一种波能转换发电装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及发电装置【技术领域】，所要解决的技术问题是提供一种能够利用波能，实现规模化应用，达到大功率发电的波能转换发电装置，包括：基座、截波组件、发电组件、升降组件和控制组件。在工作时，控制组件的升降控制柜依据潮汐、波况，调节升降组件的截波导板升降器，联轴箱升降器和发电机升降器；使得截波导板达到最佳高度及坡度，从而波浪经截波导板后在板顶形成激波峰值，之后冲击最佳高度的叶轮组转动，然后通过传动轴链传递，使发电机发电，产生的电能由配电柜送出；截波组件、发电组件在控制组件作用下，可随着潮汐升降而在基座中升降，不停发电。
【专利说明】一种波能转换发电装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及发电装置【技术领域】，更具体地，涉及一种波能转换发电装置。
【背景技术】
[0002]现实生活中，能源短缺、环境污染、气候变化等己成为人类面对的重大问题，寻找可再生的清洁能源替换不可再生能源(例如煤、石油等)已成为人们梦寐以求的愿望。目前，全世界范围内的风力发电、太阳能发电己取得了规模化的应用，而占地球面积百分之七十左右的海洋同样隐藏着巨大的能源，海洋的波能同样能够应用于发电领域。
[0003]上世纪七十年代，被誉为“波能发电之父”的英国人斯蒂芬.索尔特(St印henSalter)以《捕获波浪能的装置和方法》(英国专利号GB1482085，美国专利号US3928967)的专利掀起波浪技术的传播和研究热潮。现有技术中，各国政府、团体或个人己申请了上千份的相关专利，但都难以实现规模化应用，仅利用波能的表面能量，或利用波能转化压缩空气，或利用部分波能转化为水的势能冲击发电机发电，存在着发电装置的发电功率小、成本闻等问题。
实用新型内容
[0004]本实用新型旨在至少在一定程度上解决上述技术问题。
[0005]本实用新型的目的是提供一种能够利用波能，实现规模化应用，达到大功率发电的波能转换发电装置。
[0006]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:一种波能转换发电装置，包括:基座；截波组件，所述截波组件包括至少一个截波单元，每个截波单元分设在基座上并设有截波导板和叶轮，所述截波导板和叶轮间隔布置；发电组件，所述发电组件设于基座上并包括联轴箱、发电机、传动轴链和配电柜，各截波单元的叶轮通过联轴箱连接，所述发电机通过传动轴链与联轴箱连接；升降组件，所述升降组件包括截波导板升降器、联轴箱升降器和发电机升降器，所述截波导板升降器与截波导板连接，所述联轴箱升降器与联轴箱连接，所述发电机升降器与发电机连接；控制组件，所述控制组件包括升降控制柜，所述升降控制柜分别控制截波导板升降器、联轴箱升降器和发电机升降器进行升降。
[0007]本实用新型在工作时，截波导板与叶轮处于上下适当分离状态，升降控制柜依据潮汐、波况，调节截波导板升降器，使得截波导板达到最佳高度及坡度，从而波浪经截波导板后在板顶形成激波峰值；升降控制柜控制联轴箱升降器和发电机升降器，使叶轮、联轴箱、发电机和传动轴链整体统一慢慢下降，在波力冲击下，叶轮逐渐转动至最大稳定值，然后通过传动轴链传递，发电机开始发电，产生的电能由配电柜送出；同时进行实时监控反馈，当波浪发生变化或出现其他特别状况时，通过升降控制柜(也可手动)调节各部件进行升降，从而发电功率等也可发生变化；在正常波况时，各部件在升降控制柜作用下随潮汐升降而升降，正常运行。
[0008]在一个优选实施方式中，本实用新型还包括调节组件，所述调节组件包括浮力仓和配重机构，所述控制组件包括浮力仓控制柜，所述浮力仓设于截波导板下方并由浮力仓控制柜控制，所述配重机构对所需部件进行配重。根据设备受力分析，由于截波导板、叶轮、发电机、传动轴链等都是质量较大件，同时波运动可分解为水平、垂直两个方向的力，对截波导板、叶轮的冲力和压力都很大，因此为方便升降组件操作，减少自身用电损耗，采用浮力仓和配重机构来平衡。
[0009]在一个实施方式中，所述浮力仓采用轻质材料以及空气填充，所述浮力仓控制柜控制浮力仓内的空气量，从而增减浮力。
[0010]在一个实施方式中，所述配重机构包括配重块、支架滑轮和钢丝绳，所述配重块通过支架滑轮和钢丝绳设于所需部件上。其中配重机构的配重量与相应叶轮、联轴箱、发电机和传动轴链的重量基本平衡。
[0011]在一个优选实施方式中，所述基座的端部设有飞轮。飞轮不断地储蓄、释放和补充能量，增强、补充各组叶轮的联轴连续性受力转动。
[0012]在一个实施方式中，所述基座上设有截波导板限位槽、联轴箱限位槽和发电机限位槽，所述截波导板、联轴箱和发电机分别被限制在截波导板限位槽、联轴箱限位槽和发电机限位槽内进行升降。优选地，每个截波单元设有限位杆，以限制截波导板和叶轮的最小间距，避免截波导板和叶轮发生碰撞。更优选地，所述叶轮、联轴箱、发电机、传动轴链和限位杆联动，通过联轴箱升降器和发电机升降器统一升降。
[0013]在一个实施方式中，所述基座上设有横梁，起到稳固基座的作用，同时用于控制管线等并作为操作人员的巡视通道。所述截波导板通过截波导板升降器调节升降和坡度变化，从而波浪经截波导板后在板顶形成激波峰值；截波导板与截波导板升降器的连接处前端可滑动、转动，后端可转动，能够用于调节截波导板的角度。所述截波导板的后端设有导流板，能够增加叶轮对海水势能的利用，并且还能防止海水回流。
[0014]在一个实施方式中，各截波单元呈水平阶梯式、V型或半V型、间隔布置。由于波浪冲击任一叶轮时具有间歇性、不连续性的特点，因此各截波单元呈水平阶梯式、V型或半V型布置，间隔适当距离。各截波单元的叶轮通过联轴箱连接，波浪对各组叶轮进行不重复的连续冲击，而使联轴基本达到连续受力转动。
[0015]本实用新型的有益效果是:
[0016]1、本实用新型通过截波导板截取的波浪可以是几米深度，能对各种方向、波段的波浪进行捕获，波能、各种动能混合通过冲击叶轮直接转换为机械能；结合现代制造水平，整机通过多个截波单元的组合，迎波面可达几十甚至上百米长，从而能够实现规模化应用，达到大功率发电，单机满负荷可达上千千瓦，具有实用经济价值。
[0017]2、本实用新型原理简单，水下设备较少，且可防腐处理及牺牲阳极法等保护，便于维护，成本低，可远程自动化控制(必要时也可人工操作)。
[0018]3、本实用新型能够上下分离控制，特别是当恶劣气候如强台风来临时，由升降控制柜调节实行分离，即叶轮、发电机等升至基座顶端，避开巨浪，而截波导板下降并水平停放于基座底部，这样能够避免巨浪袭击，规避了强台风时对设备的破坏，保证设备的安全，而且影响时间短；同时当某部位设备需检查维护时，也可通过升降组件将设备提离水面，方便人员检修。
[0019]4、本实用新型适应建于最低潮位时水深约6米的位置，不占用陆地，施工难度不大，同时可建设多台，经集电线路送高压变电站并入电网。
[0020]5、本实用新型经适度改装可悬吊于船舶，为船舶提供电力和动力，同时也可为海水淡化工程提供动力。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1是本实用新型一个实施例的横向结构示意图。
[0022]图2是本实用新型一个实施例的纵向剖面示意图。
[0023]图3是本实用新型一个实施例中基座的结构示意图。
[0024]附图仅用于示例性说明，不能理解为对本实用新型的限制；为了更好说明实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
【具体实施方式】
[0025]下面结合附图和具体实施例，对本实用新型做进一步详细说明。
[0026]如图1至图3所示，本实用新型的一种波能转换发电装置100，包括:基座101、截波组件、发电组件、升降组件和控制组件。
[0027]所述基座101为建于合适水深的稳固体，具备适合水深、潮差、运转设备等需要的闻、长、宽等。
[0028]所述截波组件包括至少一个截波单元,每个截波单元分设在基座101上并设有截波导板102和叶轮103，所述截波导板102和叶轮103间隔布置。本实施例中，每个截波单元设有限位杆104，以限制截波导板102和叶轮103的最小间距，避免截波导板102和叶轮103发生碰撞。所述截波导板102的后端设有导流板105，能够增加叶轮103对海水势能的利用，并且还能防止海水回流。
[0029]所述发电组件设于基座101上并包括联轴箱106、发电机107、传动轴链108和配电柜109，各截波单元的叶轮103通过联轴箱106连接，所述发电机107通过传动轴链108与联轴箱106连接。
[0030]所述升降组件包括截波导板升降器110、联轴箱升降器111和发电机升降器112，所述截波导板升降器110与截波导板102连接，所述联轴箱升降器111与联轴箱106连接，所述发电机升降器112与发电机107连接。所述截波导板102与截波导板升降器110的连接处前端可滑动，后端可转动，能够用于调节截波导板102的角度。所述叶轮103、限位杆104、联轴箱106、发电机107、传动轴链108联动,通过联轴箱升降器111和发电机升降器112统一升降。本实施例中，所述基座101上设有截波导板限位槽113、联轴箱限位槽114和发电机限位槽115，所述截波导板102、联轴箱106和发电机107分别被限制在截波导板限位槽113、联轴箱限位槽114和发电机限位槽115内进行升降。
[0031]所述控制组件包括升降控制柜116，所述升降控制柜116具备信息采集功能，能够分别控制截波导板升降器110、联轴箱升降器111和发电机升降器112进行升降。
[0032]本实施例中，所述基座101的端部设有飞轮117，用于不断地储蓄、释放和补充能量。所述基座101上还设有横梁118，起到稳固基座101的作用，同时用于控制管线等并作为操作人员的巡视通道。[0033]本实施例中，本实用新型还包括调节组件，所述调节组件包括浮力仓119和配重机构120，所述控制组件包括浮力仓控制柜121，所述浮力仓119设于截波导板102下方并由浮力仓控制柜121控制，所述配重机构120对所需部件进行配重。其中所述浮力仓119采用轻质材料以及空气填充，所述浮力仓控制柜121控制浮力仓119内的空气量，从而增减浮力。所述配重机构120包括配重块、支架滑轮和钢丝绳，所述配重块通过支架滑轮和钢丝绳设于所需部件上。所述配重机构120的配重量与相应叶轮103、联轴箱106、发电机107和传动轴链108的重量基本平衡。需要注意的是，发电机107、传动轴链108和飞轮117上的配重机构须独立设置，其余各截波单元中相同部件的配置基本相同，相同部件的操控也基本一致。
[0034]本实用新型在工作时，截波导板102与叶轮103处于上下适当分离状态，升降控制柜116依据当地即时潮汐高度、波高、频率等波型状况，调节截波导板升降器110，使得截波导板102达到最佳高度及坡度，从而波浪经截波导板102后在板顶形成激波峰值；升降控制柜116控制联轴箱升降器111和发电机升降器112，使叶轮103、限位杆104、联轴箱106、发电机107和传动轴链108整体统一慢慢下降，在波力冲击下，叶轮103逐渐转动至最大稳定值，然后通过传动轴链108传递，发电机107开始发电，产生的电能由配电柜109送出。该过程可随潮汐高低而分时段调节。
[0035]如箭头所示，当平坦波浪进入截波导板102的范围并在其反射作用下，部分波段的波破碎、叠加释放能量，形成主波运动，在两边基座101的限制下形成定向的、逐渐增强的波速和波高，一般为明显的“三层浪”，并使波浪到达截波导板102的顶端时处于峰值而冲击后上方适当距离的叶轮103，在叶轮103的阻力作用下，波在叶轮103中出现破波并完全释放波能，由波能与水流综合推动叶轮103，转换为叶轮103旋转的机械能，通过传动轴链108带动发电机107发电。
[0036]由于在各截波单元中，波浪冲击叶轮103具有间歇性、不连续性的特点，因此各截波单元呈水平阶梯式、V型或半V型布置，间隔适当距离。各截波单元的叶轮103通过联轴箱106连接，波浪可对各组叶轮103进行不重复的连续冲击。同时飞轮117不断地储蓄、释放和补充能量，使各组叶轮103的联轴能够连续性受力转动，从而发电机107的频率、功率得到增强，达到大功率发电。其中基座101间的叶轮长度、截波单元的级别数量多少，基本决定设备受力大小及接受波浪范围，叶轮越长、截波单元越多，对波高要求越低，范围越广，从而功率就越大，年发电时间越长。
[0037]根据设备受力分析，由于截波导板102、叶轮103、发电机107、传动轴链108、飞轮117等都是质量较大件，同时波运动可分解为水平、垂直两个方向的力，对截波导板102、叶轮103的冲力和压力都很大，因此为方便升降组件操作，减少自身用电损耗，垂直方向采用浮力仓119和配重机构120来平衡，水平方向则利用基座101的限位槽起到支撑和限位的作用。
[0038]在正常波况时，各部件在升降控制柜作用下随潮汐升降而升降，正常运行。当恶劣气候如强台风来临时，由升降控制柜116调节实行分离，即叶轮103、发电机107等升至基座101顶端，避开巨浪，而截波导板102下降并水平停放于基座101底部，这样能够避免巨浪袭击，规避了强台风时对设备的破坏，保证设备的安全，而且影响时间短。同时当某部位设备需检查维护时，也可通过升降组件将设备提离水面，方便人员检修。[0039]显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种波能转换发电装置，其特征在于，包括: 基座; 截波组件，所述截波组件包括至少一个截波单元，每个截波单元分设在基座上并设有截波导板和叶轮，所述截波导板和叶轮间隔布置； 发电组件，所述发电组件设于基座上并包括联轴箱、发电机、传动轴链和配电柜，各截波单元的叶轮通过联轴箱连接，所述发电机通过传动轴链与联轴箱连接； 升降组件，所述升降组件包括截波导板升降器、联轴箱升降器和发电机升降器，所述截波导板升降器与截波导板连接，所述联轴箱升降器与联轴箱连接，所述发电机升降器与发电机连接； 控制组件，所述控制组件包括升降控制柜，所述升降控制柜分别控制截波导板升降器、联轴箱升降器和发电机升降器进行升降。
2.根据权利要求1所述的波能转换发电装置，其特征在于，还包括调节组件，所述调节组件包括浮力仓和配重机构，所述控制组件包括浮力仓控制柜，所述浮力仓设于截波导板下方并由浮力仓控制柜控制，所述配重机构对所需部件进行配重。
3.根据权利要求2所述的波能转换发电装置，其特征在于，所述浮力仓采用轻质材料以及空气填充，所述浮力仓控制柜控制浮力仓内的空气量。
4.根据权利要求2所述的波能转换发电装置，其特征在于，所述配重机构包括配重块、支架滑轮和钢丝绳，所述配重块通过支架滑轮和钢丝绳设于所需部件上。
5.根据权利要求1至4任一项所述的波能转换发电装置，其特征在于，所述基座的端部设有飞轮。
6.根据权利要求1至4任一项所述的波能转换发电装置，其特征在于，所述基座上设有截波导板限位槽、联轴箱限位槽和发电机限位槽，所述截波导板、联轴箱和发电机分别被限制在截波导板限位槽、联轴箱限位槽和发电机限位槽内进行升降。
7.根据权利要求6所述的波能转换发电装置，其特征在于，每个截波单元设有限位杆，以限制截波导板和叶轮的最小间距。
8.根据权利要求7所述的波能转换发电装置，其特征在于，所述叶轮、联轴箱、发电机、传动轴链和限位杆联动，通过联轴箱升降器和发电机升降器统一升降。
9.根据权利要求1至4任一项所述的波能转换发电装置，其特征在于，所述基座上设有横梁，所述截波导板的后端设有导流板。
10.根据权利要求1至4任一项所述的波能转换发电装置，其特征在于，各截波单元呈水平阶梯式、V型或半V型、间隔布置。
【文档编号】F03B13/12GK203476596SQ201320628961
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2013年10月12日 优先权日:2013年10月12日
【发明者】王永山 申请人:王永山