[發(fā)明專利]能量俘獲和轉(zhuǎn)化設(shè)備

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200810302457.2
• 申請(qǐng)日: 2008-06-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101619701A
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-01-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 李強(qiáng)
• 主分類號(hào): F03B13/16
• 分類號(hào): F03B13/16
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及新能源利用、機(jī)電、電力領(lǐng)域，提出了一種能量俘獲和轉(zhuǎn)化設(shè)備，尤其是波浪能利用領(lǐng)域中的波浪能俘獲和轉(zhuǎn)化。

背景技術(shù)

能源的短缺使得新能源的開(kāi)發(fā)利用越來(lái)越重要，波浪能尤其是海浪能由于蘊(yùn)藏量大、環(huán)保等優(yōu)勢(shì)，對(duì)其開(kāi)發(fā)利用的技術(shù)發(fā)展很快。國(guó)外曾提出過(guò)大量波浪能利用的技術(shù)，如，已經(jīng)試運(yùn)行的“海蛇”，它是由三段鉸接的鋼制大圓柱組成，半浮于海面，海浪的起伏使組件上下運(yùn)動(dòng)，鉸鏈部件帶動(dòng)液壓泵，高壓液體再驅(qū)動(dòng)液壓馬達(dá)和發(fā)電機(jī)。

中國(guó)國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局公開(kāi)了一些利用擺動(dòng)的運(yùn)動(dòng)方式俘獲波浪能量的技術(shù)方案，如：200610080780.0，200610119444.2，200680000890.x，200620046606.x，200510061518.7，200520089059.9，200410009793.x，200480031350.9，01111004.x，01211831.1，96121290.x，92112767.7，87106457。這些技術(shù)方案中，主要是設(shè)置一套擺錘，利用外殼的擺動(dòng)使擺錘擺動(dòng)，以便獲取波浪能。正因?yàn)椴捎眠@種原理和結(jié)構(gòu)的原因，使這一類技術(shù)方案具有如下缺陷。

波浪能中鉛直方向的能量要遠(yuǎn)大于水平方向的能量，而上述方案的設(shè)計(jì)意圖都是主要利用水平方向的能量使擺錘擺動(dòng)，因此對(duì)波浪能的獲取比例較低。如果擺錘質(zhì)量較小則無(wú)法獲取更多能量；如果質(zhì)量較大則不利于擺動(dòng)，與外殼和框架一起隨海浪作整體飄蕩將會(huì)成為主要的運(yùn)動(dòng)方式，也無(wú)法獲取較多能量。即使不考慮上述兩點(diǎn)，這些方案的機(jī)械結(jié)構(gòu)也過(guò)于復(fù)雜，因此損耗高效率低，而且制造成本高，維護(hù)費(fèi)用高。

發(fā)明內(nèi)容

為充分獲取和利用各種波動(dòng)攜帶的能量，尤其是海浪波動(dòng)在鉛直方向的能量，本發(fā)明提出了一種能量俘獲和轉(zhuǎn)化設(shè)備，基本原理是利用設(shè)備水平角度隨波動(dòng)發(fā)生變化，而設(shè)備內(nèi)部質(zhì)量較大的換能錘要維持穩(wěn)定狀態(tài)，因此框架(或殼體或它們的組合，下同)與換能錘之間發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，能量被俘獲；框架通過(guò)能量轉(zhuǎn)化部件或傳動(dòng)部件與錘體連接，從而轉(zhuǎn)化或傳遞能量。

本發(fā)明所提出的設(shè)備從功能上可分為三部分：一、殼體或框架或它們的組合，二、一套或多套換能錘系統(tǒng)，三、能量傳遞系統(tǒng)或能量轉(zhuǎn)化系統(tǒng)或它們的組合。其中部分部件有時(shí)既是屬于第二部分的部件又是屬于第三部分的部件，這也正是本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、高效率的關(guān)鍵因素之一。能量傳遞系統(tǒng)主要由各種傳動(dòng)部件組成；能量轉(zhuǎn)化系統(tǒng)主要由將各種形式的能量互相轉(zhuǎn)化的部件組成，如，發(fā)電機(jī)、流體壓縮機(jī)等。

每套換能錘系統(tǒng)至少包括一套換能錘錘體，錘體是換能錘質(zhì)量最大和最集中的部件，有時(shí)還是零部件最集中、作用最重要的地方；不同實(shí)施方式下?lián)Q能錘系統(tǒng)還可以包括：懸掛方式換能錘系統(tǒng)的錘桿、錘軸，以及支撐方式下的導(dǎo)軌，導(dǎo)軌有時(shí)不是單獨(dú)的部件，而是框架的一部分，另外還包括一部分傳動(dòng)部件。

懸掛式的換能錘錘體通過(guò)錘桿與錘軸連接，懸掛于設(shè)備中，框架與換能錘可以相對(duì)運(yùn)動(dòng)，設(shè)備水平角度發(fā)生變化時(shí)，換能錘維持懸垂?fàn)顟B(tài)，框架發(fā)生相對(duì)于換能錘的擺動(dòng)。

支撐方式維持穩(wěn)定的換能錘，其錘體直接以接觸或非接觸方式由支架(或框架、或殼體，下同)支撐于設(shè)備中，支撐部件可以兼作導(dǎo)軌，控制錘體的運(yùn)動(dòng)軌跡，并且可以為傳動(dòng)部件的連接和固定提供幫助；設(shè)備在外部能量和重力等的共同作用下，導(dǎo)軌水平方向一旦發(fā)生傾斜，錘體立即會(huì)向低處移動(dòng)。

上述兩類相對(duì)運(yùn)動(dòng)(除特別聲明外，以下所稱相對(duì)運(yùn)動(dòng)均指此處的兩類相對(duì)運(yùn)動(dòng))的發(fā)生表明外部能量被俘獲并首先被轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，該能量可以多種方式轉(zhuǎn)化為其它形式的能量或直接通過(guò)傳動(dòng)部件輸出。為利用上述相對(duì)運(yùn)動(dòng)，框架還通過(guò)傳動(dòng)部件或能量轉(zhuǎn)化部件等與錘體連接。

能量轉(zhuǎn)化部件或大多數(shù)傳動(dòng)部件連接于框架和錘體之間，可以直接將相對(duì)運(yùn)動(dòng)傳遞給能量轉(zhuǎn)化部件，或者通過(guò)傳動(dòng)部件直接輸出機(jī)械能。

換能錘錘體也可以含有可動(dòng)的部分，這里的可動(dòng)所涉及的運(yùn)動(dòng)是指區(qū)別于換能錘整體與框架所發(fā)生的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，而是由錘體組成部分相對(duì)于錘體整體所發(fā)生的運(yùn)動(dòng)，或者，由錘體整體所發(fā)生的相對(duì)于錘體自身原來(lái)狀態(tài)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)(此時(shí)錘體的可動(dòng)部分即是整個(gè)錘體)；此時(shí)，前述連接是指框架與錘體的可動(dòng)部分的連接，因此換能錘與框架的相對(duì)運(yùn)動(dòng)使得換能錘錘體中可動(dòng)的部分發(fā)生相對(duì)于錘體的運(yùn)動(dòng)，獲取的能量可以由設(shè)置在錘體處的能量轉(zhuǎn)化部件轉(zhuǎn)化為其它形式的能量，或直接輸出機(jī)械能。