共振式波力发电装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102287315A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102287315A(43)申请公布日2011.12.21(21)申请号201110233308.7(22)申请日2011.08.16(71)申请人蔡元奇地址430072湖北省武汉市武汉大学工学部64栋104号(72)发明人蔡元奇(74)专利代理机构武汉帅丞知识产权代理有限公司42220代理人朱必武李南平(51)Int.Cl.F03B13/22(2006.01)权利要求书1页说明书7页附图5页(54)发明名称共振式波力发电装置(57)摘要共振波力发电装置，包括船体、可控提能装置和发电装置，其特征在于：所述可控提能装置是由重力平衡器、刚度调节系统及摆体构成，通过海浪引起摆体与船体相对运动，提取海浪能能量，并将其转化为机械振动能量；重力平衡器，包括支架、摆振子、弹性机构和轨道；刚度调节系统包括刚度传递机构和变刚器，在摆体与船体发生相对运动时，刚度调节系统与固定的齿轮座一起为摆体提供扭转刚度，与之形成振动吸能系统；通过对变刚器的刚度调节来改变振动系统的自振周期，使其与海浪的周期一致，实现在海浪激励下振动系统形成共振，从而实现吸能效率最高。CN1028735ACCNN110228731502287327A权利要求书1/1页1.共振波力发电装置，包括船体、可控提能装置和发电装置；船体用于承载提能系统和发电装置，是漂浮于海面上的载体；发电装置将振动产生的机械能通过液压缸转换成液压能，再由液压能带动液压马达，通过液压马达带动发电机实现发电；发电装置与固定于船舱的齿轮座通过扇形齿轮连接在一起；其特征在于：所述可控提能装置由重力平衡器、刚度调节系统和摆体组成；通过海浪引起摆体与船体相对运动，提取海浪能能量，并将其转化为机械振动能量；重力平衡器，包括支架、摆振子、弹性机构和轨道，所述轨道是位于上方的固定轨道和位于下方的活动轨道，固定轨道固定在支架上不动，活动轨道通过支铰轴铰接在支架上，摆振子与活动轨道刚性连接，弹性机构跨连在上方的固定轨道和下方的活动轨道之间；所述弹性机构的上端和下端与固定轨道和活动轨道为滑动或滚动连接；固定轨道是水平直线或曲线；活动轨道是曲线，曲线形状通过力平衡方程或能量平衡方程或拓扑优化得到；刚度调节系统包括刚度传递机构和变刚器，刚度传递机构与固定于船舱的齿轮座通过扇形齿轮连接在一起，摆体的运动经刚度传递机构传至变刚器；在摆体与船体发生相对运动时，刚度调节系统与固定的齿轮座一起为摆体提供扭转刚度，与之形成振动吸能系统；变刚器调节可改变其刚度输出，以改变提能系统的自振周期；刚度调节系统和发电装置均置于由重力平衡器摆臂与纵横梁系形成的平台上，重力平衡器的支架固定安放在船体上；重力平衡器摆臂和活动轨道的自重、纵横梁系、刚度调节系统以及发电装置构成摆体，摆体的重力对支铰轴产生的力矩均由重力平衡器平衡。2.如权利要求1所述的共振波力发电装置，其特征在于：所述的刚度传递机构主要包括扇形齿轮、减速器、齿轮齿条机构，变刚器主要包括刚度输出端连接器、薄膜带和刚度调节机构。3.如权利要求1所述的共振波力发电装置，其特征在于：摆平台包括纵横梁系和至少两个重力平衡器，多个重力平衡器间的摆振子通过纵横梁系连接在一起形成摆平台。4.如权利要求1或2或3所述的共振波力发电装置，其特征在于：摆平台上放置配重块；重力平衡器摆振子和活动轨道的自重、纵横梁系、刚度调节系统、发电装置和配重块构成摆体。2CCNN110228731502287327A说明书1/7页共振式波力发电装置技术领域[0001]本发明旨在提取海浪的能量实现发电。海浪以波动形式存在，其能量由动能和势能组成。海浪的动能是指海浪向前推进的能量，势能是指海浪上下起伏的能量。海浪的动能和势能相等。根据海浪的特点，提取海浪能量最直接的方法是采用振动方式提能。通过振动方式提取海浪能将其转化为机械能，再将其转化为液压能，由液压能带动液压马达再带动发电机发电。从而实现利用海浪的波力发电。背景技术[0002]海浪的能量蕴藏量大，且具有清洁，可再生，取之不尽，不占用陆域资源等优点。由于海浪能有规律可循，因此可以开发利用，是理想的新能源。与风能和光伏发电相比较，若海浪发电成功，它将有能量输出大，输出能量稳定，发电成本低，且海浪能利用资源丰富。然而，尽管已作了大量的开发利用海浪能技术研究．但迄今为止鲜有大功率的海浪发电装置用于商业运行。[0003]现有的海浪发电装置主要由提能系统和发电系统两部分构成。由于对提能没有达成共识，提出的方案多种多样。但基本上是采用振动原理。若按大类分，海浪发电装置的提能系统有：振荡水柱式（OWC）、振荡浮子式（Buoy）、摆式(Pendulum)、鸭式(Duck)、筏式(Raft)、收缩坡