一种船型摆式波浪能发电装置制造方法
【专利摘要】本实用新型属于新型可再生能源技术和海洋装备领域，特别涉及一种船型摆式波浪能发电装置。它包括船型漂浮主体、摆板、锚链、液压缸、主液压舱和双向发电水轮机。船型漂浮主体通过锚链连接抓力锚固定于海底；发电水轮机和液压机构均布放于漂浮主体内部。其特征是：船型漂浮主体迎向波浪来波方向，波浪带动摆板往复运动，进而带动液压装置工作，最后通过双向发电水轮机发出电力。本实用新型能根据海浪传递的方向自动调整自身的朝向，高效稳定地将波浪能转化为电能，适用于深水区域，同时具有较高的可靠性，易于安装和移动。
【专利说明】一种船型摆式波浪能发电装置
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于新型可再生能源技术和海洋装备领域，特别是一种船型摆式波浪 能发电装置。
【背景技术】
[0002] 随着全球能源危机和温室效应的加剧，海洋可再生能源的开发越来越受到重视。 其中，波浪能由于其储量巨大受到广泛关注，目前已有大量形式各异的波浪能装置被研发 出来。根据波浪能装置布放的位置，可将其分为三类：离岸式、近岸式和沿岸式。由于易于 安装和维护、建设成本低等特点，早期研究较多、应用较广的设计大多都属于近岸式和沿岸 式。然而，近岸地区相对较低的波浪能密度大大限制了波浪能的利用和波浪能技术的发展。
[0003] 相对地，在深水地区波浪能的密度较高，同时又不会占用宝贵的陆地资源，在近些 年来深水区离岸式波浪能装置受到人们更多的关注，其具有代表性的是位于苏格兰的波浪 能发电公司Pelamis在葡萄牙开发的Agucadoura波浪能发电场中的"海蛇"发电装置。一 般地，离岸式装置安装于深水区域（水深大于40米），这给波浪能装置的安装和维护都带来 了挑战。由于离岸区域风浪资源丰富，且在时间分布上变化较大，甚至还会面临台风等极端 天气，工程师们不得不重点考虑离岸式波浪能装置的稳定性和安全性。在保证波浪能转换 装置能适应不同的天气状况的同时，需要考察设计在极端天气条件下的生存策略和生存能 力。
【发明内容】
[0004] 本实用新型所要解决的技术问题是：克服上述现有波浪能技术的布放地区能量密 度低、安全性差等不足，提供一种船型摆式波浪能发电装置，它能根据海浪传递的方向自动 调整自身的朝向，高效地将波浪能转化为电能，适用于深水区域，为海上采油平台、观测站 等离岸设施提供电力，同时具有较高的可靠性，易于安装和移动。
[0005] 本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
[0006] -种船型摆式波浪能发电装置，包括船型漂浮主体、摆板、锚链、液压缸、主液压舱 和双向发电水轮机。船型漂浮主体通过锚链连接抓力锚固定于海底；漂浮主体的侧面安装 有液压缸和摆板；液压缸联通漂浮主体内部；液压缸和摆板铰接相连；发电水轮机和液压 机构均布放于漂浮主体内部。其特征是：船型漂浮主体迎向波浪来波方向，波浪带动摆板 往复运动，进而带动液压装置工作，最后通过双向发电水轮机发出电力。
[0007] 所述的一种船型摆式波浪能发电装置，其特征是：船型漂浮主体为椭圆形柱体结 构，内部中空。
[0008] 所述的一种船型摆式波浪能发电装置，其特征是：船型漂浮主体采用单锚链固定 于海底。
[0009] 所述的一种船型摆式波浪能发电装置，其特征是：共有4组摆板和液压缸，分别对 称分布、铰接于船型漂浮主体两侧。
[0010] 所述的一种船型摆式波浪能发电装置，其特征是：前摆板和后摆板之间的距离应 为装置布放海域特征波长的一半。
[0011] 所述的一种船型摆式波浪能发电装置，其特征是：每个液压缸都安装有4个挡片。
[0012] 所述的一种船型摆式波浪能发电装置，其特征是：船型漂浮主体内部安装一个主 液压舱与4个液压缸连接。
[0013] 所述的一种船型摆式波浪能发电装置，其特征是：主液压舱中间位置安装有一个 双向发电水轮机。
[0014] 船型漂浮主体采用单锚链固定于海底，其可以在海平面上朝向任意方向。漂浮主 体的椭圆形外形以及前、后摆板的布放方法使得整体发电装置在迎向来波方向时装置受到 的水动力学阻力最小，由此，当波浪作用于船型漂浮发电装置时，装置会自动调整为朝向来 波的方向。同时，较小的水动力学阻力也保证了在风浪条件较为恶劣时，整体发电装置受到 的波浪力较小，保障了装置的安全性。
[0015] 前摆板和后摆板与漂浮主体铰接相连，只有一个转动的运动自由度。海浪传递过 来时，波峰作用于两个前摆板，摆板的转动带动液压缸内的活塞推动主液压舱中的液压油 经过双向发电水轮机向后流动，水轮机发电；与此同时，波谷经过两个后摆板，后摆板向远 离船型主体的方向转动，带动活塞向外运动从而促进了主液压舱中液压油向后的运动。当 波谷作用于两个前摆板时，波峰位于后摆板，过程与上述过程相反，主液压舱中的液压油经 由双向发电水轮机向前流动，水轮机发电。
[0016] 本实用新型的有益效果是：
[0017] 本实用新型适用于波浪能资源较为丰富的深水区域，采用椭圆形船型漂浮主体和 多摆板设计，能够根据来波方向自动调整装置朝向；其发电原理采用了液压配合水轮机的 方式，形式稳定；液压和发电系统均安装与船型主体内部，安全性高；本设计采用了单锚链 系留的漂浮式平台，形式简单，便于安装和转移。
【专利附图】
【附图说明】
[0018] 图1是本实用新型的安装示意图。
[0019] 图2是本实用新型的整体结构示意图。
[0020] 图3是本实用新型各组成部分的组合方式示意图。
[0021] 图4是一组摆板和液压缸组合的结构示意图。
[0022] 图中，1-船型漂浮主体，2-后摆板，3-锚链，4-前摆板，5-液压缸，6-主液压舱， 7_双向发电水轮机，8-铰接点，9-连杆，10-铰接点，11-连杆，12-挡片，13-活塞，14-铰接 点。
【具体实施方式】
[0023] 下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细说明。
[0024] 实施例1 :
[0025] 如图1所示，船型漂浮主体1通过锚链3进行固定，锚链3的另外一端固定于海底； 船型漂浮主体1迎向来波方向，前摆板4和后摆板2分别安装于漂浮主体1的前部和后部； 漂浮主体1的顶面接近海平面位置。
[0026] 如图2所示，船型漂浮主体1安装有2个前摆板4和2个后摆板2,分别对称分布 于船体两侧，每一个摆板都与液压缸5连接。
[0027] 如图3所示，4个液压缸5都与主液压舱6相连，液压舱6位于漂浮主体1内部，液 压舱6的中间位置安装有双向发电水轮机7。
[0028] 如图4所示，摆板2和4与船型漂浮主体1通过铰接点14连接，摆板与液压缸5中 的活塞13通过两端连杆9和11以及两个铰接点8和10相连，在活塞的两侧，分布有4个 挡片12。
[0029] 本实施例的工作原理：
[0030] 实际使用时，船型漂浮主体1处于漂浮状态，其上部表面略高于水平面位置。当波 浪传递到漂浮主体时，如果漂浮主体斜向来波方向，则漂浮主体所受的不均匀波浪力会使 其自动调整为迎着来波方向从而达到平衡状态。当波浪传递到船型摆式波浪能发电装置， 波峰首先作用于两个前摆板4,从而带动液压缸5内的活塞13推动主液压舱6中的液压油 经过双向发电水轮机7向后流动，水轮机发电；与此同时，波谷位于与前摆板4相距半个波 长的后摆板2处，后摆板向远离液压缸5的方向转动，带动活塞13向外运动进一步促进了 主液压舱6中液压油向后的运动。当波谷作用于两个前摆板4时，波峰位于后摆板2处，活 塞13的运动过程与前述过程正好相反，主液压舱6中的液压油经由双向发电水轮机7向前 流动，水轮机发电。液压缸5中安装的4个挡片12限定了活塞13的运动范围，从而保证了 摆板的转动幅度不会太大，不会显著改变整体船型装置的水动力学阻力特征，保证其在能 量转换过程中装置朝向方向的一致性。
[0031] 尽管上面对本实用新型的优选实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上 述的【具体实施方式】，上述的【具体实施方式】仅仅是示意性的，并不是限制性的。
【权利要求】
1. 一种船型摆式波浪能发电装置，包括船型漂浮主体、摆板、锚链、液压缸、主液压舱和 双向发电水轮机；船型漂浮主体通过锚链连接抓力锚固定于海底；漂浮主体的侧面安装有 液压缸和摆板；液压缸联通漂浮主体内部；液压缸和摆板铰接相连；发电水轮机和液压机 构均布放于漂浮主体内部，其特征在于：船型漂浮主体迎向波浪来波方向，波浪带动摆板往 复运动，进而带动液压装置工作，最后通过双向发电水轮机发出电力。
2. 根据权利要求1所述的船型摆式波浪能发电装置，其特征在于：船型漂浮主体为椭 圆形柱体结构，内部中空。
3. 根据权利要求1所述的船型摆式波浪能发电装置，其特征在于：船型漂浮主体采用 单锚链固定于海底。
4. 根据权利要求1所述的船型摆式波浪能发电装置，其特征在于：共有4组摆板和液 压缸，分别对称分布、铰接于船型漂浮主体两侧。
5. 根据权利要求1所述的船型摆式波浪能发电装置，其特征在于：前摆板和后摆板之 间的距离应为装置布放海域特征波长的一半。
6. 根据权利要求1所述的船型摆式波浪能发电装置，其特征在于：每个液压缸都安装 有4个挡片。
7. 根据权利要求1所述的船型摆式波浪能发电装置，其特征在于：船型漂浮主体内部 安装一个主液压舱与4个液压缸连接。
8. 根据权利要求1所述的船型摆式波浪能发电装置，其特征在于：主液压舱中间位置 安装有一个双向发电水轮机。
【文档编号】F03B13/22GK203847318SQ201420131408
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2014年3月24日 优先权日:2014年3月24日
【发明者】彭伟 申请人:长沙理工大学