[發(fā)明專利]浮合筏式海浪發(fā)電機

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410016328.2
• 申請日: 2014-01-01
• 公開（公告）號: CN104747359A
• 公開（公告）日: 2015-07-01
• 發(fā)明（設計）人: 周文正
• 申請（專利權）人: 周文正
• 主分類號: F03B13/14
• 分類號: F03B13/14
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

浮合筏式海浪發(fā)電機屬于海浪發(fā)電機制造領域。

背景技術

眾多的海洋資源中，波浪能是一種能量密度高、總能量巨大的海洋資源，為了利用這一海洋資源，全球各地的技術工作者想盡一切辦法加以利用，但由于海浪的能量波動不穩(wěn)定、破壞性強、海水腐蝕性高等原因，波浪能一直無法得到合理利用。

僅國內就有各種各樣海浪利用專利上千項，但沒有一項能實現(xiàn)商業(yè)化應用，國際上波浪能發(fā)電方案也有眾多門類，主要分岸基和離岸兩大類，由于海浪在近岸過程中能量不斷損失，岸基利用雖然安全系數(shù)高但利用價值低，因此離岸利用成為合理選項，離岸海浪發(fā)電機主要有使用空氣利用、機械利用兩大類方法，空氣利用典型案例非日本的“巨鯨”海浪發(fā)電機莫屬，該裝置如張大嘴巴的空心鯨魚，利用透平風力發(fā)電機發(fā)電，屬于震蕩水柱式，一、二級能量轉換效率都比較高，但需要建造龐大的機體，以保證機體不隨波浪起伏，巨大的成本使得“巨鯨”商業(yè)化難度增加；機械利用包括筏式、點式、搖臂式、點頭鴨式幾大類，其中筏式安全性能最高，點頭鴨式一級利用能效最好，因此蘇格蘭的pelamis俗稱“海蛇”應該是離岸機械利用的典型代表機型，其生存能力強、系泊安全性好，屬于筏式海浪發(fā)電機的改進形，在葡萄牙安裝的“海蛇”運行三個月后進行了大返修，最主要原因只在于能量傳遞裝置出現(xiàn)問題，液壓油缸結構本身決定難以適應海浪以秒為計算單位的頻繁沖擊，出現(xiàn)問題在所難免，同時“海蛇”的波浪能量利用只有狹窄的三到四米，雖然利用了波浪的縱搖和橫搖動能，其功率也是有限的，要增加功率只有在保證系泊安全的前提下，適當增加海浪發(fā)電機的迎波寬度，這樣即使一級轉換效率不高，其總功率也不小。

在所有離岸海浪發(fā)電機中，機體制造成本、運行安全性、系泊難度是商業(yè)化運行的最大障礙，運行安全性又包括了機體安全生存能力和能量傳遞裝置的效率和使用壽命，為解決以上技術問題，特別是為了制造一種制作成本低、運行安全、高效率、系泊安全的海浪發(fā)電機，本發(fā)明公開了一種設計方案。

發(fā)明內容

本發(fā)明的設計方案一是將結構材料和浮體分開制造，由鋼材焊接筏體結構，中間用混凝土澆筑平板，混凝土平板作為壓重材料和氣囊頂板，浮體和浮體之間用鉸鏈連接，采用分體高壓氣囊(已另案申請專利)作為浮體，在筏體合適部位安置往返式或其它氣泵；至少兩節(jié)筏體組成浮合筏式海浪發(fā)電機機體；當然在不考慮制造成本的情況下也可以使用其他浮體，如橡膠氣囊、鋼板焊接船體等。

設計方案二是將穿過滑輪的鋼絲繩作為能量傳遞結構，安裝在筏體兩端豎梁頂部的滑輪內穿有鋼絲繩，鋼絲繩從滑輪引出通過儲能器連接鋼絲繩輪，鋼絲繩輪帶動發(fā)電機發(fā)電。所有上述運動部件均通過保護套與海水隔離。方案二是浮合筏式海浪發(fā)電機區(qū)別與其他波浪發(fā)電機，特別是區(qū)別于“海蛇”的創(chuàng)新。

設計方案三是筏體未端底部安裝尾舵，至少兩根筏纜連接在總筏體前端和第二節(jié)筏體前端或第一節(jié)筏體尾部底端，利用尾舵和兩根以上纜繩使筏體前端始終垂直于海浪質點運行方向。

設計方案三使浮合筏式海浪發(fā)電機具有點頭鴨式結構，充分利用海浪的沖擊力和動能，提高發(fā)電機的一級能量轉換效率。

附圖說明

圖1、筏體側視結構示意圖

圖2、筏體俯視結構示意圖

圖3、筏體前視結構示意圖

圖中：1、承重梁2、豎梁3、滑輪4、鋼絲繩5、鉸鏈6、氣囊7、纜繩8、尾舵9、儲能器10、鋼絲繩輪11、發(fā)電機

具體實施方式

下面結合具體實施例，進一步闡述本發(fā)明。

圖1是筏體側視結構示意圖，是浮合筏式海浪發(fā)電機的部分結構示意圖，圖中由鋼材焊接的承重梁1豎梁2與其他筏體鋼材牢固連接，形成的筏體結構可以承受上百噸的外力搖擺，筏體和筏體通過多個鉸鏈5連接，豎梁兩端對應安裝滑輪3，滑輪內來回穿過鋼絲繩4，鋼絲繩從滑輪引出穿過儲能器9，纏繞在鋼絲繩輪10上，筏體在海浪的作用下開合，拉動鋼絲繩，帶動鋼絲繩輪轉動，使發(fā)電機11轉動產(chǎn)生電力，鋼絲繩的穿繞方式有多種，穿繞方法和增加輔助結構并不影響功能的實現(xiàn)；其中儲能器9儲能的同時起到張緊作用，保證鋼絲繩始終處于張緊狀態(tài)；筏體尾端安裝尾舵8，尾舵和兩根以上纜繩7使筏體前端始終與海浪質點的運動方向垂直；以上的鋼絲繩及運動機構均位于保護套內，保護套內裝有環(huán)保機油或植物油，避免與海水接觸，提高機體的使用壽命。

圖2是筏體俯視結構示意圖，圖中1為承重梁，2為豎梁，4為鋼絲繩，9為儲能器，10為鋼絲繩輪，11為發(fā)電機，筏體和筏體由鉸鏈連接，通過圖示參考圖1可以直觀了解浮合筏式海浪發(fā)電機的整體結構。