一种浮体式磁流体波浪能转换装置的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种浮体式磁流体波浪能转换装置，该装置包括波浪能俘获浮体，所述的波浪能俘获浮体与连杆的下端铰接，所述连杆的上端通过轴承连接圆形转盘上偏心的突出轴柱，所述的圆形转盘通过其中心部位的滚动轴承连接工作台，所述圆形转盘径向的上、下部分别设置第一、第二支板，所述的第一、第二支板分别连接第一、第二液压缸的第一、第二活塞杆，所述的第一液压缸通过并联的第一、第二单向阀连接超导磁体中发电通道的一端，所述的第二液压缸通过并联的第三、第四单向阀连接超导磁体中发电通道的另一端。其优点是：利用磁流体切割磁感应线的原理进行发电，不仅能提高波浪能的转换效率和发电率，还可连续发电产生电能，具有很好的实用性。
【专利说明】
一种浮体式磁流体波浪能转换装置
技术领域
[0001]本发明涉及一种波浪能采集装置，更具体的说，本发明涉及一种浮体式磁流体波浪能转换装置。
【背景技术】
[0002]波浪能是指海洋表面波浪所具有的动能和势能，具有分布广的特性，约占地球面积71%的海洋蕴藏着丰富的波浪能。我国拥有长达18000多公里漫长的大陆海岸线和5000多个岛屿约14000多公里的海岸线，波浪能的储存量巨大。故波浪能成为近期海洋能利用研究中研究最多、政府投资项目最多和最被重视的一种能源。
[0003]目前研究的波浪能利用技术大都源于以下基本原理:
[0004](I)利用浮体在波浪作用下的升降和摇摆运动，将波浪能转换为机械能；
[0005](2)利用波浪的爬升作用，将波浪能转换为水的势能。
[0006]绝大多数的波浪能转换系统由三级能量转换机构组成。其中:一级能量转换机构将波浪能转换成某种载体的机械能;二级能量转换机构将所得能量转换成旋转机械(例如透平、液压马达)的机械能;三级能量转换通过发电机将旋转机械能转换成电能。这种三级转换的波浪能转换系统，存在能量转换效率低、发电率低、装置体积大以及成本高等缺点。
【发明内容】
[0007]本发明的目的就是解决以上现有技术存在的问题，并为此提供一种浮体式磁流体波浪能转换装置。
[0008]本发明的技术方案是:
[0009]—种浮体式磁流体波浪能转换装置，包括波浪能俘获浮体，所述的波浪能俘获浮体与连杆的下端铰接，所述连杆的上端通过轴承连接圆形转盘上偏心的突出轴柱，所述的圆形转盘通过其中心部位的滚动轴承连接工作台并可绕所述的滚动轴承转动，所述圆形转盘径向的上、下部分别设置第一支板和第二支板，所述的第一、第二支板分别连接第一、第二液压缸的第一、第二活塞杆，所述的第一液压缸通过并联的第一、第二单向阀连接超导磁体中发电通道的一端，所述的第二液压缸通过并联的第三、第四单向阀连接超导磁体中发电通道的另一端。
[0010]所述的波浪能俘获浮体为以钢材制作的中空结构。
[0011]所述的圆形转盘为以合金铸造的轮辐式结构。
[0012]所述的第一、第二支板均以钢材制作而成，其端部分别开有第一、第二球形槽，其长度根据对波浪能俘获浮体上下浮动幅度的放大倍数来确定。
[0013]所述第一、第二液压缸的两端分别安装法兰，所述第一、第二活塞杆的末端分别设置为第一、第二球形末端，所述的第一、第二球形末端分别与第一、第二支板端部的球形槽契合并构成滑移副。
[0014]所述第一、第二液压缸的无杆腔内分别充有磁流体。
[0015]所述超导磁体中发电通道的内壁两侧分别安置有电极，所述发电通道连接第一液压缸的一端为加速(减速)阶段，所述发电通道连接第二液压缸的一端为减速(加速)阶段。
[0016]所述的第一、第二液压缸和第一、第二活塞杆以及连杆均以钢材或合金铸造而成，且其表面涂覆防腐层。
[0017]本发明以现有技术相比具有以下有益效果:
[0018](I)结构简单，便于组合安装，较之现有技术的各种三级能量转换机构具有装置体积小、制作成本低的优点。
[0019](2)利用磁流体切割磁感应线的原理进行发电，从而极大的提高了波浪能的转换效率和发电率。
[0020](3)可连续发电产生电能，实用性好，便于推广使用。
【附图说明】
[0021 ]图1是本发明的结构示意图；
[0022]图2是本发明中圆形转盘与两个支板的示意图；
[0023]图3是本发明中第一支板的结构示意图；
[0024]图4是本发明中第二支板的结构示意图；
[0025]图5是本发明中第一液压缸的剖面结构示意图；
[0026]图6是本发明中第二液压缸的剖面结构示意图；
[0027]图7是本发明中发电通道的示意图；
[0028]图8是本发明中波浪能俘获浮体上升时的示意图；
[0029]图9是本发明中波浪能俘获浮体下降时的示意图。
[0030]图中标记:I波浪能俘获浮体、2销、3连杆、4轴承、5圆形转盘、6第一液压缸、7超导磁体、8发电通道、9第二液压缸、10、滚动轴承、11波浪、51第一支板、52第二支板、53第一球形沟槽、54第二球形槽、55突出轴柱、61第一活塞、62第一法兰、63第一球形末端、64第一活塞杆、65第二法兰、66第一单向阀、67第二单向阀、81电极、82加速(减速)阶段、83减速(加速)阶段、91第二活塞、92第三法兰、93第二球形末端、94第二活塞杆、95第四法兰、96第三单向阀、97第四单向阀。
【具体实施方式】
[0031]为了使本发明更容易被清楚理解，下面结合附图和实施例对本发明的技术方案作以详细说明。
[0032]参照图1并结合图2，本发明的浮体式磁流体波浪能转换装置，包括用于俘获波浪能的波浪能俘获浮体I，所述的波浪能俘获浮体I通过销2与连杆3的下端铰接，所述连杆3的上端通过轴承4与圆形转盘5上偏心的突出轴柱55配合连接，所述的圆形转盘5通过其中心部位的滚动轴承10连接海床上的工作台并可绕所述的滚动轴承1转动，所述圆形转盘5径向的上、下部分别焊接能够将所述波浪能俘获浮体I的上下浮动幅度放大的第一支板51与第二支板52，所述的第一支板51与第二支板52分别连接第一液压缸6的第一活塞杆64和第二液压缸9的第二活塞杆94，所述的第一液压缸6通过并联的第一单向阀66和第二单向阀67连接超导磁体7中发电通道8的一端，所述的第二液压缸9通过并联的第三单向阀96和第四单向阀97连接超导磁体7中发电通道8的另一端，所述第一液压缸6和第二液压缸9的无杆腔内分别充有磁流体，所述的超导磁体7用于提供强磁场。
[0033]参照图3、图4，所述第一支板51的端部开有第一球形槽53，所述第二支板52的端部开有第二球形槽54，所述第一支板51与第二支板52对所述波浪能俘获浮体I上下浮动幅度的放大作用可提高所述第一液压缸6和第二液压缸9中活塞的推动速度，从而提高磁流体的流动速度。
[0034]参照图5，所述第一液压缸6的两端分别安装第一法兰62和第二法兰65，所述的第一法兰62和第二法兰65用于将第一液压缸6固定于工作台上，第一活塞杆64的末端设置为第一球形末端63，所述的第一球形末端63用于与第一支板51上的第一球形槽53契合并构成滑移副。
[0035]参照图6，所述第二液压缸9的两端分别安装第三法兰92和第四法兰95，所述的第三法兰92和第四法兰95用于将第二液压缸9固定于工作台上，第二活塞杆94的末端设置为第二球形末端93，所述的第二球形末端93用于与第二支板52的第二球形槽54契合并构成滑移副。
[0036]参照图7，所述超导磁体7中发电通道8的内壁两侧分别安置有电极81，所述发电通道8连接第一液压缸6的一端为加速(减速)阶段82，其连接第二液压缸9的一端为减速(加速)阶段83。
[0037]在以上设置中:
[0038]所述的波浪能俘获浮体I为采用钢材制作而成的中空结构。
[0039]所述的第一支板51和第二支板52均采用钢材制作而成，其长度根据对波浪能俘获浮体I上下浮动幅度的放大倍数来确定。
[0040]所述的连杆3、第一液压缸6、第二液压缸9以及第一活塞杆64和第二活塞杆94均采用钢材或合金铸造而成，并在其表面涂覆防腐层。
[0041]所述的圆形转盘5为采用合金铸造而成的轮辐式结构，如此设置的目的是减轻其自身重量，从而减小其运动消耗的能量，便于更多的能量得以传递。
[0042]所述发电通道8中磁流体的流动速度可通过改变所述发电通道8的截面尺寸来改变。
[0043]本发明的工作状态如下:
[0044]参照图8并结合图5、图6、图7，在所述的波浪能俘获浮体I随波浪11的涌动上升过程中，所述的圆形转盘5逆时针转动，第一活塞杆64外端的球形末端63和第二活塞杆94外端的球形末端93分别在第一支板51的第一球形槽53和第二支板52的第二球形槽54中移动，以保证第一活塞杆64和第二活塞杆94的水平运动;随着所述波浪能俘获浮体I的上升，第一液压缸6的活塞向内推进，第二液压缸9的活塞向外抽出，此时，第一单向阀66和第四单向阀97关闭，第二单向阀67和第三单向阀96打开，磁流体流经加速(减速)阶段82加速并流入发电通道8切割超导磁体7的磁感应线，从而在电极81产生感应电动势，之后磁流体经减速(加速)阶段83减速并通过第三单向阀96流入第二液压缸9的无杆腔。
[0045]参照图9并结合图5、图6、图7，在所述的波浪能俘获浮体I随波浪11的涌动下沉过程中，所述的圆形转盘5顺时针转动，第一活塞杆64外端的球形末端63和第二活塞杆94外端的球形末端93分别在第一支板51的第一球形槽53和第二支板52的第二球形槽54中移动，以保证第一活塞杆64和第二活塞杆94的水平运动;随着所述波浪能俘获浮体I的下沉，第二液压缸9的活塞向内推进，第一液压缸6的活塞向外抽出，此时，第一单向阀66和第四单向阀97打开，第二单向阀67和第三单向阀96关闭，磁流体流经减速(加速)阶段83加速并流入发电通道8切割超导磁体7的磁感应线，从而在电极81产生感应电动势，之后磁流体经加速(减速)阶段82减速并通过第一单向阀66流入第一液压缸6的无杆腔。
[0046]随着所述的波浪能俘获浮体I随波浪11的涌动连续的上升和下沉，磁流体将在所述的发电通道8内不停的往复流动，不断的切割磁感应线并产生感应电动势，从而连续发电产生电能，产生的电能可经过后续的电能储存和处理等过程输入电网供使用。
[0047]以上参照附图和实施例对本发明的技术方案进行了示意性描述，该描述没有限制性。本领域的技术人员应能理解，在实际应用中，本发明中各个技术特征的设置方式均可能发生某些变化，而其他人员在其启示下也可能做出相似设计。特别需要指出的是:只要不脱离本发明的设计宗旨，所有显而易见的细节变化或相似设计，均包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种浮体式磁流体波浪能转换装置，包括波浪能俘获浮体，其特征在于:所述的波浪能俘获浮体与连杆的下端铰接，所述连杆的上端通过轴承连接圆形转盘上偏心的突出轴柱，所述的圆形转盘通过其中心部位的滚动轴承连接工作台并可绕所述的滚动轴承转动，所述圆形转盘径向的上、下部分别设置第一支板和第二支板，所述的第一、第二支板分别连接第一、第二液压缸的第一、第二活塞杆，所述的第一液压缸通过并联的第一、第二单向阀连接超导磁体中发电通道的一端，所述的第二液压缸通过并联的第三、第四单向阀连接超导磁体中发电通道的另一端，所述发电通道的内壁两侧分别安置有电极。2.根据权利要求1所述的浮体式磁流体波浪能转换装置，其特征在于:所述的波浪能俘获浮体为以钢材制作的中空结构。3.根据权利要求1所述的浮体式磁流体波浪能转换装置，其特征在于:所述的圆形转盘为以合金铸造的轮辐式结构。4.根据权利要求1所述的浮体式磁流体波浪能转换装置，其特征在于:所述的第一、第二支板均以钢材制作而成，其端部分别开有第一、第二球形槽，其长度根据对波浪能俘获浮体上下浮动幅度的放大倍数来确定。5.根据权利要求1所述的浮体式磁流体波浪能转换装置，其特征在于:所述第一、第二液压缸的两端分别安装法兰，所述第一、第二活塞杆的末端分别设置为第一、第二球形末端，所述的第一、第二球形末端分别与第一、第二支板端部的球形槽契合并构成滑移副。6.根据权利要求1所述的浮体式磁流体波浪能转换装置，其特征在于:所述第一、第二液压缸的无杆腔内分别充有磁流体。7.根据权利要求1所述的浮体式磁流体波浪能转换装置，其特征在于:所述发电通道连接第一液压缸的一端为加速(减速)阶段，所述发电通道连接第二液压缸的一端为减速(加速)阶段。8.根据权利要求1所述的浮体式磁流体波浪能转换装置，其特征在于:所述的第一、第二液压缸和第一、第二活塞杆以及连杆均以钢材或合金铸造而成，且其表面涂覆防腐层。
【文档编号】F03B13/18GK106050543SQ201610318483
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年5月13日
【发明人】安青松, 王贞远, 赵军, 王项南, 王甫, 王永真, 孟锋
【申请人】天津大学