一種波浪能發(fā)電裝置與潛水浮臺及波浪能直驅(qū)泵的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
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[0001]本發(fā)明涉及波浪能發(fā)電裝置與潛水浮臺及波浪能直驅(qū)泵和波浪能發(fā)電裝置與潛水浮臺及波浪能直驅(qū)泵的設(shè)置方法。
【背景技術(shù)】
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[0002]現(xiàn)有技術(shù)的波浪能發(fā)電裝置普遍存在能量吸收小，轉(zhuǎn)換效率低和裝置與固定造價高以及難以在極端海況中生存的技術(shù)缺陷，同時，還存在發(fā)電波紋屈服于海浪變化的影響，無法生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)電力導(dǎo)致難以并網(wǎng)的不足。

【發(fā)明內(nèi)容】

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[0003]本發(fā)明就是為解決上述技術(shù)問題而提出的技術(shù)方案，見下:
[0004]1、一種波浪能發(fā)電裝置，它是由潛水浮臺和設(shè)置在潛水浮臺上的波浪能直驅(qū)泵、發(fā)電系統(tǒng)以及位于潛水浮臺中心部位上的貫穿性剛性桿件和剛性桿件下端部所連接的系拉件所組成；所述剛性桿件通過系拉件將潛水浮臺穩(wěn)定在一定深度的海水當(dāng)中；所述剛性桿件在潛水浮臺的最佳長度的取值范圍是:等于或大于潛水浮臺至海面之間的高度尺寸；在所述的剛性桿件上也可以設(shè)置多個指向潛水浮臺的斜置支撐；還可以在所述剛性桿件接近于潛水浮臺的部位上或者是在潛水浮臺上設(shè)置多個斜置到海底的系拉件來增加潛水浮臺的穩(wěn)定性，當(dāng)采用這種結(jié)構(gòu)時，所述剛性桿件與潛水浮臺之間還可以采用球關(guān)節(jié)軸承的連接方式；所述系拉件的一端和剛性桿件連接，另一端定位在海底；所述系拉件的另一端也可以是以垂懸重力物體的方式作用于潛水浮臺；所述潛水浮臺由浮體和用于連接浮體與剛性桿件之間的連接構(gòu)件所組成；所述潛水浮臺可以為各種浮箱式波浪能發(fā)電裝置提供安裝固定的載體平臺，也可以單純地陳置于海面作為人工浮島使用；所述波浪能直驅(qū)泵位于剛性桿件的上部位置，它是由上浮體和固定在上浮體中心位置上的連桿與所述連桿外圍的外殼筒體以及連桿下端的活塞和泵缸所組成；所述泵缸和外殼筒體構(gòu)成波浪能直驅(qū)泵的定子部；所述上浮體、連桿、活塞構(gòu)成波浪能直驅(qū)泵的動子部；所述定子部與潛水浮臺連接固定；所述動子部與上浮體連接固定；所述連桿與外殼筒體的上端蓋構(gòu)成直線滑動副；所述連桿的近活塞端部位上設(shè)有肩臺；在所述肩臺與外殼筒體上端蓋的相向面之間還可以有儲能彈簧；在所述外殼筒體和上浮體之間還可以設(shè)置緩沖緩沖防撞擊；在位于所述外殼筒體內(nèi)部的連桿上設(shè)有徑向孔，所述徑向孔連桿內(nèi)部的單向孔向上延伸出海面；所述上浮體和潛水浮臺所用的浮體采用輕體材料制成實心浮體或中空的環(huán)形浮體；所述波浪泵的工作介質(zhì)可以是海水、或液壓油、或空氣，并通過現(xiàn)有技術(shù)手段去驅(qū)動相應(yīng)類型的發(fā)電機(jī)發(fā)電系統(tǒng)工作；所述發(fā)電機(jī)包含:水輪發(fā)電機(jī)、液壓發(fā)電機(jī)、空氣渦輪發(fā)電機(jī)等；所述發(fā)電機(jī)按裝固定在潛水浮臺上的密閉空間之內(nèi)；也可以是設(shè)置在另一個獨(dú)立的人造海域沉井之內(nèi)，使波浪泵與人造海域沉井之內(nèi)的發(fā)電裝置構(gòu)成間接驅(qū)動關(guān)系，這種間接驅(qū)動關(guān)系是發(fā)電系統(tǒng)擺脫海浪波動影響的優(yōu)選方式；即:在人造海域沉井的井壁上設(shè)置海水注入口，注入海水在驅(qū)動發(fā)電機(jī)發(fā)電后泄流的人造海域沉井的下部，所述沉井下部的水體被海浪泵提取并回放大海循環(huán)使用；從而保持了水壓發(fā)電機(jī)的連續(xù)工作狀態(tài)；所述人造海域沉井與波浪泵之間應(yīng)當(dāng)具有相對穩(wěn)定的機(jī)械位置關(guān)系。
[0005]在本發(fā)明當(dāng)中，所述潛水浮臺處于靜水層位置；所述波浪能直驅(qū)泵的連桿和剛性桿件的重心重合。
[0006]在本發(fā)明當(dāng)中，所述上浮體的外徑等于或小于潛水浮臺的所用浮體的外徑尺寸。
[0007]在本發(fā)明當(dāng)中，所述桿件的端部有滑輪，一端固定在海底的高強(qiáng)度系拉件的另一端從滑輪繞過后自然下垂并連接有垂懸重力物體；當(dāng)采用這種方式使時，還可以將所述的潛水浮臺去除，從而直接將滑輪固定到所述波浪能直驅(qū)泵底部中心位置上；但此時所述的上浮體上應(yīng)當(dāng)具備一個或多個沒有安全閥的獨(dú)立型密閉空間。
[0008]在本發(fā)明當(dāng)中，所述波浪能直驅(qū)泵的上浮體上還設(shè)有可以開啟注水排氣的沉潛備用安全閥。
[0009]在本發(fā)明當(dāng)中，所述上浮體和浮體的外形可以是圓柱形或上大下小的錐臺形，或者是在錐臺形上部疊加圓柱形的復(fù)合應(yīng)用形式。
[0010]在本發(fā)明當(dāng)中，所述自然能波浪直驅(qū)泵，還可以是由一個套裝在管體外圍的環(huán)形浮體和管體內(nèi)部的動子活塞以及它們的缸體和單向?qū)Я鞑考M成；所述管體內(nèi)外徑向間隔對應(yīng)的浮體和動子活塞部位上，均設(shè)有數(shù)量相等，軸向疊加、結(jié)構(gòu)相同的永久磁環(huán)，所述浮體和動子活塞部位上的永久磁環(huán)的磁力線穿過非磁性材料的管體構(gòu)成閉合回路；從而構(gòu)成隨動現(xiàn)象；但所述的永久磁環(huán)是內(nèi)外單極性輻射取向充磁的輻向磁環(huán)時，軸向相鄰的磁環(huán)之間采用磁通極性互為相反的排列方式，導(dǎo)致管體內(nèi)外的對應(yīng)磁體產(chǎn)生相互吸引；如果，采用的是軸向充磁的永久磁環(huán)時，應(yīng)當(dāng)使軸向相鄰磁環(huán)內(nèi)部的磁通極性設(shè)置成相互排斥的狀態(tài)，并在軸向相鄰的磁環(huán)之間放入與磁環(huán)內(nèi)外徑相同的導(dǎo)磁片原件，從而使管體內(nèi)外的對應(yīng)磁環(huán)形成相互吸引；也可以采用軸向充磁的且規(guī)格一致的永久磁環(huán)軸向疊加吸合在一起，并在吸合磁體組件的上下端設(shè)置與吸合磁體內(nèi)外徑一致的環(huán)形導(dǎo)磁片，從而使永久磁環(huán)吸合磁體組件的磁力線徑向地穿過非導(dǎo)磁體的外殼筒體后,與浮體上所帶的永久磁環(huán)吸合磁體組件的內(nèi)部磁通構(gòu)成閉合回路和實現(xiàn)徑向相互吸引的效果；所述動子活塞采用空心動子活塞，并在其上設(shè)有單向閥裝置，所述管體的上端口出露與海面之上；所述環(huán)形浮體上還設(shè)有可以開啟注水排氣的沉潛備用安全閥；所述永久磁環(huán)均與海水相隔離。
[0011]2、一種波浪能發(fā)電裝置，它是由一個剛性桿件和套裝在剛性桿件外圍的可滑動浮體以及設(shè)置在剛性桿件與固定基座之間的液壓缸裝置以及與液壓缸裝置相關(guān)聯(lián)的油箱、液壓儲能器、液壓馬達(dá)、發(fā)電機(jī)等所組成；所述剛性桿件通過球頭連接方式或關(guān)節(jié)軸承與所述固定基座相連接；所述剛性桿件與固定基座之間至少設(shè)有三個液壓缸裝置并圍繞中心部位上的剛性桿件做等距分布；所述桿件也可以通過滑套與液壓缸裝置連接；所述固定基座也包括與所述剛性桿件相對位置穩(wěn)定和從固定基座底板向上延伸的環(huán)形壁或環(huán)形構(gòu)件；并可以在環(huán)形壁或環(huán)形構(gòu)件與剛性桿件之間設(shè)置液壓缸裝置或容積式活塞水泵類裝置；所述桿件與浮體在海浪作用下對液壓缸產(chǎn)生機(jī)械驅(qū)動力，液壓缸輸出動力介質(zhì)給液壓馬達(dá)，液壓馬達(dá)帶動發(fā)電機(jī)工作；所述固定基座定位在海底或從海底向上延伸的基樁或架構(gòu)上；也可以設(shè)置在潛水浮臺上；所述浮體位于剛性桿件的上部位置；所述液壓馬達(dá)和發(fā)電機(jī)構(gòu)成發(fā)電系統(tǒng)，發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)設(shè)置在海水當(dāng)中相對獨(dú)立的密閉空間內(nèi)；并優(yōu)先選擇液壓發(fā)電機(jī)使用；所述浮體的前后端至少設(shè)有一個阻止浮體脫位的彈性回復(fù)元件或限位檔體；所述浮體的外形可以是圓柱體或上大下小的錐臺體或者是上圓柱下錐臺的復(fù)合型；也可以是上小下大的梯形型；所述剛性桿件可以是實心體，更多是空心體。
[0012]在本發(fā)明當(dāng)中，所述浮體被固定在剛性桿件的水下部位上，然后再浮體的上位桿體上設(shè)置縱向加強(qiáng)肋板，所述縱向加強(qiáng)肋板可以是長方形或者是上大下小的三角形或梯形肋翼片；縱向肋板的數(shù)量至少有三個；所述剛性桿件也可以采用在上端部有膨脹空心腔的桿件，同時，去除了設(shè)置在剛性桿件上的固定式浮體。
[0013]在本發(fā)明當(dāng)中，所述液壓缸裝置以及與液壓缸裝置相關(guān)聯(lián)的油箱，液壓儲能器，液壓馬達(dá)還可以被活塞式的容積水泵所簡化，所述活塞式的容積水泵的吸水口連接在現(xiàn)有技術(shù)“海浪能沉井發(fā)電站”所用沉井的下部排水口 ；所述活塞式的容積水泵的排水口位于海面以上或直接排入海水當(dāng)中；所述發(fā)電機(jī)采用水壓驅(qū)動的發(fā)電機(jī)，如:齒輪泵發(fā)電機(jī)、水輪發(fā)電機(jī)等；所述發(fā)電機(jī)設(shè)置在沉井當(dāng)中；所述沉井的上端留有與大氣相連的通道和檢修口 ；井壁上設(shè)有海水注入口，井外的高壓海水在經(jīng)過水壓驅(qū)動的發(fā)電機(jī)后泄入沉井的下部，并被所述的活塞式容積水泵及時提取回放大海；從而使沉井下部的水位與水壓發(fā)電機(jī)之間并保留了高度落差并以此維持水壓發(fā)電機(jī)的連續(xù)運(yùn)；所述固定基座還可以設(shè)置在海域上由海底基樁搭建在海面以上的高架平臺上，將整個波浪能發(fā)電裝置倒置安裝在所述的高架平臺上，使剛性桿件垂入海水。這時,對于所述的沉井來說,它已變?yōu)楦呶凰畮?其發(fā)電方式執(zhí)行現(xiàn)有技術(shù)；對于液壓發(fā)電方式來說，除去不用再考慮設(shè)備防水問題外，沒有實質(zhì)變化?’借助高架平臺可以組建更大的海浪發(fā)電站。
[0014]綜合上述，本發(fā)明的波浪能發(fā)電裝置相對于現(xiàn)有技術(shù)的波浪能發(fā)電裝置來說，具體的解決了:動子復(fù)位難同步、裝置固定不合理，橫浪吸收困難等技術(shù)缺陷，實現(xiàn)了全波拾能高效轉(zhuǎn)化和保護(hù)裝置不受臺風(fēng)襲擊的優(yōu)良效果。具有結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計合理，性能可靠，性價比聞的優(yōu)點(diǎn)。
【具體實施方式】
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[0015]下面是本發(fā)明波浪能發(fā)電裝置的