[发明专利]多浮摆式波浪能采能装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种多浮摆式波浪能采能装置，属于海洋可再生能源利用技术领域。 

背景技术

我国能源结构禀赋“富煤、少油、缺气”，而我国海洋能资源非常丰富，且开发利用前景广阔。从国内外研究现状来看，波浪能发电装置主要有以下几种：（1）振荡水柱式波浪能发电站。如英国LIMPWT 500kW岸式波浪发电站、澳大利亚500kW 和中国汕尾100kW波浪发电装置等。该类发电装置的优点在于转换装置不与海水接触，可靠性高，工作于水面，容易施工；缺点在于建造费用昂贵，二级转换装置的效率较低。（2）振荡浮子式波浪能发电装置。如英国瑞典AquaBuoy、英国Pelamis和我国50KW岸式振荡浮子波浪能发电站。其优点是建造成本低，结构简单，能量转换效率高；缺点是抗波浪能力差，装置的可靠性较差。（3）越浪式波浪能发电装置。如挪威350KW收缩波道式装置、挪威槽式装置和欧洲多国合作Wave Dragon波浪装置等。其优点是装置活动部件少，可靠性较高，稳定性好；缺点是对地形要求严格，不易推广。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构简单、采集效率高、维护浮摆且不干扰海上安全作业的多浮摆式波浪能采能装置。 

为实现上述目的，本发明的技术解决方案是： 

本发明是一种多浮摆式波浪能采能装置，它包括浮体系统、采集系统、转换系统、发电系统、锚链系统；所述的浮体系统浮在水面以下，它包括中间浮体和浮管，中间浮体和浮管连接在一起；所述的采集系统由多块浮摆组成，浮摆安装在浮体系统的浮管上且与安装在浮管内的转换系统连接；所述的发电系统安装在中间浮体内且与转换系统连接；所述的锚链系统安装在海底且与浮体系统连接。

所述的采集系统由六块浮摆组成，对称分布于中间浮体两侧，每一侧中的三块浮摆均匀分布；所述的浮摆的下端固定在转轴上，转轴的两端可旋转的插置在一根浮管的立柱上，转轴的内端与安装在浮管内的斜齿轮轴连接。 

所述的三块浮摆根据不同海况设置浮摆的间距，浮摆的吃水深度为浮摆高度的一半；所述的浮摆间距接近于实际海况下波长的一半。 

所述的转换系统包括斜齿轮、两个棘轮、飞轮、主轴、箱体；所述的两个棘轮、棘轮、飞轮固定套置在主轴上，主轴两端通过轴承可旋转的安装在箱体上；所述的斜齿轮通过斜齿轮轴可旋转的安装在箱体上，且两侧分别与两个棘轮啮合；所述的箱体固定安装在浮体系统的浮管的密闭舱内。 

所述的发电系统包括两个斜齿轮、齿轮组、电机和箱体；所述的斜齿轮通过斜齿轮轴和飞轮连接；所述的两个斜齿轮相互啮合并通过斜齿轮轴与齿轮组的输入轴连接；所述的齿轮组通过齿轮组输出轴和电机输入轴连接；所述的斜齿轮轴、齿轮组输入轴、齿轮组输出轴、电机输入轴皆可旋转的安装在箱体上；所述的箱体固定安装在浮体系统的中间浮体和浮管的密闭舱内。 

本发明还包括一自动定位系统，该自动定位系统安装在中间浮体和浮管中，它是一种水上建筑中的砼结构物件定位用的微波自动跟踪定位系统，用于控制浮摆始终在波浪入射方向来回摆动。 

采用上述方案后，由于本发明是一种多浮摆式波浪能采能装置，通过多块浮摆采集波浪能，并合理配置浮摆的间距使得采集的波浪能达到最大。当波浪作用于浮摆时，浮摆在波浪方向来回摆动，浮摆带动浮管中的棘轮运动，将采集的波浪能输入到飞轮中，再通过发电系统发电，将转换成的电能由海底电缆输出。整个装置通过锚链系统固定，并可根据水深调整锚链的长度，以适应不同的海域深度，装置漂浮在海平面下，不影响海上交通。本发明装置具有结构简单，采集效率高，维护方便，不影响海上交通等优点。 

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的说明。 

附图说明

图1 本发明的装置整体示意图； 

图2 本发明的能量传递示意图；

图3 本发明浮摆的附加质量曲线图；

图4 本发明浮摆的阻尼系数曲线图；

图5 本发明的浮摆转角的时间历程曲线；

图6 本发明不同间距下浮摆的采能效率。

具体实施方式

如图1所示，本发明是一种多浮摆式波浪能采能装置，它包括浮体系统1、采集系统2、转换系统3、发电系统4、自动定位系统5和锚链系统。