或其它种凸多边形板形状(之所以采用圆 角是为了防止尖角撕裂弹性衔接面)，多个板状的浮体(l)在一个平面内铺开，相邻浮体(l) 间通过弹性衔接面(6)衔接，从而构成整个一个浮体阵列面(5)，从而增加了与波浪的接触 面积，减少波浪绕过浮体而引起的能量流失，其容易弯曲性也使之能跟随各种形式的波浪弯 曲起伏，能够自动适应，从而高效率的吸收波浪能。因为浮体阵列面(5)上的相邻浮体(1)的运动状态、位置相近，所以绳(2)可以分叉 成若干股支绳(7)，通过支绳(7)系在相邻的多个浮体(1)上，就可以获得多个浮体(1) 的拉力，绳(2)也可用通过杆架(8)将更大范围的各个支绳(7)连接起来，以能够传递更 大面积波浪的推力。为了防止浮体阵列面(5)打巻，设置一个框架(29)，从该框架(29)引出的绳将整个 浮体阵列面(5)向外扯，从而使浮体阵列面(5)保持展开状态。为使转轮(3)能够更好的工作，使缠向转轮(3)的绳(2)保持稳定，让绳(2)经过 一个滑轮(31)再通向转轮(3)。该滑轮的支架(9)固定在轴承(10)的内环上。这样由浮 体(1)来的绳(2)的角度即使不断改变，滑轮(11)都可以适时调整方向，使得通向转轮 (3)的绳(2)方向保持稳定。转轮(3)的两侧应加挡板(30)，以限制绳缠绕的范围。基于防腐的考虑，为了最大程度减少与海水的接触，对于简化型浮体绳轮波浪能发电系 统，转轮(3)两侧的轴，分别通过水密封圈(11)再与蜗簧(4)和传动机构或发电机(19) 轴联；蜗簧(4)、发电机(19)及其附属设备都在与水隔离的容器(25)内。而对于完整型 浮体绳轮波浪能发电系统，转轮(3)两侧的轴，分别通过水密封圈(11)与蜗簧(4)和棘 轮(12)轴联，棘轮(12)再与液压传动系统相连；蜗簧(4)、棘轮(12)、液压系统、发电 机(19)及其附属设备都在与水隔离的容器(25)内。这样，只有浮体(1)、绳(2)、转轮 (3)浸在海水里，可以最大限度的减少海水对这个系统的腐蚀，参加图9，里面的外廓(24) 下面保护的就是蜗簧(4)、棘轮(12)。每个液压系统输出端(17)，都配有自控换向阀(18)，用自控换向阀(18)来控制液压 系统输出端(17)的油缸与高压管(14)、回油管(15)的接通、断开。该自控换向阀(18)上下两端分别接通高压管(14)和回油管(15)，内设一同轴双活塞(22)，同轴双活塞(22) 的两个活塞的间距小于高压管(14)、回油管(15)之间间距，每个活塞的高度又大于高压管 (14)、回油管(15)的直径，同轴双活塞(22)的上下两端各有轴(21)，延伸出自控换向 阀(18)夕卜。液压系统的柱塞泵输出端的连杆上固结有两个撞击杆(23),分别对应自控换向 阀(18)的两个轴(21)。当液压系统输出端(17)的活塞推进到油缸底的时候，撞击杆(23) 碰到换向活塞轴(21)，引起同轴双活塞(22)移动，同轴双活塞的一个活塞将回油管(15) 堵住，而与此同时的另一个活塞的移开使高压管(14)能够导通，于是输出端在高压管(14) 输入高压油的作用下，液压系统输出端(17)活塞离开油缸底。当快到顶部的时候，液压系 统输出端的另一侧撞击杆(23)撞击自控换向阀(18)的另一轴(21)，从而导致其堵住高压 管(14),而接通回油管(15本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种波浪能发电系统，包括波浪能采集部分、传动与转换部分，其特征于：其波浪能采集部分，包括浮体（１）、绳（２）、转轮（３）、蜗簧（４）；绳（２）一端系在浮体（１）上，另一端缠绕在转轮（３）上，转轮（３）一侧与蜗簧（４）轴联。
【技术特征摘要】
1、一种波浪能发电系统，包括波浪能采集部分、传动与转换部分，其特征于其波浪能采集部分，包括浮体(1)、绳(2)、转轮(3)、蜗簧(4)；绳(2)一端系在浮体(1)上，另一端缠绕在转轮(3)上，转轮(3)一侧与蜗簧(4)轴联。2、 一种波浪能发电系统，包括波浪能采集部分、传动转换部分，其特征于:其波浪 能采集部分，包括浮体阵列面(5)、绳(2)、转轮(3)、蜗簧(4)，浮体阵列面(5)是由多个板状的浮体(1)在一个平面内铺开，相邻浮体(1)间通过弹性衔 接面(6)衔接而成的；弹性衔接面是弹性材料做成的面；绳(2) —端系在浮体 阵列面(5)上，另一端缠绕在转轮(3)上，转轮(3) —侧与蜗簧(4)轴联。3、 根据权利要求1所述的一种波浪能转换与发电系统，其特征在于所述的转换部 分包括发电机(19)、整流电路、蓄电池；转轮(3)、蜗簧(4)、发电机(19)、 整流电路、蓄电池放在一个容器(25)内，该容器(25)拴有一系向海床的绳(26)， 或该容器(25)在垂直投影面积比较大，使其上下水的阻力很大。4、 根据权利要求2所述的一种波浪能转换与发电系统，其特征在于所述的浮体(1) 呈正三圆角板、或圆板、或圆角矩形板或其它种凸多边形板。5、 根据权利要求2所述的传动系统，其特征在于，所述的绳(2)在近浮体(1) 一 侧，与若干支绳(7)连接，支绳(7)系在彼此相邻的多个浮子(1)上；或绳(2) 通过钢架(8)间接连接多个支绳(7)。6、 根据权利要求2所述的传动系统，其特征在于，所述的浮体阵列面(5)的外围有 一框架(29)，系向框架的绳(28)向外扯着浮体阵列面(5)。...
【专利技术属性】
技术研发人员：曲言明，
申请(专利权)人：曲言明，
类型：发明
国别省市：37[中国|山东]
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。