CN1064917A

CN1064917A - 波浪发电的方法及装置

Info

Publication number: CN1064917A
Application number: CN91111312A
Authority: CN
Inventors: 陈剑波
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1991-11-29
Filing date: 1991-11-29
Publication date: 1992-09-30

Abstract

本发明属利用波浪的能量的方法和装置。主要由浮体、弹簧、连杆(或连接带)、发电机、基底、固定杆和基底位置的自动调整***构成。基底与水面的相对位置可通过自动调整***调节，发电机装在基底上，在波浪的作用下发电机、基底、固定对位置可通过自动调整***调节，发电机装在基底上，在波浪的作用下，浮体和弹簧使发电机的转子不断运动，从而使发电机发电。本发明开拓了科学利用波浪这一自然能源的新路，在能源短缺的今天具有很高的开发和应用价值。

Description

本发明是利用波浪的能量发电的方法和具体的装置。

波浪是江、河、海洋的自然产物，尤其是海洋，其波浪的总能量是非常巨大而且取之不尽的。人们大多注重于开发风力能和太阳能，对于海洋也只倾向于利用温差来发电而忽视了波浪能量的利用。

为了利用波浪所具有的取之不尽的自然能源，特提出本发明。

本发明的要点是提出了将波浪的能量转变为电能的方法并设计了为实现这一方法所需装置的具体结构。本发明主要由浮体、弹簧、连杆、发电机、基底、固定杆和基底位置的自动调整***组成。基底固定在固定杆上并可通过自动调整***的调整与水的表面保持一定距离，发电机则固定在基底上，发电机的转子和连杆相连，而浮体和弹簧控制着连杆的运动。当波峰到来时，浮体通过连杆传动使发电机的转子相对定子运动而使发电机产生电能。同时，浮体对弹簧做功;当波峰过后波谷来临时，弹簧释放能量使连杆回位，并再次使发电机的转子相对于定子运动而使发电机发电，这样，随着波浪的不停地传来，发电机就能不停地发电，如果多个这样的发电机组同时工作，则能获得比较大的电能，完成了本发明所提出的任务。

下面结合附图对本发明详细阐述

图1为单个发电机组的安装、工作示意图。

图2为多个发电机组成系列在水中的排列方式。

图3为直移式发电机结构〔其中（a）为剖视图，（b）为俯视图〕。

图4为杠杆式直移发电机结构。

图5为转动式发电机的结构。

图6为转动式发电机的几个主要部件的侧视图〔其中，（e）为涡卷弹簧的装配图;（f）为电机结构;（g）为连接带的安装结构〕。

本发明具有一主要由三角钢架构成的基底（4），其两端套在固定杆（5）上，固定杆（5）在一定部位的外表面加工有螺纹，而基底（4）的每端都可由各端的电动机（6）驱动位移螺母（7）沿固定杆（5）的外螺纹上下移动而移动。基底（4）的端头上固定有一可随其上下移动的且伸出水面相当高度（波浪不能湿顶）的可动杆（8），在可动杆（8）上固定着两个电动机（6）的启动开关，一个为下移开关（9）。另一个为上移开关（10），下移开关（9）为开关电路回路的两极，平时浸在水中时回路接通（因为海水导电）、电动机（6）不工作，当水面下移，下移开关（9）露出水面（11）时，开关电路因下移开关（9）的断路而启动电动机（6）以驱动位移螺母（7）旋转下移，直至下移开关（9）浸入水中为止;上移开关（10）则为一组不浸在水中的开关电路的两极，平时无电流通过、电动机（6）不工作，当水面（11）上涨浸到上移开关（10）时，开关电路接通，启动电动机（6）带动位移螺母（7）旋转上移，直至上移开关（10）不能与水接触，这样，无论水面上涨或下落，基底（4）两端都能够调整。使基底（4）在水面（11）下与水面保持一定距离。另外，上移开关（10）和下移开关（9）的导线应从海水不能到达的可动杆（8）的杆顶上直接伸下，以防漏电失控，而且两开关之间的距离应根据波浪幅度的大小来合理确定。

在可自动上下调整的基底（4）上安装有发电机（3），发电机（3）的转子由浮体（1）通过连杆（2）和产生A向力的弹簧作用而运动，浮体（1）浮在水面。其浸入水中的深度应尽可能小，但它在水中所产生的浮力应为弹簧的A向力的大小的两倍以上，浮体（1）与连杆（2）之间是铰链连接，可随波浪的起伏作一定角度的倾斜，一条基底（4）上排列有多个发电机组〔其排列方向最好是与波浪传播方向（B向、如图2）的垂直方向成一个小角度，并使各个浮体（1）在B向的距离尽量不为波浪波长的整数倍，以免各个浮体（1）因波浪的作用而同步对基底（4）施力〕。此***在波峰传来时，浮体（1）随波浪上浮，它通过连杆（2）带动发电机（3）的转子相对定子运动而使发电机（3）产生电能，并对产生A向力的弹簧做功;波峰过后、波谷来临时，产生A向力的弹簧释放能量，使连杆（2）下移回位，并再次带动发电机（3）的转子相对定子运动而使发电机（3）发电。这样，本***随着波浪的不断传来而不断产生电能完成了本发明所提出的任务。

另外，发电机（6）可采用多种结构，下面对几种结构进行说明：

结构一：直移式发电机（如图3）

该结构为永磁体（13）〔发电机（3）的转子〕直接连接在连杆（2）的底端，线圈（12）〔发电机（3）的定子〕分三组以上。且每组线圈（12）的轴向高度等于磁体（13）的轴向长度以不浪废永磁体（13）的运动行程效能，连杆（2）受浮体（1）和拉伸弹簧（14）的作用，当无波浪时，永磁体（13）停在几组线圈（12）的中段，当有波浪时，浮体（1）和拉伸弹簧（14）轮流使永磁体（13）上下移动，从而使线圈（12）产生电能。

结构二：杠杆式直移发电机（如图4）

结构一虽然简单，但转子行程较短，为克服这一缺点可采用杠杆式直移发电机，其结构为浮体（1）通过连杆（2）和拉伸弹簧（14）控制一伸缩连杆（16）绕定销（15）作一定弧度的上下摆动，伸缩连杆（16）为一长杆和长套筒的可伸缩的配合结构，它穿过套筒（17）壁上开的导向槽（19）操纵在套筒（17）内的导向体（18）（其磁导性能不好）上下移动，使连接在导向体（18）底端的永磁体（13）在线圈（12）内上下运动，从而产生电能〔线圈（12）也要分成与永磁体（13）等长的若干组，但全长比结构一长〕。

结构三：转动式发电机（如图5和图6）

该结构为发电机（3）的转子-永磁体（25）装在通过轴承固定在两根支承杆（22）之间的轴（21）上，定子-线圈（26）对应装在固定的电机壳体（23）上，支承杆（22）和电机壳体（23）固定在基底（4）上，涡卷弹簧（24）的两头分别装在轴（21）和基底（4）上，浮体（1）则直接由绕曲性能好的连接带（20）绕连着轴（21），这样，浮体（1）在波浪的作用下通过连接带（20）和涡卷弹簧（24）轮流对永磁体（25）做功。分别使它正反旋转，从而使线圈（26）产生电能〔该电机的永磁体（25）和线圈的直径相等〕。

举例：如果波浪的波峰高于波谷50厘米，波浪传动周期为5秒，而浮体（1）在波浪中所产生的上拉力为3000公斤左右、弹簧的A向作用力为1500公斤左右，则这时浮体（1）和弹簧对发电机（3）所做功的功率为1500瓦，合理地选用发电机（3）的永磁体和线圈，就可使发电机（3）发出1千瓦左右的电能。如果在一个海域中建有一千个这样的发电机组，则此时就可得到1000瓩的发电量。

本发明提出和设计了利用波浪-这一取之不尽的自然能源的方法和具体装置，完成了本发明所提出的任务。

Claims

1、一种用浮体(1)、弹簧、连杆(2)[或连接带(20)]、发电机(3)、基底(4)、固定杆(5)和基底(4)的位置自动调整***等来转换和利用波浪能量以发电的方法和装置，其特征在于基底(4)的位置调整***能使水中的基底(4)自动与水面保持一个合理的距离，使浮在水面的浮体(1)得以在波浪的作用下，通过连杆(2)[或连接带(20)]和弹簧使装在基底(4)上的发电机(3)的转子相对定子运动，从而使发电机(3)发电。

2、如权利要求1所述的方法和装置，其特征在于基底（4）的位置自动调整***由下移开关（9）、上移开关（10）、电动机（6）和位移螺母（7）组成，下移开关（9）和上移开关（10）分别为常通开关电路和常断开关电路，当海水面下降时，下移开关（9）露出水面、电路断开，启动电动机（6）驱动位移螺母（7）下移;当水面上涨时，上移开关（10）浸入水面、电路接通，启动电动机（6）驱动位移螺母（7）上移。

3、如权利要求1、2所述的方法和装置，其特征在于发电机（3）可依据实际情况分别选用直移式发电机，杠杆式直移发电机以及转动式发电机，但每种发电机的定子-线圈都由3组以上组成，并且每组线圈在转子-永磁体运动方向的长度与永磁体的长度相等。