自动适应潮位的振荡浮子发电装置制造方法及图纸

自动适应潮位的振荡浮子发电装置，包括波浪能发电系统及潮位适应系统，波浪能发电系统安装在潮位适应系统上，潮位适应系统包括升降浮台及限位桩，浮子与升降浮台相连；升降浮台上开有限位桩孔，限位桩孔内设置有潮位适应装置，潮位适应装置包括限位齿轮、限位浮体和潮位启闭机构，限位桩插装在限位桩孔内，沿限位桩侧壁设置有限位齿条，与限位齿轮啮合；限位浮体安装在限位桩孔的侧壁；潮位启闭机构包括一棘轮及制动销，制动销与限位浮体相连，棘轮与限位齿轮同轴相连，制动销与棘轮棘爪啮合。本发明专利技术可实现发电系统的潮位适应，根据潮位高低自动升降。保证浮子始终接触海面，有利于最大程度的吸收波浪能量，提高发电效率。

【技术实现步骤摘要】
自动适应潮位的振荡浮子发电装置
本专利技术属于波浪能发电
，涉及一种振荡浮子发电装置，具体的说，涉及一种自动适应潮位的振荡浮子发电装置。
技术介绍
波浪能作为一种能流密度大、分布广泛的海洋能源，具有良好的品质和开发利用价值，受到科研人员的广泛青睐，各种形式的波浪能发电装置得到了研发和试验。波浪能发电装置以波浪上下起伏产生的能量作为动力发电，常见的波浪能发电装置有振荡水柱式、摆式、聚波水库式、振荡浮子式、鸭式、筏式等，其中振荡浮子波浪能发电装置是近年来新提出的一种波浪能利用装置，通常以浮子作为波浪能吸收装置，然后将浮子吸收的波浪能量通过机械或液压装置转化出去，驱动发电机发电。振荡浮子波浪能发电装置通常面临一个难题，即在实际海况中，除了海水表面的波浪起伏外，还存在一定周期的潮位涨落(其周期比波浪要大得多)。潮位涨落不仅会影响浮子捕获波浪能量的效果，甚至在高水位下可能将某些构件淹没，对装置的安全性造成一定的威胁。目前，波能发电装置在研发过程中采用了各种不同方法来适应潮位的变化，多数方法是采用液压升降系统实现装置的升降功能，但液压系统需要消耗电力，增加了发电成本，在目前波浪能发电装置发电效率偏低的情况下，显然并不是理想的选择。因此，设计一种能够自动适应潮位涨落的振荡浮子发电装置，具有非常重要的现实意义，也是今后振荡浮子波浪能发电装置的趋势之一。
技术实现思路
本专利技术的目的在于研究一种在涨落潮过程中，可稳定竖直升降，可自动适应潮位的振荡浮子发电装置。本专利技术的技术方案是：自动适应潮位的振荡浮子发电装置，包括波浪能发电系统及潮位适应系统，波浪能发电系统包括依次连接的浮子、液压缸及发电机，波浪能发电系统安装在潮位适应系统上，潮位适应系统包括升降浮台及限位桩，浮子与升降浮台相连；升降浮台上开有限位桩孔，限位桩孔内设置有潮位适应装置，潮位适应装置包括限位齿轮、限位浮体和潮位启闭机构，限位桩插装在限位桩孔内，限位桩底部固定在海床上，沿限位桩侧壁设置有限位齿条，与限位齿轮啮合；限位浮体安装在限位桩孔的侧壁；潮位启闭机构包括一棘轮及制动销，制动销与限位浮体相连，棘轮与限位齿轮同轴相连，制动销与棘轮棘爪啮合，限制棘轮转动。优选的是：限位浮体包括外箱和置于外箱内的限位浮子，除外箱迎浪的一侧和外箱底部外，外箱的各个侧壁均设置有透水孔。优选的是：升降浮台为圆台状，使波浪能够容易越过升降浮台，而不直接冲击升降浮台。减少升降浮台所受到的水平波浪的冲击，保证结构的稳定性。优选的是：限位桩孔内，未安装限位机构的侧壁装有滑轮，限位桩与滑轮轮体外圆周相接触。减少升降浮台在升沉过程中与限位桩的摩擦。优选的是：浮子通过支撑架与升降浮台及液压缸相连，支撑架包括竖直杆、水平杆、支撑杆及与液压缸相连的液压缸连接杆，竖直杆为与浮子固定连接，且分别与水平杆和液压缸连接杆铰接，支撑杆安装在升降浮台上，与水平杆铰接。优选的是：浮子底部为锥形，主体为圆柱体。优选的是：升降浮台上台面和下台面之间开有贯通的切口，水平杆位于切口正上方。该切口作为水平杆的预留活动缝隙，水平杆转动过程中，从切口中穿过。若不设置该切口，水平杆转动过程中将与升降浮台冲撞，严重的，将损坏升降浮台和水平杆。更进一步的，潮位适应系统还包括安装在升降浮台上端面的平台，发电机安装在平台上，外部装有保护罩。液压发电装置安装在上部平台的保护罩内，上部平台始终随潮位涨落，不会被海水淹没，可以保护发电系统的精密部件不受海洋恶劣环境的影响，提高了装置的耐久性。本专利技术的有益效果是：(1)本专利技术可实现发电系统的潮位适应，根据潮位高低自动升降。保证浮子始终接触海面，有利于最大程度的吸收波浪能量，提高发电效率。(2)本专利技术依靠海水浮力和机械结构的配合实现了振荡浮子发电装置对潮位的自适应，不需要依赖液压升降系统，不需要耗费能源，节能环保。(3)相对于波浪起伏，潮位的涨落对海面高度的影响更大。系统通过制动销制动，较小的海面高度的起伏不会触发制动销的作用，因此系统的升沉只受潮位的影响，不受波浪起伏的影响。附图说明图1为本专利技术结构示意图。图2为升降浮台俯视结构示意图。图3为潮位适应装置俯视结构示意图。图4为潮位适应系统结构示意图。图5为限位桩与潮位适应装置配合结构示意图。图6为制动销及棘轮制动关系结构示意图。图7为潮位上涨时，棘轮正转结构示意图。图8为潮位下降时，棘轮反转结构示意图。图9为实施例2结构示意图。图10为实施例3结构示意图。其中，1-波浪能发电系统，101-浮子，102-液压缸，103-出油管，104-进油管，2-潮位适应系统，201-升降浮台，202-限位桩，203-限位桩孔，204-限位齿条，3-潮位适应装置，301-限位齿轮，302-限位浮体，303-外箱，304-透水孔，305-滑轮，4-潮位启闭机构，401-棘轮，402-制动销，5-支撑架，501-竖直杆，502-水平杆，503-支撑杆，504-液压缸连接杆，6-平台，7-保护罩，8-切口具体实施方式以下结合附图对本专利技术的具体实施方式进行进一步的说明。实施例1如图1所示，自动适应潮位的振荡浮子发电装置，包括波浪能发电系统1及潮位适应系统2，波浪能发电系统利用波浪起伏能量发电；潮位适应系统2用于控制整个发电装置对潮位的跟踪。波浪能发电系统1包括依次连接的浮子101、液压缸102、蓄能罐及发电机，液压缸102通过进油管104和出油管103与发电机相连。浮子101上下运动过程中，液压缸102的气缸杆往复运动，控制进油管104向发电机送油，出油管103将发电机的油返回，从而实现波浪能发电。发电机所发出的电能储存在蓄能罐中。整个波浪能发电系统1安装在潮位适应系统2上。如图2至图6所示，潮位适应系统2包括升降浮台201及限位桩202，浮子101与升降浮台201相连；升降浮台201上开有限位桩孔203，限位桩202和限位桩孔203均有三个，沿升降浮台201的台面均布。每个限位桩孔203内均设置有潮位适应装置3。潮位适应装置3包括限位齿轮301、限位浮体302和潮位启闭机构4，限位桩202插装在限位桩孔203内，底部固定在海床上，沿限位桩202侧壁设置有限位齿条204，与限位齿轮301啮合，限位齿轮301安装在限位桩孔203的侧壁上；限位浮体302安装在限位桩孔203的侧壁；潮位启闭机构4包括一棘轮401及制动销402，制动销402与限位浮体302固定相连。棘轮401的棘爪一侧为弧形，一侧为直线型，制动销402与棘轮401直线型一侧的棘爪啮合，限制棘轮401转动。棘轮401与限位齿轮301同轴相连，二者运动一致，棘轮401被制动销402卡住，不能正向转动，限位齿轮301同样不能转动，也不能沿着限位齿条204上下移动。涨落潮的过程中，海水的水位将发生变化。在水位未发生变化时，升降浮台201停留在某一位置，在波浪的冲击过程中，升降浮台201会产生向上运动的趋势(棘轮401具有正向转动的趋势)，但棘轮401被制动销402卡住不能转动。限位齿轮301与棘轮401运动一致，亦不能转动，从而静止在竖向位置上。此时尽管有波浪不断起伏，升降浮台201始终处于静止状态。如图7所示，定义限位齿轮301向上运动时，棘轮401转动的方向为正向转动。当潮位逐渐上涨时，限位浮体302的位置本文档来自技高网...

【技术保护点】
自动适应潮位的振荡浮子发电装置，包括波浪能发电系统及潮位适应系统，所述波浪能发电系统包括依次连接的浮子、液压缸及发电机，波浪能发电系统安装在潮位适应系统上，其特征在于：所述潮位适应系统包括升降浮台及限位桩，浮子与升降浮台相连；所述升降浮台上开有限位桩孔，限位桩孔内设置有潮位适应装置，所述潮位适应装置包括限位齿轮、限位浮体和潮位启闭机构，限位桩插装在限位桩孔内，沿限位桩侧壁设置有限位齿条，与限位齿轮啮合；限位浮体安装在限位桩孔的侧壁；潮位启闭机构包括一棘轮及制动销，制动销与限位浮体相连，棘轮与限位齿轮同轴相连，制动销与棘轮棘爪啮合。

【技术特征摘要】
1.自动适应潮位的振荡浮子发电装置，包括波浪能发电系统及潮位适应系统，所述波浪能发电系统包括依次连接的浮子、液压缸及发电机，波浪能发电系统安装在潮位适应系统上，其特征在于：所述潮位适应系统包括升降浮台及限位桩，浮子与升降浮台相连；所述升降浮台上开有限位桩孔，限位桩孔内设置有潮位适应装置，所述潮位适应装置包括限位齿轮、限位浮体和潮位启闭机构，限位桩插装在限位桩孔内，沿限位桩侧壁设置有限位齿条，与限位齿轮啮合；限位浮体安装在限位桩孔的侧壁；潮位启闭机构包括一棘轮及制动销，制动销与限位浮体相连，棘轮与限位齿轮同轴相连，制动销与棘轮棘爪啮合；所述限位浮体包括外箱和置于外箱内的限位浮子，除外箱迎浪的一侧和外箱底部外，外箱的各个侧壁均设置有透水孔。2.如权利要求1所述的自动适应潮位的振荡浮子发电装置，其特征在于：所述升降浮台为圆台状。3.如权利要求1所述的自动适应潮位的振荡...

【专利技术属性】
技术研发人员：李彦平，刘大海，李晓璇，
申请(专利权)人：国家海洋局第一海洋研究所，
类型：发明
国别省市：山东;37