一种基于波浪发电的海洋浮标自供电装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110513239A(43)申请公布日2019.11.29(21)申请号201910719612.9(22)申请日2019.08.06(71)申请人西北工业大学地址710072陕西省西安市碑林区友谊西路127号(72)发明人周生喜王锁(51)Int.Cl.F03B13/22(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图3页(54)发明名称一种基于波浪发电的海洋浮标自供电装置(57)摘要本发明公开了一种基于波浪发电的海洋浮标自供电装置，包括：浮子，水上气象观测平台，水下连接杆，配重，支架，进水管道，止回阀，水轮机和发电系统。其中，浮子上方搭建有水上气象观测平台，浮子下方安装有水下连接杆，水下连接杆底部装有配重，水下连接杆通过支架安装若干进水管道，进水管道的出水口处设有止回阀，进水管道的内部安装有水轮机和发电系统。相对于现有的利用太阳能和风能进行辅助供电的海洋浮标，相同尺寸下本发明的发电量更大，发电效率更高，可以实现海洋浮标的自供电，增加海洋浮标的可靠性，降低维护成本。CN110513239ACN110513239A权利要求书1/1页1.一种基于波浪发电的海洋浮标自供电装置，其特征在于：包括浮子，水上气象观测平台，水下连接杆，配重，支架，进水管道，止回阀，水轮机和发电系统。其中，浮子上方搭建有水上气象观测平台，浮子下方安装有水下连接杆，水下连接杆底部装有配重，水下连接杆通过支架安装若干进水管道，进水管道的出水口处设有止回阀，进水管道的内部安装有水轮机和发电系统。2.根据权利要求1所述的一种基于波浪发电的海洋浮标自供电装置，其特征在于：所述浮子内部充有气体，产生浮力使其浮于水面，且浮子密封性优良。3.根据权利要求1所述的一种基于波浪发电的海洋浮标自供电装置，其特征在于：所述浮子在波浪的作用下上下起伏，带动整个海洋浮标上下运动。4.根据权利要求1所述的一种基于波浪发电的海洋浮标自供电装置，其特征在于：所述水上气象观测平台远离水面，防止其上所搭载的传感器和设备长时间浸泡在水中而引起设备的损坏。5.根据权利要求1所述的一种基于波浪发电的海洋浮标自供电装置，其特征在于：所述水下连接杆设有若干安装孔，水文和水质传感器可以通过安装孔固定在水下连接杆上。6.根据权利要求1所述的一种基于波浪发电的海洋浮标自供电装置，其特征在于：所述配重可以提高海洋浮标的稳定性和调整海洋浮标在海水中的上下位置,其底部通过锚链连接锚将海洋浮标固定在固定位置。7.根据权利要求1所述的一种基于波浪发电的海洋浮标自供电装置，其特征在于：所述进水管道的出水口设有止回阀，使得水流只能从一个方向流入流出。8.根据权利要求1所述的一种基于波浪发电的海洋浮标自供电装置，其特征在于：所述进水管道的进水口有的向上，有的向下，由于止回阀只允许流体单向通过的特性，当浮子上下运动时，同一时刻只有一部分进水管道导通。9.根据权利要求1所述的一种基于波浪发电的海洋浮标自供电装置，其特征在于：所述水轮机的叶轮在单向水流的作用下只向一个方向旋转，不会因为海洋浮标的上下运动时而正转时而反转。10.根据权利要求1所述的一种基于波浪发电的海洋浮标自供电装置，其特征在于：所述发电系统内包含有变速齿轮箱和发电机，通过变速齿轮箱可以将水轮机叶轮的低速旋转转化成发电机转轴的高速旋转。2CN110513239A说明书1/3页一种基于波浪发电的海洋浮标自供电装置技术领域[0001]本发明属于海洋工程技术领域，具体关于一种基于波浪发电的海洋浮标自供电装置。背景技术[0002]海洋浮标是一个无人值守的海洋水文水质气象自动观测站，它以浮标为主体，锚定在固定位置，依靠浮标浮力在小范围内漂浮，能够长期连续地对当地海况进行实时监测。相比于海洋调查船和沿海观测站，海洋浮标能够收集到极端恶劣天气以及远海地区的实时海况。海洋浮标作为海洋监测中最稳定可靠的方式之一，在海洋天气预报，海洋科学研究，海洋经济开发以及海上军事活动等方面具有极为重要的作用。[0003]海洋浮标上搭载有各类气象传感器和水文水质传感器，同时还载有定位和通信设备等仪器，此类传感器和设备均需要电源供电。现有海洋浮标大多数采用化学电池供电，需要定期更换电池或者定期给电池充电，然而，更换电池和给电池充电的成本非常高，尤其是对于远海地区的海洋浮标。因此，实现海洋浮标的自供电技术得到了众多学者的关注。[0004]现有的海洋浮标部分采用了太阳能发电或者风力发电的方式来实现对海洋浮标的辅助供电。然而，太阳能发电的能量密度低并且夜间无法发电，风力发电的发电效率不高而且安装风力发电设备会导致浮标的不稳定，因此这种方法仅仅能够延长更换电池的周期而无法实现海洋浮标的完全自供电。[0005]海洋中蕴藏着大量的可再生能