[发明专利]波浪发电设备

说明书

技术领域

本发明第一方面涉及用于产生电能的波浪发电设备(wave-powerunit)，其包括设置成用于在海上漂浮的浮体和具有定子与沿中心轴线往复运动的平移件(translator)的直线发电机，该定子被设置成固定在海床中，而平移件通过连接装置连接至浮体。

本发明的第二方面涉及这样的波浪发电设备的使用。

本发明的第三方面涉及通过提供浮体以在海上漂浮、提供具有定子和往复运动的平移件的直线发电机、将定子固定在海床上以及通过连接装置将平移件连接至浮体的产生电能的方法。

在本申请中，术语“径向的”和“轴向的”涉及由平移件中心的往复运动定义的轴线。术语“上部”和“下部”涉及垂直方向并与波浪发电设备运行时所讨论的部件的位置有关。

背景技术

海洋和大的内陆湖中的波浪运动构成潜在的能量源，其至今几乎没有被开发。然而，已经提出了多种建议以利用海洋的垂直运动来产生发电机中的电能。由于海洋表面上的点做往复垂直运动，其适于使用直线发电机来产生电能。

WO 03/058055公开了这样的波浪发电设备，其中发电机的运动部分(即对应于旋转的发电机的转子、且在本申请中称为平移件的部分)关于发电机的定子往复运动。在该公开中，定子固定在海床中。平移件通过电线、电缆或链连接至海洋上的浮体。

本发明的目的是改善所讨论类型的波浪发电设备的效率和可靠性。

发明内容

在第一方面，本发明的目的得以实现是因为初始描述类型的波浪发电设备进一步具有以下特殊特征，具有水密性封套(encapsulation)，该水密性封套封装发电机并具有带开口的上端壁，连接装置延伸通过该开口，开口设置有密封连接装置的密封件，该密封件被挠性地安装。

通过该封套，发电机将被保护不受水(这里水通常是盐水)的腐蚀，并且通过避免水在平移件的路径中，消除了水对平移件的制动效果。密封件对保持封套内部没有水是必需的。密封件可能受导引装置的侧向和角向运动导致的高力影响。这些力将增加磨损。然而，通过挠性地安装密封件，摩擦力得以减小，同时保持良好的密封效果。这些特征因此增加波浪发电设备的总体性能。

根据一个优选实施例，至少部分连接装置是杆元件，所述部分延伸通过所述开口。

原则上，整个连接装置都可以是长杆。然而，由于多种原因，有利的是，连接装置的主要部分，即，从浮体向下至发电机上面的短距离是挠性的并可以是电线等。对于连接到平移件并向上短距离的部分，优选连接装置是杆的形式。这在其通过封套上端壁中的开口时简化了良好密封效果的获得。杆也有助于保持平移件处于稳定的纯轴向运动，这对机电能量转换效率是重要的。

根据进一步的优选实施例，密封件的挠性安装使得其允许密封件的侧向和角向运动。

因而，密封件能够适应由于导引装置的侧向、倾斜或扭转运动导致的连接装置在密封件上引起的所有力。因此，如果发生这些情况中的任一种或其组合，能够保持良好的密封效果。然而，考虑到平移件的适当运动，理想的是尽可能避免这些情况，但如果发生这些情况，则保持密封效果是重要的。

根据进一步优选的实施例，密封件由通过挠性件安装在所述上端壁上的支撑件支撑，该挠性件水密性地连接至所述支撑件和连接至所述上端壁。

该布置提供了获得密封件的弹性安装的简单和可靠的方式。

根据进一步的优选实施例，挠性件由挠性材料形成，如橡胶。

通过使用自身具有高弹性的材料获得挠性允许与高安全性结合的廉价解决方案，并且挠性件能以简易方式设计，以便在不同方向获得适当的挠性度。

根据进一步的优选实施例，挠性件与杆同轴，并且当从外面看时，至少一部分在无载状态下在纵向上为凸起形状。

对称布置导致沿挠性件的圆周延伸的一致的径向挠性。凸起部分提供了挠性件的可预测的挠曲动作。

根据进一步的优选实施例，挠性件在每个端部均具有安装凸缘，一个凸缘通过螺栓夹紧在支撑件与一夹紧环之间，而另一个凸缘被夹紧在所述上端壁与一夹紧环之间。

由于通常高的外部水压和由于挠性件的灵活性，迫切需要挠性件的机械连接，以确保其是水密性的、安全和耐久的。这些夹紧连接满足了这些需求。

根据进一步的优选实施例，每个凸缘具有径向外部，其具有比凸缘的径向内部大的轴向厚度。

因而，当夹紧环的邻接表面和/或支撑件的邻接表面以及上端壁分别具有互补形状时，凸缘的连接不仅由夹紧环的压力获得，而且由形状锁定。因而连接更加可靠。

根据进一步的优选实施例，密封件的轴向延伸比其径向延伸大。