水轮机式浮标波浪发电设备的制作方法

本发明涉及利用水轮机式浮标波浪发电设备，特别涉及一种在浮标上下运动时，中空的导管会产生上下水流推动水轮机双向转动，经过齿轮、单向轴承转换就可以发电的设备。

技术背景

目前浮标利用波浪发电应用存在以下问题：利用震荡水柱的方式，在浮标中间安装中空导管，导管内产生上下水流，形成变动的空气，从而推动上面的透平机发电；这种震荡水柱转换效率低，根据中科院的有关测量数据显示，只有10～15％，所以产生的电力非常小，难以满足较大功率的航标灯供电需要。

未来浮标利用波浪发电设备的发展趋势是：效率高、功率较大，建造成本低、容易安装、固定成本低，能在水面维修。只有效率高，才能充分攫取波浪能；只有建造成本低、容易安装、能在水面维修，总成本才会降低，才具有商业利用价值。

技术实现要素：

本发明旨在提供一种兼具高效率、特别是面对高潮、低潮照样可以工作，而且效率较高的水轮机式浮标波浪发电设备。浮标1的中间安装中空的导管，直径小于浮标外缘直径很多，浮标随波浪上下运动的速度就会慢于导管内的波浪变化速度，这样，浮标的上下运动与导管内水流的运动差异就可以让相应的转换设备变成电力。导管内安装水轮机201或者浮子301，就能获得一级转换能量，在水轮机轴上面安装力矩方向转换系统和发电机，就能产生电力。而浮子上面安装齿条，齿条经过力矩转换系统和发电机，也能产生电力。

由于效率高、成本低，使得本发明具有很好的商业价值。

本发明的工作原理：

如图1、图2，当浮标1随波浪向上运动时，由于直径比较大、重量大，加上下部阻尼板的作用，其随波浪反应的速度较慢；而在导管102中的水流，由于阻力较小，上升的速度就会较快；这样，波浪就会在导管102内形成相对运动，在导管内安装水轮机201，水轮机在水流的推动下，就会旋转运动，就会带动安装于其上的轴202旋转；轴202的旋转就会带动安装在轴上部的力矩方向转换器和发电机旋转发电。

当浮标1随波浪向下运动时，由于直径比较大、重量大，加上下部阻尼板的作用，其随波浪反应的速度较慢；而在导管102中的水流，由于阻力较小，下降的速度就会较快；这样，波浪就会在导管102内形成相对运动，在导管内安装水轮机201，水轮机在水流的推动下，就会反向旋转运动，就会带动安装于其上的轴202反向旋转；轴202的旋转就会带动安装在轴上部的力矩方向转换器和发电机旋转发电。

浮标1随波浪一上一下，就完成了一个工作流程。这样在波浪的作用下不断循环，就会不断产生电力，满足航标灯等设备的供电需要。

如图3、图4，当浮标1随波浪向上运动时，由于直径比较大、重量大，加上下部阻尼板的作用，其随波浪反应的速度较慢；而在导管102中的水流，由于阻力较小，上升的速度就会较快；这样，波浪就会在导管102内形成相对运动，在导管内安装浮子301，浮子301在水流的推动下，就会向上运动，就会推动安装于其上的齿条302向上运动；齿条302的向上就会带动安装在齿条302上部的力矩转换器303和发电机旋转发电。

当浮标1随波浪向下运动时，由于直径比较大、重量大，加上下部阻尼板的作用，其随波浪反应的速度较慢；而在导管102中的水流，由于阻力较小，下降的速度就会较快；这样，波浪就会在导管102内形成相对运动，在导管内安装浮子301，浮子301在水流的带动下，就会向下运动，就会带动安装于其上的齿条302向下运动；齿条302的向下就会带动安装在齿条302上部的力矩转换器303和发电机旋转发电。

浮标1随波浪一上一下，就完成了一个工作流程。这样在波浪的作用下不断循环，就会不断产生电力，满足航标灯的需要。

本发明具有的有益效果：

1、利用浮标浮体与导管内的水流变化差发电，就能更好地利用波浪能。

2、水轮机和浮子这样的二级转换装置，比震荡水柱的效率要高很多，这样，产生的电力就比较大，可以满足浮标的电力需要。

3、太阳能的效率较低，原因是一天日照的时间太短；波浪几乎24小时都有，利用来发电，效率就比较高了。

附图说明

图1是本发明整体结构的正视图。

图2是利用水轮机转换发电装置的正视图。

图3是浮子发电装置的正视图。

图4是浮子转换发电装置的标注图。

具体实施方式

实施例1

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示，本实施例由浮标系统1、水轮机转换系统2组成；

如图2所示，浮标系统1由浮体101、导管102、配重物兼阻尼板103、航标灯支架104组成；其中配重物兼阻尼板103的宽度106大于厚度107；

水轮机转换系统2由水轮机201、轴202、力矩方向调整器203和发电机组成；

浮标系统1由浮体101浮于水面，下面有锚链固定于海床，可以随波浪起伏；

导管102安装在浮体101的中间，直径大小根据需要安装的水轮机直径来定，一般不大于浮体101直径的一半；

配重物兼阻尼板103安装于导管102的下部，使得浮标1整体能够成不倒翁状态，永远竖立于水面；

航标灯支架104上面安装航标灯及相关配套设备；

水轮机201安装于导管102的水下部位，轴202连接水轮机到顶端，与力矩方向调整器203和发电机连接；

当浮标1随波浪向上运动时，浮体101带动导管102向上运动；而导管内的波浪由于阻力较小，就会上升得比较快，从而与导管102形成相对运动，就会带动安装于其上的水轮机201旋转；安装于水轮机中间的轴201的旋转就会带动力矩方向调整器的齿轮转动，经过飞轮调节、单向轴承的作用，就会输出比较匀速的轴向运动、且方向与水轮机反向时的一致，保障一个周期内无论水轮机正反方向旋转，轴输出的力矩方向一致，满足发电机的需要，使发电机发出比较均匀的电力。

当浮标1随波浪向下运动时，浮体101带动导管102向下运动；而导管内的波浪由于阻力较小，就会下降得比较快，从而与导管102形成相对运动，就会带动安装于其上的水轮机201反向旋转；安装于水轮机中间的轴201的反向旋转就会带动力矩方向调整器的齿轮转动，经过飞轮调节、单向轴承的作用，就会输出比较匀速的轴向运动、且方向与水轮机正向时的一致，保障一个周期内无论水轮机正反方向旋转，轴输出的力矩方向一致，满足发电机的需要，使发电机发出比较均匀的电力。

实施例2

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图3所示，本实施例由浮标系统1、浮子转换系统3组成；

如图4所示，浮标系统1由浮体101、导管102、配重物兼阻尼板103、航标灯支架104组成；其中配重物兼阻尼板103的宽度106大于厚度107；

浮子转换系统3由浮子301、齿条302、力矩调整器303和发电机组成；

浮标系统1由浮体101浮于水面，下面有锚链固定于海床，可以随波浪起伏；

导管102安装在浮体101的中间，直径大小根据需要安装的浮子直径来定，一般不大于浮体101直径的一半；

配重物兼阻尼板103安装于导管102的下部，使得浮标1整体能够成不倒翁状态，永远竖立于水面；

航标灯支架104上面安装航标灯及相关配套设备；

浮子301安装于导管102的上部水位线的位置，齿条302连接浮子301到顶端，与力矩调整器303和发电机连接；

当浮标1随波浪向上运动时，浮体101带动导管102向上运动；而导管内的波浪由于阻力较小，就会上升得比较快，从而与导管102形成相对运动，就会推动安装于其上的浮子301向上运动；安装于浮子301上面的齿条302向上运动就会带动力矩调整器的齿轮转动，经过飞轮调节、单向轴承的作用，就会输出比较匀速的轴向运动、且方向与浮子下降时的一致，保障一个周期内无论浮子上下运动，轴输出的力矩方向一致，满足发电机的需要，使发电机发出比较均匀的电力。

当浮标1随波浪向下运动时，浮体101带动导管102向下运动；而导管内的波浪由于阻力较小，就会下降得比较快，从而与导管102形成相对运动，就会带动安装于其上的浮子301向下运动；安装于浮子301上面的齿条302向下运动就会带动力矩调整器的齿轮转动，经过飞轮调节、单向轴承的作用，就会输出比较匀速的轴向运动、且方向与浮子上升时的一致，保障一个周期内无论浮子上下运动，轴输出的力矩方向一致，满足发电机的需要，使发电机发出比较均匀的电力。

本发明不局限于上述具体的实施例或实施方式，只要浮标内利用水轮机或浮子作为二级转换物的浮标波浪发电设备，就落入本方案的保护范围；至于水轮机采用什么材料，导管安装几根，安装几个水轮机或浮子，均落入本发明的保护范围之中。

上面结合附图对本发明优选的具体实施方式和实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式和实施例，在本领域技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明构思的前题做出各种变化。