本發(fā)明涉及一種海洋波浪能和風能的發(fā)電裝置，特別是涉及一種杠桿振蕩浮子式波浪蓄能及發(fā)電裝置，屬于新型可再生能源技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

隨著世界經(jīng)濟的發(fā)展、人口的激增、社會的進步，人類對能源的需求日益增長。為了解決能源的日益緊缺和環(huán)境日趨嚴峻等問題，各國都爭相發(fā)展可再生能源。海洋波浪能及風能的收集、轉(zhuǎn)化和應用，如發(fā)電等作為一個剛起步的新領(lǐng)域，其技術(shù)還不夠成熟，缺乏能長時間投入實際使用的有效裝置，存在著易腐蝕、難維護、對環(huán)境波浪條件適應性差、易受風暴破壞、轉(zhuǎn)化效率低等問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是提供一種杠桿振蕩浮子式波浪蓄能裝置及發(fā)電裝置。

本發(fā)明要解決的問題是現(xiàn)有波浪發(fā)電裝置技術(shù)還不夠成熟，缺乏能長時間投入實際使用的有效裝置，存在著易腐蝕、難維護、易損壞、轉(zhuǎn)化效率低等問題。本發(fā)明通過在開口朝下的殼體內(nèi)安裝杠桿振蕩浮子裝置，利用浮子的振蕩來吸收波浪能量，并通過杠桿傳動機構(gòu)，把振子的運動進行放大并驅(qū)動泵氣氣缸機構(gòu)不斷地作上下往復運動，從而把壓縮空氣泵入浮子內(nèi)部，使波浪能轉(zhuǎn)化為空氣能再發(fā)電。該裝置具有結(jié)構(gòu)簡單、傳動牢固可靠、容易維護、不易損壞等優(yōu)點。另外，通過在殼體內(nèi)壁和浮子之間安裝密封環(huán)形隔水簾，使內(nèi)部傳動機構(gòu)得以密封起來與水隔離，解決了常規(guī)波浪發(fā)電裝置運動關(guān)節(jié)長時間浸泡水中易腐蝕等問題。通過合理地分配整個裝置的重量，使主要重量集中于或連接于需要保持相對穩(wěn)定的殼體端，而需要產(chǎn)生相對運動的浮子端則盡量減輕其重量，使浮子受到的浮力與彈簧力平衡，而不是常規(guī)浮子式波浪發(fā)電裝置的浮子浮力與自身重量平衡，由于浮子自身重量的減輕，有利于其運動慣量的減少，故其運動更為敏感、幅度更大，更有利于波浪能的吸收轉(zhuǎn)化。本裝置通過非常簡單的杠桿傳動機構(gòu)把浮子的運動進行放大，從而提高了泵氣氣缸機構(gòu)的靈敏度和行程，行程的加大則有利于提高泵氣機構(gòu)對空氣的壓縮程度，并以此實現(xiàn)振蕩浮子和泵氣氣缸機構(gòu)做功功率的良好匹配，解決常規(guī)波浪發(fā)電裝置對波浪的小幅度緩慢運動不易吸收或需要復雜的匹配轉(zhuǎn)換機構(gòu)等問題。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種杠桿振蕩浮子式波浪蓄能裝置，包括開口朝下的殼體、布置于所述殼體正下方且通過鏈條軸對稱連接殼體底部四周吊環(huán)的重球和連接所述重球下端的錨鏈，所述殼體內(nèi)部安裝有杠桿振蕩浮子裝置，所述杠桿振蕩浮子裝置由上而下依次包括連接殼體頂部的拉力彈簧、可伸縮杠桿傳動機構(gòu)組和兼做蓄能器的封閉空腔式浮子，所述拉力彈簧和所述浮子之間安裝有泵氣氣缸機構(gòu)，所述可伸縮杠桿傳動機構(gòu)把所述浮子的上下振蕩運動放大并驅(qū)動所述泵氣氣缸機構(gòu)作上下往復運動，不斷地把壓縮空氣泵入到所述浮子內(nèi)部儲存起來。

進一步地，所述的可伸縮杠桿傳動機構(gòu)組包括兩組以上以所述殼體的垂直中心軸為對稱軸均勻地布置在殼體內(nèi)壁四周的可伸縮杠桿傳動機構(gòu)，每組可伸縮杠桿傳動機構(gòu)均包括可伸縮杠桿和連桿，所述可伸縮杠桿的下端鉸接連桿一端，所述連桿的另一端與所述浮子上部的吊環(huán)相鉸接，所述可伸縮杠桿中段與固定設(shè)置在所述殼體內(nèi)壁上的作為支點的吊環(huán)相鉸接，所有可伸縮杠桿的上端共同鉸接在接頭上后與拉力彈簧相連接。

進一步地，所述泵氣氣缸機構(gòu)的下端與設(shè)置在所述浮子上中部的吊環(huán)相鉸接，所述泵氣氣缸機構(gòu)上端連接接頭上后與拉力彈簧相連接。

進一步地，所述浮子上部中間位置掏空設(shè)置有用于容納所述泵氣氣缸機構(gòu)的下凹圓柱空間，在所述下凹圓柱空間中部安裝有用于連接所述泵氣氣缸機構(gòu)的下端的吊環(huán)。為獲得足夠的泵氣效率，一般采用行程較大的細長泵氣氣缸機構(gòu)，凹圓柱空間用于容納泵氣氣缸機構(gòu)，起到了在不增加泵氣氣缸機構(gòu)直徑的基礎(chǔ)上，減少了整體高度，從而減少裝置的體積和重量。

進一步地，在所述殼體內(nèi)壁和所述浮子上部四周之間還安裝有密封環(huán)形隔水簾，使內(nèi)部傳動機構(gòu)得以密封起來與水隔離，提高系統(tǒng)抗腐蝕能力。

本發(fā)明另一方面還提供了一種杠桿振蕩浮子式波浪發(fā)電裝置，包括氣輪發(fā)電機，還包括如所述的波浪蓄能裝置，所述氣輪發(fā)電機設(shè)置在所述波浪蓄能裝置內(nèi)，由波浪蓄能裝置所儲的壓縮空氣驅(qū)動發(fā)電，從而作為單個獨立發(fā)電主體使用。

本發(fā)明另一方面還提供了一種杠桿振蕩浮子式波浪發(fā)電裝置，包括氣輪發(fā)電機，還包括若干如所述的波浪蓄能裝置形成的點陣，所述氣輪發(fā)電機設(shè)置在所述波浪蓄能裝置外部，各個波浪蓄能裝置所儲的壓縮空氣通過管道并聯(lián)后驅(qū)動氣輪發(fā)電機發(fā)電，可實現(xiàn)對加大功率氣輪發(fā)電機的共同并聯(lián)發(fā)電。

本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)而言具有以下優(yōu)點：

（1）本發(fā)明通過在開口朝下的殼體內(nèi)安裝杠桿振蕩浮子裝置，利用浮子的振蕩來吸收波浪能量，并通過杠桿傳動機構(gòu)，把浮子的運動進行放大，以驅(qū)動泵氣氣缸機構(gòu)往浮子內(nèi)泵入壓縮空氣，使波浪能轉(zhuǎn)化為空氣能，具有結(jié)構(gòu)簡單、傳動可靠、容易維護、不易損壞、能適應任何潮位、現(xiàn)場安裝投放方便等優(yōu)點。

（2）本發(fā)明通過合理地分配整個裝置的重量，使主要重量集中于或連接于需要保持相對穩(wěn)定的殼體端，而需要產(chǎn)生相對運動的浮子端則盡量減輕其重量，使浮子受到的浮力與彈簧力平衡，而不是常規(guī)漂浮式浮子波浪發(fā)電裝置的浮子浮力與自身重量平衡，由于浮子自身重量的減輕，有利于其運動慣量的減少，故其運動更為敏感、幅度更大，更有利于波浪能的吸收轉(zhuǎn)化。

（3）本發(fā)明通過非常簡單的杠桿傳動機構(gòu)把浮子的運動進行放大，從而提高了泵氣氣缸機構(gòu)的靈敏度和行程，行程的加大則有利于提高泵氣機構(gòu)對空氣的壓縮程度，并以此實現(xiàn)振蕩浮子和泵氣機構(gòu)做功功率的良好匹配，解決常規(guī)波浪發(fā)電裝置對波浪的小幅度緩慢運動不易吸收或需要復雜的匹配轉(zhuǎn)換機構(gòu)等問題。

（4）本發(fā)明通過在殼體內(nèi)壁和浮子之間安裝密封環(huán)形隔水簾，使內(nèi)部傳動機構(gòu)得以密封起來與水隔離，提高抗腐蝕能力，大大提高工作壽命，降低維護成本。

（5）本發(fā)明可在殼體內(nèi)部安裝氣輪發(fā)電機作為單個獨立發(fā)電主體使用，或通過投放多個本裝置形成點陣，各裝置所儲氣體通過管道并聯(lián)輸出到外部氣輪發(fā)電機，進行并聯(lián)發(fā)電。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例的外部結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明實施例的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明另一實施例的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為本發(fā)明另一實施例剖視立體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中所示為：1-殼體；2-鏈條；3-重球；4-錨鏈；5-拉力彈簧；6-可伸縮杠桿傳動機構(gòu)組；7-浮子；8-泵氣氣缸機構(gòu)；9-可伸縮杠桿；10-連桿；11-密封環(huán)形隔水簾；12-接頭。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明的發(fā)明目的作進一步詳細地描述，實施例不能在此一一贅述，但本發(fā)明的實施方式并不因此限定于以下實施例。

如圖1至圖2所示，一種杠桿振蕩浮子式波浪蓄能裝置，包括開口朝下的殼體1、布置于所述殼體1正下方且通過鏈條2（本實施例為四根）軸對稱連接殼體1底部四周吊環(huán)的重球3和連接所述重球3下端的錨鏈4，所述殼體1內(nèi)部安裝有杠桿振蕩浮子裝置，所述杠桿振蕩浮子裝置由上而下依次包括連接殼體頂部的拉力彈簧5、可伸縮杠桿傳動機構(gòu)組6和兼做蓄能器的封閉空腔式浮子7，所述拉力彈簧5和所述浮子7之間安裝有泵氣氣缸機構(gòu)8，所述可伸縮杠桿傳動機構(gòu)6把所述浮子7的上下振蕩運動放大并驅(qū)動所述泵氣氣缸機構(gòu)8作上下往復運動，不斷地把壓縮空氣泵入到所述浮子7內(nèi)部儲存起來。

具體地，如圖2所示，所述的可伸縮杠桿傳動機構(gòu)組6包括兩組以上以所述殼體1的垂直中心軸為對稱軸均勻地布置在殼體內(nèi)壁四周的可伸縮杠桿傳動機構(gòu)，如二至四組，本實施例中，所述可伸縮杠桿傳動機構(gòu)為兩組，以所述殼體1的垂直中心軸為對稱軸對稱分布，每組可伸縮杠桿傳動機構(gòu)均包括可伸縮杠桿9和連桿10，所述可伸縮杠桿9的下端鉸接連桿10一端，所述連桿10的另一端與所述浮子7 上部的吊環(huán)相鉸接，所述可伸縮杠桿9中段與固定設(shè)置在所述殼體1內(nèi)壁上的作為支點的吊環(huán)相鉸接，所有可伸縮杠桿9的上端共同鉸接在接頭12上后與拉力彈簧5相連接。

具體地，所述泵氣氣缸機構(gòu)8的下端與設(shè)置在所述浮子7上中部的吊環(huán)相鉸接，所述泵氣氣缸機構(gòu)8上端連接接頭12上后與拉力彈簧5相連接。

具體地，如圖3和圖4所示，在本發(fā)明的另一實施例中，所述浮子7上部中間位置掏空設(shè)置有用于容納所述泵氣氣缸機構(gòu)8的下凹圓柱空間，在所述下凹圓柱空間中部安裝有用于連接所述泵氣氣缸機構(gòu)8的下端的吊環(huán)。為獲得足夠的泵氣效率，一般采用行程較大的細長泵氣氣缸機構(gòu)，凹圓柱空間用于容納泵氣氣缸機構(gòu)，起到了在不增加泵氣氣缸機構(gòu)直徑的基礎(chǔ)上，減少了整體高度，從而減少裝置的體積和重量。

具體地，如圖3和圖4所示，在所述殼體1內(nèi)壁和所述浮子7上部四周之間還安裝有密封環(huán)形隔水簾11。使內(nèi)部傳動機構(gòu)得以密封起來與水隔離，提高系統(tǒng)抗腐蝕能力。

在上述實施例中，所述殼體1為旋轉(zhuǎn)體，頂部、內(nèi)壁、下部均安裝有吊環(huán)，頂部吊環(huán)有利于整個裝置的起吊和投放，內(nèi)壁吊環(huán)有利于杠桿支點的安裝，下部吊環(huán)有利于連接重球3的鏈條2的安裝。

所述可伸縮杠桿傳動機構(gòu)把所述浮子7的上下振蕩運動放大并驅(qū)動所述泵氣氣缸機構(gòu)8作上下往復運動，不斷地把壓縮空氣泵入到所述浮子7內(nèi)部，使波浪能轉(zhuǎn)化為空氣能儲存起來作為動力源備用。杠桿傳動機構(gòu)把浮子7的運動進行放大，從而提高了泵氣氣缸機構(gòu)8的靈敏度和行程，行程的加大則有利于提高泵氣氣缸機構(gòu)8對空氣的壓縮程度，并以此實現(xiàn)振蕩浮子和泵氣氣缸機構(gòu)8做功功率的良好匹配，解決常規(guī)波浪發(fā)電裝置對波浪的小幅度緩慢運動不易吸收或需要復雜的匹配轉(zhuǎn)換機構(gòu)等問題。

本發(fā)明的另一實施例提供了一種杠桿振蕩浮子式波浪發(fā)電裝置，包括氣輪發(fā)電機，還包括如權(quán)1至權(quán)5中任一項所述的波浪蓄能裝置，所述氣輪發(fā)電機設(shè)置在所述波浪蓄能裝置的殼體內(nèi)，由波浪蓄能裝置所儲的壓縮空氣驅(qū)動發(fā)電，從而作為單個獨立發(fā)電主體使用，實現(xiàn)波浪能的高效利用。

本發(fā)明的另一實施例提供了一種杠桿振蕩浮子式波浪發(fā)電裝置，包括氣輪發(fā)電機，還包括若干如權(quán)1至權(quán)5中任一項所述的波浪蓄能裝置形成的點陣，所述氣輪發(fā)電機設(shè)置在所述波浪蓄能裝置外部，各個波浪蓄能裝置所儲的壓縮空氣通過管道并聯(lián)后驅(qū)動氣輪發(fā)電機發(fā)電，可實現(xiàn)對加大功率氣輪發(fā)電機的共同并聯(lián)發(fā)電，實現(xiàn)波浪能的高效利用。

另外，除了發(fā)電之外，上述實施例中提供的杠桿振蕩浮子式波浪蓄能裝置所收集的壓縮空氣還可為其他裝置提供動力源，如氣動系統(tǒng)，吹氣系統(tǒng)等，在此不再一一贅述。

本發(fā)明的上述實施例僅僅是為清楚地說明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對本發(fā)明的實施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發(fā)明權(quán)利要求的保護范圍之內(nèi)。