CN103452743A - 一种水下平衡式双浮体的波浪发电装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种水下平衡式双浮体的波浪发电装置和方法，装置包括：一海底平台，通过一组锚链或缆绳锚定在海底；一置于海底平台上的变速箱，其主轴的一侧端上套装有第一绳轮及第二绳轮，变数箱的输出端连接至一发电机；一对平衡式的双浮体，包括一组处于水面以采集波浪能的水面浮体及一组浸于海里且处于静水层的水下浮体；水面浮体和水下浮体各受一根缆绳牵拉，牵拉水面浮体的缆绳和牵拉水下浮体的缆绳的下端分别以相反的方向缠绕在第一绳轮及第二绳轮上。其采用平衡式双浮体交替工作且是周而复始连续全波做功的方式以提高波浪发电效率，为实现波浪发电商业化提供了技术保障。

Description

一种水下平衡式双浮体的波浪发电装置及方法
技术领域
本发明涉及利用海洋能的开发获得可再生能源的技术领域，尤其涉及一种在深海海域的波浪发电装置。
背景技术
现有技术中，在深海的波浪发电装置一般有两种形式：一种是采用在海底打桩以桩基形式固定波浪发电装置，其施工难度大且费用高，况且在单机容量不大的情况下更是不合算，并且它不能适应海洋涨落潮的变化，所以至今尚未得到广泛应用。另一种是漂浮式的波浪发电装置，都是采用锚链固定，它的不足之处表现在它不能控制波浪发电装置的上、下方向的运动，他只是把波浪发电装置固定在一定的海域中，如同放风筝一样，他是柔性的牵制并非铅垂于海底，因此用锚链固定波浪发电装置的做功部件效率低下，这也是迄今为止波浪发电，尚未实现商业化的主要原因。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种发电效率高的水下平衡式双浮体的波浪发电装置。
为实现上述目的，本发明采取以下设计方案：
一种水下平衡式双浮体的波浪发电装置，其包括：
一海底平台，通过一组锚链或缆绳锚定在海底；
一置于海底平台上的智能换向变数箱，其主轴的一侧端上套装有第一绳轮及第二绳轮，变数箱的输出端连接至一发电机；
一对平衡式的双浮体，包括一组处于水面以采集波浪能的水面浮体及一组浸于海里且处于静水层的水下浮体；水面浮体和水下浮体各受一根缆绳牵拉，牵拉水面浮体的缆绳和牵拉水下浮体的缆绳的下端分别以相反方向缠绕在第一绳轮及第二绳轮上。
所述水下平衡式双浮体的波浪发电装置中，所述平衡式的双浮体在任意瞬间时处于动态平衡或静态平衡状态。
所述水下平衡式双浮体的波浪发电装置中，在第一绳轮及第二绳轮共同的上方设有一用于引导缆绳的导向板，其上为开设导向孔，牵拉水面浮体的缆绳穿过该导向孔后缠绕在绳轮上。还同时在水下浮体上开设定位孔，牵拉水面浮体的缆绳穿过该定位孔再经导向板上的导向孔后缠绕在在绳轮上。
所述水下平衡式双浮体的波浪发电装置中，所述的锚链采用3点式将海底平台锚定海底。
本发明的另一目的是提供一种水下平衡式双浮体的波浪发电方法，其利用上述的水下平衡式双浮体的波浪发电装置可以高效率的发电。
为实现上述目的，本发明采取以下设计方案：
一种水下平衡式双浮体的波浪发电方法，其方法是：制备如上所述的水下平衡式双浮体的波浪发电装置，通过该装置的一对平衡式的双浮体随波浪的频率交替工作实现双向做功发电。
本发明是采用两个浮体分别驱动一个动力轴，因变数箱有变向功能，所以当两浮体分别以相反方向做功，其变数箱均可获得同一方向的动力输出，给发电机提供稳定的动力。
本发明的优点是：其可以随波浪的频率周而复始连续全波做功，因而提高了波浪发电效率，为实现波浪发电商业化提供了技术保障。
附图说明
图1为本发明水下平衡式双浮体的波浪发电装置结构示意图。
图中：
1.水面浮体；2.缆绳；3.水下浮体；31.定位孔；4.缆绳；5.导向板；51.导向孔；6.第二绳轮；7.主动轴；8.第一绳轮；9.海底平台；10.锚链；11.变速箱；12.发电机。
下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步详细说明。
具体实施方式
参阅图1所示，本发明发电效率高的水下平衡式双浮体的波浪发电装置主要是由一海底平台9、一智能换向变数箱11，一发电机12及一对以智能换向变数箱的主轴为平衡点的双浮体组合构成的。
所述的海底平台9通过一组锚链10或缆绳锚定在海底，优选的是：用锚链10采用3点式并合并成一股后将海底平台9锚定在海底。
所述的变速箱12置于海底平台上，该变速箱内设有变向及超越离合机构，其可由现有技术实现，此处不赘述；该变速箱的主轴7的一侧端上套装有第一绳轮8及第二绳轮6，变数箱的输出端连接至发电机12，该主轴是给波浪发电机12提供动力及智能变向。
所述的一对平衡式的双浮体包括一组水面浮体1和一组水下浮体3，水面浮体1浮于水面，水下浮体3则完全沉浸于海里且处于静水层。
水面浮体1和水下浮体3各分别受一根缆绳2、4牵拉，两根缆绳的下端分别对应缠绕在第一绳轮8及第二绳轮6上。
还可在第一绳轮8及第二绳轮6共同的上方安设一个导向板5，本实施例中导向板的一端可直接固定在变速箱12上，其上开设一对导向孔51，用于引导两条牵拉水面浮体1和水下浮体3的缆绳。另有更佳的方案是：还可同时在水下浮体上开设定位孔31，牵拉水面浮体的缆绳2穿过该定位孔31再经导向板上的导向孔51后缠绕在第一绳轮8上。
所述平衡式的双浮体是指水面浮体1和水下浮体3在任意瞬间时均处于动态平衡或静态平衡状态。水面浮体1在水面上，它的功能是俘获波浪能；水下浮体处于不受波浪能影响的静水层，它的功能是起平衡作用，即水面浮体1的排水量就是处于静水层水下浮体3具有的恒定浮力，水面浮体向上则水下浮体向下，或反之，保持运动方向相反；一个不动，另一个也不动。
借助一对平衡式的双浮体随波浪的频率交替工作可实现本发明水下平衡式双浮体的波浪发电装置的双向做功发电。
本发明具体工作流程是：水面浮体1受波浪能的推动向上运动，经缆绳2及第一绳轮6驱动主动轴7做功，水下浮体3受缆绳4的牵拉而随水面浮体在波浪能的作用下做功的同时，主动轴7转动，带动第二绳轮6转动，即：缠绕缆绳4使水下浮体3向下运动，当水面浮体1达到波凸时，波浪能消失，受水面浮体自身的质量以及水下浮体3浮力的作用，此时水面浮体1下行，水下浮体上行，同样带动主动轴7相反方向转动而做功，当波浪达到波凹时，又重复工作，因波浪是无休止的，所以此波浪发电装置会周而复始的连续做功，能高效率的俘获波浪能，并通过变数箱11（尤可设计智能换向的）给发电机12提供稳定的动力，实现利用波浪能发电的目的。
上述各实施例可在不脱离本发明的范围下加以若干变化，故以上的说明所包含及附图中所示的结构应视为例示性，而非用以限制本发明申请专利的保护范围。

Claims (6)

1.一种水下平衡式双浮体的波浪发电装置，其特征在于包括：
一海底平台，通过一组锚链或缆绳锚定在海底；
一置于海底平台上的变速箱，其主轴的一侧端上套装有第一绳轮及第二绳轮，变数箱输出端连接至一发电机；
一对平衡式的双浮体，包括一组处于水面以采集波浪能的水面浮体及一组浸于海里且处于静水层的水下浮体；水面浮体和水下浮体各受一根缆绳牵拉，牵拉水面浮体的缆绳和牵拉水下浮体的缆绳的下端分别以相反的方向缠绕在第一绳轮及第二绳轮上。
2.根据权利要求1所述的水下平衡式双浮体的波浪发电装置，其特征在于：所述平衡式的双浮体在任意瞬间时处于动态平衡或静态平衡状态。
3.根据权利要求1所述的水下平衡式双浮体的波浪发电装置，其特征在于：在第一绳轮及第二绳轮共同的上方设有一用于引导缆绳的导向板，其上为开设导向孔，牵拉水面浮体的缆绳穿过该导向孔后缠绕在在绳轮上。
4.根据权利要求3所述的水下平衡式双浮体的波浪发电装置，其特征在于：在水下浮体上开设定位孔，牵拉水面浮体的缆绳穿过该定位孔再经导向板上的导向孔后缠绕在在第一绳轮上。
5.根据权利要求1所述的水下平衡式双浮体的波浪发电装置，其特征在于：所述的锚链采用3点式将海底平台锚定海底。
6.一种水下平衡式双浮体的波浪发电方法，其特征在于方法是：制备如权利要求1所述的水下平衡式双浮体的波浪发电装置，通过该装置的一对平衡式的双浮体随波浪的频率交替工作实现双向做功发电。
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