《組合型振盪浮子波浪能發電裝置》是中國海洋大學於2014年5月5日申請的專利，該專利的公布號為CN103939271A，授權公布日為2014年7月23日，發明人是史宏達、劉臻、郭廣龍、宋文杰、劉鵬、黎明、趙環宇、曹飛飛、曲娜、呂小龍、朱凱。
《組合型振盪浮子波浪能發電裝置》涉及一種組合型振盪浮子波浪能發電裝置。其包括發電系統和固定系統。其中，固定系統包括潛浮體、固定架和工作平台，固定架固定連線於潛浮體頂部，固定架頂部設定工作平台。發電系統包括浮子、液壓馬達、四組相同的、分別設定於固定架每個角的三根導桿之間的液壓傳動機構和發電機。浮子設定於固定架的四角，固定架的每個角設有三根導桿與浮子活動連線，浮子套裝於導桿上。液壓馬達設定於工作平台上。液壓傳動機構包括液壓缸、油管和油箱。液壓缸位於浮子上方，其套筒端通過三角架固定連線於三根導桿上，其活塞桿通過固定盤與浮子固定連線。該發明輸出電能相對穩定、受海浪衝擊影響較小。
2020年7月14日，《組合型振盪浮子波浪能發電裝置》獲得第二十一屆中國專利獎優秀獎。
（概述圖為《組合型振盪浮子波浪能發電裝置》摘要附圖）
基本介紹
- 中文名：組合型振盪浮子波浪能發電裝置
- 申請人：中國海洋大學
- 申請日：2014年5月5日
- 申請號：2014101860876
- 公布號：CN103939271A
- 公布日：2014年7月23日
- 發明人：史宏達、劉臻、郭廣龍、宋文杰、劉鵬、黎明、趙環宇、曹飛飛、曲娜、呂小龍、朱凱
- 地址：山東省青島市嶗山區松嶺路238號
- Int. Cl.：F03B13/22(2006.01)I
- 代理機構：青島聯信智慧財產權代理事務所
- 代理人：劉雁君
- 類別：發明專利
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,有益效果,附圖說明,技術領域,權利要求,實施方式,榮譽表彰,
專利背景
中國專利申請CN103061962A公開了一種液壓式組合型振盪浮子波能發電裝置，其固定架為正方體結構，固定架四角分別設定立柱，浮子套裝於固定架側面的立柱上，沿立柱上下運動，液壓傳動機構分別設定於固定架側面四角立柱上的，混合罐和液壓馬達設定於固定架的橫樑上，液壓傳動機構包括液壓缸，每根立柱的四個側面分別設有一個液壓缸，液壓缸位於浮子上方，其套筒端與立柱固定連線，其活塞桿通過導向裝置的支撐架與浮子固定連線。
上述申請中，雖然浮子上也設定了導向裝置，但是在實際海試過程中，發現在較大浪頭的衝擊下，浮子仍會發生大幅度的偏移。此外，液壓傳動機構因暴露在固定架的最外側，直接遭受海浪的衝擊，活塞桿在移動時很容易發生偏移，進而導致液壓傳動機構失效或損壞，輸出電能十分不穩定。
發明內容
專利目的
《組合型振盪浮子波浪能發電裝置》提出了一種輸出電能相對穩定、受海浪衝擊影響較小的組合型振盪浮子波能發電裝置。
技術方案
《組合型振盪浮子波浪能發電裝置》的技術方案是：一種組合型振盪浮子波能發電裝置，其包括發電系統和固定系統。其中，固定系統包括潛浮體、固定架和工作平台，固定架固定連線於潛浮體頂部，固定架頂部設定工作平台。發電系統包括浮子、能量轉換裝置和發電機。浮子設定於固定架的四角，固定架的每個角設有三根導桿與浮子活動連線，浮子套裝於導桿上，沿導桿上下運動，三根導桿呈正三角形排列。能量轉換裝置包括液壓馬達和四組相同的、分別設定於固定架每個角的三根導桿之間的液壓傳動機構。液壓馬達設定於工作平台上。液壓傳動機構包括液壓缸、油管和油箱。液壓缸位於浮子上方，其套筒端通過三角架固定連線於三根導桿上，其活塞桿通過固定盤與浮子固定連線；油管包括油管A、油管B、油管C、油管D、油管E、油管F和油管G。油管F依次連通油管A、油管B、油箱和油管C，與液壓馬達連通；液壓馬達出油依次經過油管D、油管E和油管G進入液壓缸。油管F和油管G分別連通液壓缸的兩端油口。
所述組合型振盪浮子波能發電裝置，包括潮位監測與自適應系統，該系統包括驗潮井及螺旋升降器，驗潮井通過支架與液壓缸的三角架固定連線，螺旋升降器與液壓缸固定連線，控制液壓缸升降。驗潮井內設有液位開關，液位開關與螺旋升降機的啟動電機電連線。螺旋升降器的啟動電機設定於工作平台上。
所述組合型振盪浮子波能發電裝置，包括錨固系統，該系統包括配重塊和錨索，錨索與潛浮體連線。
所述發電機輸入端與液壓馬達的輸出端連線。
所述固定架和工作平台之間設有扶梯。
所述潛浮體為空心結構，其內部可以根據海況灌注適量的海水或沙子進行配重，達到使整個發電裝置下沉至水面以下一定深度，浮子在合適位置進行上下振盪運動的目的，同時能夠保證發電裝置整體在運作時的穩定性。固定系統結構簡單，且可靈活配重，提高了整個發電裝置的穩定性和可靠性，便於加工與實施，經濟性較好。
所述浮子為陀螺狀空心結構。該結構有利於收集更多的波能，且其內部空心可以根據海況裝載配重。浮子表層塗防腐漆，以防止在被海水腐蝕。
有益效果
《組合型振盪浮子波浪能發電裝置》的有益效果在於：
1、液壓傳動系統設定於導桿之間，受海浪衝擊較小，穩定性高。
2、與波浪直接接觸，能量轉換次數少，提高了能量轉換率。
3、結構簡單，活動部件較少，整體穩定性高，可靠度好，能兼顧結構的可靠性及波能轉換率。
4、對波浪的隨動性優越，可靠性高、使用壽命長、效率低、易於拆卸和組裝，便於安裝布防和維修。
5、建造成本較低，輸出電能穩定，可用於對裝置的保護要求不太高，波能密度低的區域。
附圖說明
圖1是《組合型振盪浮子波浪能發電裝置》的整體結構示意圖；
圖2是《組合型振盪浮子波浪能發電裝置》的部分結構示意圖；
圖3是《組合型振盪浮子波浪能發電裝置》中單組液壓傳動機構的結構示意圖；
圖4是《組合型振盪浮子波浪能發電裝置》中潮位監測與自適應系統的結構示意圖；
圖5是《組合型振盪浮子波浪能發電裝置》中導桿與浮子連線的結構示意圖。
圖中：101、工作平台，102、導桿，103、固定架，104、潛伏體，105、固定盤，201、浮子，202、三角架，203、螺旋升降器，204、發電機，205、液壓馬達，206、扶梯，207、啟動電機，208、液壓缸，209、套筒，210、油管F，211、油管G，212、油管A，213、油管B，214、油箱，215、油管C，216、油管D，217、油管E，301、驗潮井，302、支架，303、液位開關，401、錨索，402、配重塊。
技術領域
《組合型振盪浮子波浪能發電裝置》屬於海洋可再生能源利用技術領域，特別涉及一種組合型振盪浮子波浪能發電裝置。
權利要求
1.一種組合型振盪浮子波能發電裝置，其包括發電系統和固定系統；其特徵在於：所述固定系統包括潛浮體、固定架和工作平台，固定架固定連線於潛浮體頂部，固定架頂部設定工作平台；發電系統包括浮子、能量轉換裝置和發電機；浮子設定於固定架的四角，固定架的每個角設有三根導桿與浮子活動連線，浮子套裝於導桿上，沿導桿上下運動，三根導桿呈正三角形排列；能量轉換裝置包括液壓馬達和四組相同的、分別設定於固定架每個角的三根導桿之間的液壓傳動機構；液壓馬達設定於工作平台上；液壓傳動機構包括液壓缸、油管和油箱；液壓缸位於浮子上方，其套筒端通過三角架固定連線於三根導桿上，其活塞桿通過固定盤與浮子固定連線；油管包括油管A、油管B、油管C、油管D、油管E、油管F和油管G。油管F依次連通油管A、油管B、油箱和油管C，與液壓馬達連通；液壓馬達出油依次經過油管D、油管E和油管G進入液壓缸；油管F和油管G分別連通液壓缸的兩端油口。
2.根據權利要求1所述的組合型振盪浮子波能發電裝置，其特徵在於：包括潮位監測與自適應系統，該系統包括驗潮井及螺旋升降器，驗潮井通過支架與液壓缸的三角架固定連線，螺旋升降器與液壓缸固定連線，控制液壓缸升降；驗潮井內設有液位開關，液位開關與螺旋升降機的啟動電機電連線；螺旋升降器的啟動電機設定於工作平台上。
3.根據權利要求1所述的組合型振盪浮子波能發電裝置，其特徵在於：包括錨固系統，該系統包括配重塊和錨索，錨索與潛浮體連線。
4.根據權利要求1所述的組合型振盪浮子波能發電裝置，其特徵在於：所述發電機輸入端與液壓馬達的輸出端連線。
5.根據權利要求1所述的組合型振盪浮子波能發電裝置，其特徵在於：所述固定架和工作平台之間設有扶梯。
6.根據權利要求1所述的組合型振盪浮子波能發電裝置，其特徵在於：所述潛浮體為空心結構。
7.根據權利要求1所述的組合型振盪浮子波能發電裝置，其特徵在於：所述浮子為陀螺狀空心結構。
實施方式
實施例1
如圖1-圖5所示：《組合型振盪浮子波浪能發電裝置》包括發電系統和固定系統。
其中，固定系統包括潛浮體104和固定架103，固定架103固定連線於潛浮體104頂部，固定架103頂部設定工作平台101。發電系統包括浮子201、能量轉換裝置和發電機204。浮子201設定於固定架103的四角，固定架103的每個角設有三根導桿102與浮子201活動連線，浮子201套裝於導桿102上，沿導桿102上下運動，三根導桿102呈正三角形排列。能量轉換裝置包括液壓馬達205和四組相同的、分別設定於固定架103每個角的三根導桿102之間的液壓傳動機構。液壓馬達205設定於工作平台101上。液壓傳動機構包括液壓缸208、油管和油箱214。液壓缸208位於浮子上方，其套筒209端通過三角架202固定連線於三根導桿102上，其活塞桿通過固定盤105與浮子201固定連線；油管包括油管A212、油管B213、油管C215、油管D216、油管E217、油管F210和油管G211。油管F210依次連通油管A212、油管B213、油箱214和油管C215，與液壓馬達205連通；液壓馬達205出油依次經過油管D216、油管E217和油管G211進入液壓缸208。油管F210和油管G211分別連通液壓缸208的兩端油口。
發電機204輸入端與液壓馬達208的輸出端連線。固定架103和工作平台101之間設有扶梯206。潛浮體104為空心結構。浮子201為陀螺狀空心結構。
其工作過程如下：不同方向、頻率的波浪拍打到浮子201，浮子201吸收波浪能，當浮子201受到波浪向上的力時，浮子201上升，波浪能轉換為浮子201的機械能。浮子201帶動液壓缸208的活塞桿向上運動，液壓缸208中的油通過油管G211、油管E217、油管D216衝擊液壓馬達205，從而帶動發電機204發電。液壓馬達205出油經油管C215、油箱214、油管B213、油管A212和油管F210進入液壓缸208。當浮子201下降時，液壓缸208的活塞桿隨之向下運動，液壓缸208中的油通過油管F210、油管A212、油管B213、油箱214和油管C215衝擊液壓馬達205，從而帶動發電機204發電。液壓馬達205出油經油管D216、油管E217和油管G211進入液壓缸208。
實施例2
除以下區別外，其他同實施例1。
如圖2和圖4所示，《組合型振盪浮子波浪能發電裝置》包括潮位監測與自適應系統，該系統包括驗潮井301及螺旋升降器203，驗潮井301通過支架302與液壓缸208的三角架202固定連線，螺旋升降器203與液壓缸208固定連線，控制液壓缸208升降。驗潮井301內設有液位開關303，液位開關303與螺旋升降機203的啟動電機207電連線。螺旋升降器203的啟動電機207設定於工作平台101上。
實施例3
除以下區別外，其他同實施例1。
如圖2所示，《組合型振盪浮子波浪能發電裝置》包括錨固系統，該系統包括配重塊402和錨索401，錨索401與潛浮體104連線。
榮譽表彰
2020年7月14日，《組合型振盪浮子波浪能發電裝置》獲得第二十一屆中國專利獎優秀獎。
