[發明專利]主動共振C式浮力擺波浪能發電裝置

有效

• 申請號: 201910098598.5
• 申請日: 2019-01-31
• 公開（公告）號: CN109973288B
• 公開（公告）日: 2020-07-10
• 發明（設計）人: 蔡元奇;霍銀泉;劉健慧;石祥宇;劉洋
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: F03B13/18
• 分類號: F03B13/18
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 肖明洲

1.主動共振C式浮力擺波浪能發電裝置，包括：俘能系統、主軸、發電系統、筏式底座，所述發電系統和俘能系統安裝筏式底座上；所述俘能系統用于俘獲波浪能，再轉換為機械能，并通過主軸傳遞給發電系統進行發電；俘能系統包括擺體，所述擺體呈密閉狀艙室結構，艙室內設置有擺體質心調節機構，擺體兩側面是相互平行的垂直面，擺體兩側面之間與主軸固連，所述主軸通過軸承座安裝在筏式底座上，設定：主軸軸心的兩端為支鉸點，擺體以該支鉸點為中心旋轉擺動，主軸的一端通過聯軸器與發電系統的動力輸入軸連接；

所述發電系統包括：鏈輪鏈條傳動機構、增速器和永磁發電機；擺體兩側面之間艙室的外部是按設定形狀構成的迎波面和背波面，所述擺體質心調節機構包括：配重、質心調節電機、穩定導桿、質心調節絲杠；所述質心調節電機用于驅動質心調節絲杠旋轉，質心調節絲杠帶動配重按設定程序升降，進而實時調節擺體的回復剛度，實現振動系統的自振周期調整；

所述擺體的主軸上設置有碼盤，所述碼盤用于測試擺體擺動的信號，再采用荷載識別方法，識別波浪周期及波激力，并依據識別的波浪周期實時調整擺體的自振周期，實現擺體與波浪的共振，其特征在于：

所述擺體的兩側面之間設置有迎波面和背波面，所述迎波面按波的入射設定為三種類型，即:平面形式、內凹圓弧形式、對稱形式；所述背波面按：輻射力力臂最小、繞射力最大的要求設定外形，背波面的剖面形狀為上大下小。

2.如權利要求1所述主動共振C式浮力擺波浪能發電裝置，其特征在于：采用所述配重調節質心的公式為：

公式中：ω為波浪圓頻率，F_f為浮力，y_f為浮心距主軸垂向距離，M₁為擺體質量，y₁為擺體質心距主軸的垂向距離，M₂為配重質量，x₂為配重質心距主軸的水平距離，y₂為配重質心距主軸垂向距離，I_w為擺體縱搖附連轉動慣量，I₁為擺體繞主軸轉動慣量，I₂₁為配重繞其質心的轉動慣量，為配重繞主軸的轉動慣量。

3.如權利要求1所述主動共振C式浮力擺波浪能發電裝置，其特征在于：所述擺體背波面的頂部呈大圓弧狀、底部呈小圓弧狀；所述大圓弧和小圓弧均以主軸為圓心，大圓弧和小圓弧之間采用螺旋線、漸開線及高階曲線過渡，過渡曲線上外法線距主軸軸心的距離最小。

4.如權利要求3所述主動共振C式浮力擺波浪能發電裝置，其特征在于：所述擺體迎波面設置為平面，此時，迎波面曲線與背波面位于底部的小圓弧相切，與位于頂部的大圓弧相交，相交處倒圓角。

5.如權利要求3或4所述主動共振C式浮力擺波浪能發電裝置，其特征在于：所述擺體迎波面設置為內凹圓弧面，此時，迎波面曲線與背波面位于底部的小圓弧相切，與位于頂部的大圓弧相交，相交處倒圓角。

6.如權利要求1所述主動共振C式浮力擺波浪能發電裝置，其特征在于：所述擺體迎波面設置為與背波面相同的鏡像面。

7.如權利要求1所述主動共振C式浮力擺波浪能發電裝置，其特征在于：所述擺體在工作時完全浸沒于水中。