[发明专利]用于将波动能转化成电能的装置

说明书

一种用于将波动能转化成电能的装置(10)包括滑动块(12)、用于所述滑动块的导轨(11)、设置有转子的发电机(16)、与所述转子一体的轴、第一机构和第二机构，所述第一机构用于将所述滑动块连接至转子轴并且可以将所述滑动块在所述导轨上的运动转化成所述转子轴的旋转运动，所述第二机构插设在所述第一机构与所述转子轴之间以向所述转子提供单向旋转运动，而不管所述滑动块的运动方向如何。一种浮动设备包括所述装置(10)。

本申请要求于2016年2月11日提交的西班牙专利申请No.P201630164的优先权。

本公开涉及一种用于将波动能转化成电能的装置，还涉及一种设置有所述装置的浮动设备。

背景技术

用于将波动能转化成电能的系统是已知的。例如，JPH07293420公开了一种用于将储存在波中的动能转化成电能形式的浮动体。浮动体的一端保持被锚固而另一端能自由运动，随着波上升或下降。在浮动体内有运动块，该运动块因浮动体的向上或向下运动而在轨道上进行往复运动。所述往复运动借助链和带轮机构的作用而被转化成旋转，并且所述旋转运动被传递至发电机的转子。

但是，当波涛到达低高度时，运动块以低速运动因此转子速度也较低，从而所生成的电电压较低且功率较低，不适于用在诸如为灯具供电或给电池充电的实际应用中。另外，运动块具有往复运动这一事实意味着速度改变符号并经过零值，该零值意味着发电机的死点(实际上是该死点周围的范围，是发电机的停机期)，在此时生成的电能为零。此外，在经过零速之前和之后(其分别对应于制动和启动发电机)的时间段内，启动发电机经历了脱离其最佳旋转机制的显著的速度变化，使得在这些显著速度变化的时间段内发电机的能量效率显著降低(即，发电机从机械能转化成电能的转化率明显降低)。

发明内容

本发明的目的是提供一种克服了至少一些上述缺陷的用于将波动能转化成电能的装置。

根据第一方面，这种装置包括滑动块(sliding mass)、用于所述滑动块的导轨、设置有转子的发电机、与所述转子一体的轴、第一机构和第二机构，所述第一机构用于将所述滑动块连接至转子轴并且可以将所述滑动块在所述导轨上的运动转化成所述转子轴的旋转运动，所述第二机构插设在所述第一机构与所述转子轴之间以向所述转子提供单向旋转运动(即，具有单个且固定的旋转方向的旋转，顺时针或逆时针)，而不管所述滑动块的运动方向如何。

由于第二机构，尽管可能存在转子速度降低的情况，但发电机的停机期缩短并且其输出功率增加，这提高了所述装置的能量效率。所述装置可以被设计成使组件(转子、轴、带轮、齿轮)的惯性能在滑动块的速度相对较低时的期间维持转子的最小(但是足够的)旋转。

在一些实施例中，所述装置可以包括连接至所述转子轴的飞轮，以较长时间地保持所述转子以接近最佳速度旋转，这将导致进一步提高发电机的能量效率。

另一方面，如果滑动块遵循往复运动，则在导轨的端部上可以有一个或多个弹性元件，所述弹性元件收集往复(运动反向)中涉及的制动和加速能量。

已经提及的是，如果发电机将机械能转化成电能的速率增加(即，如果发电机以更高效的机制进行操作)，则其产量增加，但是如果能较好利用组件(块、飞轮、转子、带轮、齿轮等)的动能则发电机的产量也会增加，并且实际上飞轮可以对该改进做出显著的贡献，这是由于飞轮聚集了否则会(在导轨是段而不必是直的并且滑动块的运动是往复运动的情况下)在滑动块与导轨的止动部碰撞时消散的动能，尽管也可能有上述弹性元件。实际上，这些弹性元件将在碰撞中消散的一部分能量返回至滑动块，而飞轮将其聚集的一部分能量直接递送至发电机的转子。

但是应注意的是，并不总是较高的惯性力矩意味着装置的能量效率的提高。是否有提高取决于多个因素，例如飞轮的惯性力矩的具体值、发电机的阻尼系数、导轨的长度及其相对于波的取向以及波的周期等等。甚至有可能发生的是最佳惯性力矩比组件(转子、轴、齿轮)的低。