[實用新型]振蕩浮子波浪能發(fā)電裝置的潮位自適應裝置

有效

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• 申請日: 2014-10-20
• 公開（公告）號: CN204212909U
• 公開（公告）日: 2015-03-18
• 發(fā)明（設計）人: 史宏達;曹飛飛;劉臻;曲娜;趙環(huán)宇;胡戈行;韓治
• 申請（專利權）人: 中國海洋大學
• 主分類號: F03B13/22
• 分類號: F03B13/22;F03B11/00
• 代理公司: 青島聯(lián)信知識產(chǎn)權代理事務所 37227
• 代理人: 潘晉祥;王中云

技術領域

本實用新型屬于振蕩浮子型波浪能發(fā)電裝置技術領域，具體涉及一種振蕩浮子波浪能發(fā)電裝置的潮位自適應裝置。

背景技術

振蕩浮子式波浪能發(fā)電裝置一般應用于近岸和離岸海域，通過錨鏈錨住裝置水下潛浮體形成浮式結構，其利用隨浪升沉運動的振蕩浮子部分與裝置錨固部分之間的相對運動吸收波浪能，進而通過機械或液壓轉(zhuǎn)化形式將能量轉(zhuǎn)化為電能發(fā)電。

為了使裝置能夠獲得更大的相對運動，一般利用張力錨將水下潛浮體及裝置整體結構錨固形成相對穩(wěn)定的界面，水面上只有動浮子隨波浪及潮位浮動。動浮子連接液壓缸活塞桿，在固定在裝置穩(wěn)定結構上的液壓缸中上下作用推動液壓油做功。由于浮子隨潮位會隨時產(chǎn)生水位變化，為避免活塞桿沖頂或者脫離液壓缸體，需在裝置中設計一套系統(tǒng)控制改變液壓缸高度，以保持浮子和液壓缸的正常工作位置。

目前，適應潮位控制液壓缸高度的一種方法是使用限位行程開關搭配螺旋升降器工作。行程開關設置上下兩個，分別控制潮位上漲和潮位下落時液壓缸動作。當潮位上漲時，固定在浮子上表面的觸碰桿觸碰到上行程開關，產(chǎn)生動作信號，該信號發(fā)送至控制系統(tǒng)，判斷后認為是潮位上漲信號，發(fā)送給執(zhí)行電機，電機帶動螺旋升降器提升液壓缸，提升高度根據(jù)潮位情況由初始設定；潮位下降時，浮子上的觸碰桿觸碰下形成開關，同理產(chǎn)生向下動作的控制信號并動作。但采用限位開關監(jiān)測潮位變化存在如下缺點：海洋環(huán)境下，限位開關在機械上容易受極端波況影響發(fā)生損害，也容易受頻繁的機械接觸導致開關失效；在信號傳輸上易產(chǎn)生電路故障和信號失靈，并且，控制系統(tǒng)無法甄別浮子因潮位變化還是大波作用產(chǎn)生的位置變化，易發(fā)出錯誤指令產(chǎn)生誤操作。

適應潮位控制液壓缸高度的另一種方法是使用連桿浮球液位計搭配螺旋升降器工作。采用該種方法的波浪能發(fā)電裝置一般裝配驗潮井，將連桿浮球液位計安裝與驗潮井中，通過監(jiān)測驗潮井中的液位上下變化來判斷潮位漲落。驗潮井利用連通器原理，內(nèi)部液位只隨潮位變化而變化，不受外部波浪影響，避免了波面起伏對潮位監(jiān)測的干擾。該方法也需在波浪能發(fā)電裝置下水前預設控制方法和動作指令，PLC通過邏輯判斷液位計產(chǎn)生的信號控制螺旋升降器進行相應的動作，帶動液壓缸調(diào)整至安全工作位置。但采用液位計監(jiān)測潮位變化存在如下缺點：由于需在波浪能發(fā)電裝置上裝配驗潮井，使得裝置整體結構變得復雜且強度下降，易產(chǎn)生結構變形甚至損壞；驗潮井若出現(xiàn)堵塞情況，將直接影響液位計對外部潮位變化的監(jiān)測，使得螺旋升降器無法進行正確動作；液位計頂部接線盒需做防水密封處理，若線路受潮或進水也將直接影響液位計工作性能甚至導致液位計失效。

實用新型內(nèi)容

本實用新型針對上述現(xiàn)有技術的不足，提出了一種新的振蕩浮子波浪能發(fā)電裝置的潮位自適應裝置。

本實用新型的振蕩浮子波浪能發(fā)電裝置的潮位自適應裝置，所述的振蕩浮子波浪能發(fā)電裝置包括潛浮體、導向桿、浮子、液壓缸、套筒，導向桿安裝在潛浮體上，浮子和套筒都套裝在導向桿上，液壓缸的缸體通過支撐臂與套筒固接，液壓缸的活塞桿與浮子固接，所述的潮位自適應裝置包括波高調(diào)整框和阻尼機構。

所述的波高調(diào)整框固定在浮子上，包括連接板和固裝在連接板上的上限位套和下限位套，上限位套和下限位套都套裝在導向桿上，套筒位于上限位套和下限位套之間。

所述的阻尼機構包括固定臺、緩沖桿和阻尼裝置，阻尼裝置安裝在固定臺上，固定臺固定在導向桿上，緩沖桿與液壓缸的缸體固接，緩沖桿設置的齒條與阻尼裝置設置的阻力齒輪嚙合。

優(yōu)選的是，所述的阻尼裝置為旋轉(zhuǎn)阻尼器。

優(yōu)選的是，所述的旋轉(zhuǎn)阻尼器為雙向旋轉(zhuǎn)阻尼器。

優(yōu)選的是，所述的緩沖桿豎直設置，且兩側(cè)都設置有齒條。

優(yōu)選的是，緩沖桿一側(cè)的齒條與固定臺上安裝的穩(wěn)定齒輪嚙合，另一側(cè)的齒條與阻尼裝置設置的阻力齒輪嚙合。

優(yōu)選的是，阻尼裝置設置有兩個，緩沖桿兩側(cè)的齒條分別與兩個阻尼裝置的阻力齒輪嚙合。

本實用新型的有益效果是：潮位自適應裝置可使液壓缸位置隨潮位變化進行適應調(diào)整，保證了浮子與液壓缸之間的有效工作距離，保證發(fā)電裝置有較高的能量轉(zhuǎn)換效率，同時又避免了活塞桿沖頂或脫離液壓缸缸體的危險情況出現(xiàn)，而且潮位自適應裝置完全由機械結構配合構成，不涉及電子元件以及電控系統(tǒng)，結構上更為簡單和穩(wěn)定，不會受到海洋環(huán)境的影響，長期穩(wěn)定的工作在海上惡劣環(huán)境下，無須經(jīng)常對其進行維護，使用和維護成本極低。

不需增加潮位測量儀器，不消耗發(fā)電裝置上的電能，降低設計成本和生產(chǎn)制造成本，可全天候正常工作，也從側(cè)面提高了發(fā)電裝置整體的輸出電量。