一种浮力摆机构及振荡水柱式波浪能发电装置.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CN110469448A(43)申请公布日2019.11.19(21)申请号201910844166.4(22)申请日2019.09.06(71)申请人大连理工大学地址116024辽宁省大连市高新园区凌工路2号(72)发明人姜胜超李海涛张桂勇孙雷孙铁志孙哲宗智(74)专利代理机构大连星海专利事务所有限公司21208代理人花向阳杨翠翠(51)Int.Cl.F03B13/18(2006.01)F03B13/22(2006.01)F03B13/24(2006.01)F04B17/00(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图3页(54)发明名称一种浮力摆机构及振荡水柱式波浪能发电装置(57)摘要一种浮力摆机构及振荡水柱式波浪能发电装置，属于新能源技术领域。该发电装置在海浪向靠岸板上浪或回浪时，推动浮力摆来回摆动，双作用液压缸中的活塞作往复运动，连续向液压马达发电机组提供压力油；同时，振荡水柱的上下振荡，推动气室中的空气进入气道中驱动涡轮发电机组。当低频波浪作用时，主要通过振荡水柱推动空气往复通过气道，推动涡轮发电装置产电；当波浪频率较高时，主要通过浮力摆推动液压缸提供液压油产电。该发电装置可以与护岸及防波堤联合使用，也可以沿海岸线布置使用，从而提高波浪能的利用率，并监顾海岸防护等功能。基于上述理由本发明可在海岸工程、海洋工程、清洁能源技术领域广泛推广。CN110469448ACN110469448A权利要求书1/1页1.一种浮力摆机构及振荡水柱式波浪能发电装置，所述发电装置包括振荡水柱式发电装置和浮力摆发电装置，其特征是：所述振荡水柱式发电装置包含由顶盖（1）、侧围板（2）和靠岸板（3）构成位于海平面（12）上的气室（1b）及位于海平面（12）下的振荡水柱（1c），在顶盖（1）上的气道（1a）中设置涡轮发电机组；所述浮力摆发电装置包含位于振荡水柱（1c）正中下方的浮力摆机构、双作用液压缸（6）和液压马达发电机组，浮力摆机构的浮力摆（5）固定连接摆板臂（5a），摆板臂（5a）通过第一铰链（5b）与靠岸板（3）连接为一体的底板（4）连接，双作用液压缸（6）的活塞杆（6b）端通过第二铰链（6c）与浮力摆（5）的侧面连接，油缸体端通过第三铰链（6d）与底板（4）连接；所述双作用液压缸（6）经第一高压软管（7）、第二高压软管（7a）连接海岸上的液压马达发电机组；在海浪向靠岸板（3）上浪或回浪时，推动浮力摆（5）来回摆动，双作用液压缸（6）中的活塞（6a）作往复运动，连续向液压马达发电机组提供压力油；同时，振荡水柱（1c）的上下振荡，推动气室（1b）中的空气进入气道（1a）中驱动涡轮发电机组。2.根据权利要求1所述的一种浮力摆机构及振荡水柱式波浪能发电装置，其特征是：所述涡轮发电机组把第二发电机（14）设置在与气道（1a）内壁固定连接的支架（15）上，第二发电机（14）的电机轴连接涡轮机（13）。3.根据权利要求1所述的一种浮力摆机构及振荡水柱式波浪能发电装置，其特征是：所述液压马达发电机组包含蓄压罐（8）、液压马达（9）、第一发电机（10）和循环油柜（11），第一高压软管（7）经第一供油单向阀（V1）连接蓄压罐（8），还经第一回油单向阀（V3）连接循环油柜（11）,第二高压软管（7a）经第二供油单向阀（V2）连接蓄压罐（8），还经第二回油单向阀（V4）连接循环油柜（11）,蓄压罐（8）的出油管连接驱动第一发电机（10）转动的液压马达（9）的进油口，液压马达（9）的出油管连接循环油柜（11）。2CN110469448A说明书1/4页一种浮力摆机构及振荡水柱式波浪能发电装置技术领域[0001]本发明涉及一种浮力摆机构及振荡水柱式波浪能发电装置，属于新能源技术领域。背景技术[0002]我国拥有18000多千米的海岸线，充分利用海洋能资源是我国清洁能源的重要发展方向，在诸多海洋能资源中，波浪能由于具有资源存储量大、稳定性好、建造成本低等优点，受到越来越广泛的关注。其中，振荡水柱式波能转换装置由于性能可靠、结构简单、产电效率高等优势，受到更广泛的关注，已成为目前各国建造最多且研究力度最大的一种波能转换装置。[0003]尽管具有诸多优势，但振荡水柱式波能转换装置主要依靠水柱大振幅上下振动，压缩气室内气体推动涡轮机产电。当波浪频率较低时，振荡水柱将发生“活塞”式共振模态，水柱发生大振幅上下运动，从而有较高产电效率；但当波浪频率较高时，振荡水柱将发生“晃荡”式共振模态，此时振荡水柱波能转换装置中水体产生类似于液舱晃荡的运动，水体主要发生水平方向的流动，无法压缩气室内气体产生推动涡轮机转动，导致装置效率较低。因此，传统振荡水柱式波能转换装置仅在波浪频率较低时拥有较高的波浪能俘获效率。