波浪能随小型自主式水下航行器发电系统.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CN109572968A(43)申请公布日2019.04.05(21)申请号201811621374.X(22)申请日2018.12.28(71)申请人天津大学地址300072天津市南开区卫津路92号(72)发明人方红伟宋如楠(74)专利代理机构天津市北洋有限责任专利代理事务所12201代理人程毓英(51)Int.Cl.B63G8/08(2006.01)F03B13/14(2006.01)F03B13/22(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图1页(54)发明名称波浪能随小型自主式水下航行器发电系统(57)摘要本发明涉及一种波浪能随小型自主式水下航行器发电系统，包括置于小型自主式水下航行器主壳体内部的多自由度发电系统箱体、布置在航行器壳体侧边的水翼装置两部分，水翼装置包括轴和摆动水翼，多自由度发电系统箱体包括旋转质量块，增速齿轮箱，弹簧，振动质量块，第一阻尼器，发电机，摆动水翼和柔性容积腔；摆动水翼将作用力耦合到振动质量块，振动质量块通过增速齿轮箱和旋转质量块连接到发电机，实现能量的传递和转化；弹簧一端与多自由度发电系统箱体表面固定连接，振动质量块还通过第一阻尼器连接到多自由度发电系统箱体上；多自由度发电系统箱体的下部设置有柔性容积腔。CN109572968ACN109572968A权利要求书1/1页1.一种波浪能随小型自主式水下航行器发电系统，包括置于小型自主式水下航行器主壳体内部的多自由度发电系统箱体、布置在航行器壳体侧边的水翼装置两部分，水翼装置包括轴和摆动水翼，摆动水翼沿主壳体轴线方向水平布置，在波浪的上下浮动作用下绕水翼装置轴旋转，捕获波浪能；多自由度发电系统箱体包括旋转质量块，增速齿轮箱，弹簧，振动质量块，第一阻尼器，发电机和柔性容积腔；摆动水翼将作用力耦合到振动质量块，振动质量块通过增速齿轮箱和旋转质量块连接到发电机，实现能量的传递和转化；弹簧一端与多自由度发电系统箱体表面固定连接，振动质量块还通过第一阻尼器连接到多自由度发电系统箱体上；多自由度发电系统箱体的下部设置有柔性容积腔，在柔性容积腔内设置有内伸导管和外伸导管，柔性容积腔的液体通过内伸导管连通到第二阻尼器，外伸导管也与第二阻尼器相连通，第二阻尼器连接到旋转质量块。2CN109572968A说明书1/3页波浪能随小型自主式水下航行器发电系统技术领域[0001]本发明属于波浪发电控制领域，具体涉及一种用于波浪发电的多自由度波浪能发电装置。背景技术[0002]海洋中蕴含着丰富的可再生能源，其中包括，潮汐能，波浪能，温差能，盐差能和海流能等等形式。波浪能作为海洋能源中蕴藏最为丰富的能源之一，对波浪能发电技术的开发与利用已成为研究热点。波浪能随水下航行器技术作为一种新型技术，对于开发我国深水海域波浪能有重要的理论价值和长远的战略意义。但是该技术还面临若干问题，一是海洋波浪本身的波动性、间歇性、不规则性强、稳定性差等特点；二是波浪能发电装置(WaveEnergyConverter，WEC)本身的转化效率与可靠性提高、控制及其储存技术等有待深入研究；三是波浪能发电装置与其发电载体之间的耦合方式及相互作用规律尚未取得有效成果。水下航行器作为便捷、高效的海洋移动平台，在海洋资源勘探、水下军事侦察、海洋设备监测等领域具有十分重要的意义。若能采取科学有效的技术手段将水下航行器与波浪能发电装置统一结合起来，采用多自由度惯性手段捕获波浪能，可提高海上波浪发电系统的稳定性，降低发电成本，有效提升波浪能可再生资源开发装备的研发设计水平，还可为水下航行器进行深海远程作业提供持续的清洁电力供应，既降低COx，NOx，SOx等化石燃料对海洋环境的污染，还可提高水下航行器的续航能力及其可靠性。发明内容[0003]本发明针对以上问题，设计了一种波浪能随小型自主式水下航行器发电系统系统，通过将波浪能转换成电能，一方面持续地供应水下航行器，做到无需回收的持续航行和深海远程作业，另一方面提高海上波浪发电系统的稳定性，有效地利用波浪能。技术方案如下：[0004]一种波浪能随小型自主式水下航行器发电系统，包括置于小型自主式水下航行器主壳体内部的多自由度发电系统箱体、布置在航行器壳体侧边的水翼装置两部分，水翼装置包括轴和摆动水翼，摆动水翼沿主壳体轴线方向水平布置，在波浪的上下浮动作用下绕水翼装置轴旋转，捕获波浪能，多自由度发电系统箱体包括旋转质量块，增速齿轮箱，弹簧，振动质量块，第一阻尼器，发电机和柔性容积腔；摆动水翼将作用力耦合到振动质量块，振动质量块通过增速齿轮箱和旋转质量块连接到发电机，实现能量的传递和转化；弹簧一端与多自由度发电系统箱体表面固定连接，振动质量块还通过第一阻尼器连接到多自由度发电系统箱体上；多自由度发电