[發(fā)明專利]一種淺水區(qū)波浪發(fā)電裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210215818.6
• 申請日: 2012-06-26
• 公開（公告）號: CN102720626A
• 公開（公告）日: 2012-10-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張珩;劉開磊
• 申請（專利權(quán)）人: 張珩;劉開磊
• 主分類號: F03B13/14
• 分類號: F03B13/14;F03B3/12
• 代理公司: 北京和信華成知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11390
• 代理人: 王藝

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及新能源發(fā)電領(lǐng)域，尤其涉及一種適用于海洋淺水區(qū)的波浪發(fā)電裝置。

背景技術(shù)

隨著礦物能源的消耗殆盡，綠色可再生能源及發(fā)電技術(shù)成為如今世界各國的研究熱點(diǎn)。

波浪能由于能量密度大、分布廣泛等特點(diǎn)，世界各國發(fā)明了原理不同、形式各異的波浪發(fā)電裝置。

現(xiàn)有較先進(jìn)的波浪發(fā)電裝置可主要有三種：一是利用深海區(qū)波浪的上下往復(fù)運(yùn)動特征，通過可自由浮動的裝置捕獲波浪上下運(yùn)動的動能，并轉(zhuǎn)化為電能，如Ocean?Power?Technologies公司的PowerBuoy裝置；二是利用波浪的往復(fù)運(yùn)動特征，通過flag隨波搖擺捕獲其能量，再通過液壓泵驅(qū)動發(fā)電機(jī)發(fā)電，如Aquamarine?Power公司的Oyster裝置；三是利用波浪傳播過程中的壓力波，通過封閉腔體捕獲此能量并壓縮水流驅(qū)動發(fā)電機(jī)發(fā)電，如Pelamis?WavePower公司的Pelamis裝置。

現(xiàn)有的波浪發(fā)電裝置大多用于遠(yuǎn)離海岸的深海區(qū)，且裝置巨大、轉(zhuǎn)換效率較低、成本較高，使得未能得到有效推廣。

近海淺水區(qū)波浪水中質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動主要為水平方向的往復(fù)運(yùn)動、垂直方向運(yùn)動速度較小（如圖1）。水平方向運(yùn)動水流的發(fā)電方法可借鑒傳統(tǒng)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)。但風(fēng)為方向、速度近似恒定的流場，而此處的水流為方向周期改變、大小變化的流場，因此傳統(tǒng)風(fēng)力發(fā)電所采用的定安裝角葉片設(shè)計(jì)難以用于波浪發(fā)電。

同時，傳統(tǒng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的傳動結(jié)構(gòu)+加速齒輪+發(fā)電機(jī)的設(shè)計(jì)由于存在較大的靜摩擦力、動摩擦力，也難以用于波浪發(fā)電。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對上述技術(shù)問題，提出一種淺水區(qū)波浪發(fā)電裝置，可以捕獲淺水區(qū)波浪的動能，且無需使用變速齒輪箱及傳動機(jī)構(gòu)。

為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種淺水區(qū)波浪發(fā)電裝置，包括轉(zhuǎn)子、定子和后端處理電路，所述轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)動軸承、葉片和內(nèi)輪；所述轉(zhuǎn)動軸承位于所述內(nèi)輪的軸側(cè)中心；所述葉片的一端與轉(zhuǎn)動軸承相連，另一端與內(nèi)輪相連；所述葉片為活動葉片，可沿葉軸轉(zhuǎn)動；所述定子包括相連的外輪和支撐結(jié)構(gòu)；所述導(dǎo)線與所述后端處理電路相連；

所述內(nèi)輪上設(shè)置有磁體，所述外輪上設(shè)置有導(dǎo)線；或者，所述內(nèi)輪上設(shè)置有導(dǎo)線，所述外輪上設(shè)置有磁體；

在波浪驅(qū)動下，葉片受力，使內(nèi)輪轉(zhuǎn)動，與外輪產(chǎn)生相對運(yùn)動時，導(dǎo)線切割所述磁體產(chǎn)生的磁力線，產(chǎn)生感生電動勢，從而產(chǎn)生電流。

優(yōu)選地，上述裝置具有以下特點(diǎn)：

當(dāng)所述內(nèi)輪上設(shè)置有磁體，所述外輪上設(shè)置有導(dǎo)線時，

所述磁體為塊狀磁鐵，均勻分布在所述內(nèi)輪的圓周上，磁體間具有間隔，且相鄰磁體的磁極方向相反，所述磁體產(chǎn)生的磁力線與磁性材料構(gòu)成的內(nèi)輪和外輪形成完整磁回路。

優(yōu)選地，上述裝置具有以下特點(diǎn)：

所述磁體采用稀土磁鐵；所述導(dǎo)線位于外輪內(nèi)表面，或嵌入所述外輪內(nèi)。

優(yōu)選地，上述裝置具有以下特點(diǎn)：

當(dāng)所述內(nèi)輪上設(shè)置有磁體，所述外輪上設(shè)置有導(dǎo)線時，

所述磁體為U型，包括U型的導(dǎo)磁體和兩塊塊狀磁鐵；所述導(dǎo)磁體均勻分布在所述內(nèi)輪的圓周上，所述兩塊磁鐵分別位于所述導(dǎo)磁體的內(nèi)側(cè)，兩塊磁鐵相對且同磁化方向放置，以形成完整磁回路；相鄰U型磁體的磁路方向相反。

優(yōu)選地，上述裝置具有以下特點(diǎn)：

所述內(nèi)輪和外輪采用導(dǎo)磁材料或非導(dǎo)磁材料；所述磁鐵為稀土磁鐵；所述導(dǎo)線位于外輪內(nèi)表面，或嵌入所述外輪內(nèi)。

優(yōu)選地，上述裝置具有以下特點(diǎn)：

當(dāng)所述內(nèi)輪上設(shè)置有磁體，所述外輪上設(shè)置有導(dǎo)線時，

所述內(nèi)輪包括第一轉(zhuǎn)輪和第二轉(zhuǎn)輪，所述第一轉(zhuǎn)輪和第二轉(zhuǎn)輪分別位于所述外輪的兩側(cè)，所述第一轉(zhuǎn)輪和第二轉(zhuǎn)輪均與所述葉片和轉(zhuǎn)動軸承固連；

在所述第一轉(zhuǎn)輪以及所述第二轉(zhuǎn)輪的圓周上分布有依次排列的多個磁體，所述每個磁體包括依次排列的四塊磁鐵，所述四塊磁鐵依次為第一磁鐵、第二磁鐵、第三磁鐵和第四磁鐵，其中第一磁鐵和第三磁鐵的磁極方向?yàn)槠渌谵D(zhuǎn)輪圓周的切線方向，第二磁鐵和第四磁鐵的磁極方向?yàn)槠渌谵D(zhuǎn)輪圓周的垂直方向；或者，第一磁鐵和第三磁鐵的磁極方向?yàn)槠渌谵D(zhuǎn)輪圓周的垂直方向，第二磁鐵和第四磁鐵的磁極方向?yàn)槠渌谵D(zhuǎn)輪圓周的切線方向；

所述第一磁鐵和第三磁鐵的磁極方向相反，所述第二磁鐵和第四磁鐵的磁極方向相反；

所述第一轉(zhuǎn)輪和第二轉(zhuǎn)輪上的磁鐵相對，但磁極方向相反，以形成完整磁回路。

優(yōu)選地，上述裝置具有以下特點(diǎn)：

所述內(nèi)輪采用導(dǎo)磁材料或非導(dǎo)磁材料，所述外輪采用導(dǎo)磁材料；所述磁鐵為稀土磁鐵；所述導(dǎo)線位于外輪內(nèi)表面，或嵌入所述外輪內(nèi)。