本發(fā)明屬于海洋可再生能源工程領(lǐng)域，具體涉及一種海洋可再生能源綜合利用的浮式發(fā)電裝置。

背景技術(shù)：

當(dāng)下，可再生能源是世界各國尤其是發(fā)達(dá)國家都在重點(diǎn)研究的課題，而海洋能作為一種極具發(fā)展前景的清潔可再生資源更是受到沿海國家的青睞。研究和開發(fā)海洋能是世界各海洋國家共同努力發(fā)展的方向，海洋能發(fā)電裝置的開發(fā)和應(yīng)用將推動(dòng)清潔能源的發(fā)展進(jìn)程，對(duì)解決海島和海上裝備的電力供應(yīng)問題具有重大意義。而海洋上的風(fēng)能、海流能、波浪能屬于無窮無盡的海洋可再生能源，而且屬于無污染的綠色能源。海上利用風(fēng)力進(jìn)行發(fā)電的技術(shù)已經(jīng)成熟，但是，相比于海上風(fēng)力發(fā)電，波浪能發(fā)電裝置和海流發(fā)電裝置的能量轉(zhuǎn)化率較低，單位發(fā)電成本較高，一定程度限制了二者的充分利用。故如何將風(fēng)能、海流能及波浪能三者充分利用，并采用同一裝置進(jìn)行發(fā)電，是近年來一直研究與關(guān)注的課題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種海洋可再生能源綜合利用的浮式發(fā)電裝置。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種海洋可再生能源綜合利用的浮式發(fā)電裝置，其特征在于，包括：第一浮體、中心磁體、中心線圈、第二浮體、錨泊系統(tǒng)和組合發(fā)電結(jié)構(gòu)；所述第一浮體由均為空心圓柱體的上部和下部組成，所述上部和下部同軸設(shè)置且內(nèi)部相通，下部的橫截面積大于上部；所述中心磁體為圓柱體，中心磁體垂直貫穿第一浮體；所述中心線圈圍繞中心磁體設(shè)置并附著在上部的內(nèi)側(cè)壁，中心線圈相對(duì)于中心磁體可進(jìn)行垂直方向的相對(duì)運(yùn)動(dòng)；所述第二浮體固定在中心磁體的底部，所述錨泊系統(tǒng)固定在下部的底部；所述組合發(fā)電結(jié)構(gòu)數(shù)量為多個(gè)，沿圓周方向均勻地分布在下部的外側(cè)壁上。

為優(yōu)化上述技術(shù)方案，采取的具體措施還包括：

所述組合發(fā)電結(jié)構(gòu)包括立柱、上層連接桿、中層連接桿、下層連接桿、風(fēng)能發(fā)電單元和海流能發(fā)電單元；所述立柱固定在下部的外側(cè)壁上，立柱由上至下依次固定有均為水平設(shè)置的上層連接桿、中層連接桿和下層連接桿；所述風(fēng)能發(fā)電單元安裝在上層連接桿和中層連接桿之間，所述海流能發(fā)電單元安裝在中層連接桿和下層連接桿之間。

所述上層連接桿和下層連接桿之間安裝有圓桿磁體，所述圓桿磁體的頂端和底端分別與上層連接桿和下層連接桿焊連，圓桿磁體貫穿中層連接桿，風(fēng)能發(fā)電單元和海流能發(fā)電單元均安裝在圓桿磁體上。

所述風(fēng)能發(fā)電單元位于水平面之上，包括上轉(zhuǎn)軸、扇葉、支撐桿、上端固定件和下端固定件；所述上轉(zhuǎn)軸為空心圓柱體，上轉(zhuǎn)軸套設(shè)安裝在圓桿磁體上，上轉(zhuǎn)軸可圍繞圓桿磁體轉(zhuǎn)動(dòng)；所述扇葉數(shù)量為多片，均勻分布在上轉(zhuǎn)軸的外圍，共同形成燈籠結(jié)構(gòu)，扇葉通過支撐桿與上轉(zhuǎn)軸固定連接，扇葉的頂端和底端分別固定有上端固定件和下端固定件，所述上端固定件和下端固定件均焊接固定在上轉(zhuǎn)軸上。

所述海流能發(fā)電單元位于水平面之下，包括下轉(zhuǎn)軸、下線圈、渦葉和固定環(huán)；所述下轉(zhuǎn)軸呈空心圓柱體，下轉(zhuǎn)軸套設(shè)安裝在圓桿磁體上，可圍繞圓桿磁體轉(zhuǎn)動(dòng)；所述下線圈圍繞圓桿磁體設(shè)置并附著在下轉(zhuǎn)軸的內(nèi)側(cè)壁，下線圈相對(duì)于圓桿磁體可進(jìn)行垂直方向的相對(duì)運(yùn)動(dòng)；所述渦葉數(shù)量為多片，均勻分布在下轉(zhuǎn)軸的外圍，共同形成漩渦結(jié)構(gòu)，渦葉通過固定環(huán)與下轉(zhuǎn)軸固定連接，所述固定環(huán)固定套設(shè)在下轉(zhuǎn)軸上。所述中層連接桿處設(shè)置有阻尼器，所述阻尼器中集成有發(fā)電機(jī)。

所述下部中安裝有發(fā)電機(jī)和存儲(chǔ)電箱。

所述錨泊系統(tǒng)采用懸鏈線式，包括多條錨鏈。

本發(fā)明的有益效果是：將多種新能源相結(jié)合，可同時(shí)利用海流能、波浪能和風(fēng)能進(jìn)行發(fā)電，節(jié)能環(huán)保，不局限于受理方向和方式，具有很強(qiáng)的抗沖擊能力。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明的整體剖視圖。

圖3是本發(fā)明的整體俯視圖。

圖4是本發(fā)明組合發(fā)電結(jié)構(gòu)的剖視圖。

圖5是本發(fā)明錨泊系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6是本發(fā)明風(fēng)能發(fā)電單元的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7是本發(fā)明海流能發(fā)電單元的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記如下：第一浮體1、中心磁體2、中心線圈3、第二浮體4、錨泊系統(tǒng)5、組合發(fā)電結(jié)構(gòu)6、上部7、下部8、立柱9、上層連接桿10、中層連接桿11、下層連接桿12、風(fēng)能發(fā)電單元13、海流能發(fā)電單元14、圓桿磁體15、水平面16、上轉(zhuǎn)軸17、扇葉18、支撐桿19、上端固定件20、下端固定件21、下轉(zhuǎn)軸22、下線圈23、渦葉24、固定環(huán)25、阻尼器26、錨鏈27。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

如圖1-2所示的海洋可再生能源綜合利用的浮式發(fā)電裝置，包括：第一浮體1、中心磁體2、中心線圈3、第二浮體4、錨泊系統(tǒng)5和組合發(fā)電結(jié)構(gòu)6，其中，第一浮體1、中心磁體2、中心線圈3和第二浮體4組成了一套立柱式永磁波浪能發(fā)電單元。第一浮體1由均為空心圓柱體的上部7和下部8組成，上部7和下部8同軸設(shè)置且內(nèi)部相通，下部8的橫截面積大于上部7，下部8中安裝有發(fā)電機(jī)和存儲(chǔ)電箱。中心磁體2為圓柱體結(jié)構(gòu)的永磁體，安裝在第一浮體1中并垂直貫穿第一浮體1。中心線圈3圍繞中心磁體2設(shè)置并附著在上部7的內(nèi)側(cè)壁，中心線圈3相對(duì)于中心磁體2可進(jìn)行垂直方向的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。第二浮體4固定在中心磁體2的底部，使得中心磁體2可隨著波浪的上下起伏，相對(duì)于第一浮體1進(jìn)行垂直方向的升降運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)中心線圈3和中心磁體2之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，從而產(chǎn)生大量電能，并通過發(fā)電機(jī)存儲(chǔ)至電箱中。

錨泊系統(tǒng)5固定在下部8的底部，如圖5所示，采用懸鏈線式，包括多條錨鏈27。錨泊系統(tǒng)5是具有一定剛度的彈性系統(tǒng)，當(dāng)?shù)谝桓◇w1發(fā)生位移時(shí)，錨泊系統(tǒng)5會(huì)產(chǎn)生一個(gè)和位移方向相反的力，迫使第一浮體1回復(fù)到原來的位置。

除了立柱式永磁發(fā)電單元以外，裝置中還設(shè)有多個(gè)組合發(fā)電結(jié)構(gòu)6，沿圓周方向均勻地分布在下部8的外側(cè)壁上，圖3中采用了四個(gè)。組合發(fā)電結(jié)構(gòu)6具體參見圖4，包括立柱9、上層連接桿10、中層連接桿11、下層連接桿12、風(fēng)能發(fā)電單元13和海流能發(fā)電單元14。立柱9垂直固定在下部8的外側(cè)壁上，由上至下依次固定有均為水平設(shè)置的上層連接桿10、中層連接桿11和下層連接桿12。上層連接桿10和下層連接桿12之間安裝有圓桿磁體15，圓桿磁體15的頂端和底端分別與上層連接桿10和下層連接桿12焊連，圓桿磁體15垂直貫穿中層連接桿11。風(fēng)能發(fā)電單元13和海流能發(fā)電單元14均安裝在圓桿磁體15上，其中，風(fēng)能發(fā)電單元13安裝在上層連接桿10和中層連接桿12之間，海流能發(fā)電單元14安裝在中層連接桿11和下層連接桿12之間。此外，中層連接桿11處還焊接固定有阻尼器26，阻尼器26除了可減輕裝置在垂蕩作用下承受的傷害之外，還集成有發(fā)電機(jī)等設(shè)備。

風(fēng)能發(fā)電單元13位于水平面16之上，利用風(fēng)能進(jìn)行發(fā)電，包括上轉(zhuǎn)軸17、扇葉18、支撐桿19、上端固定件20和下端固定件21。上轉(zhuǎn)軸17為空心圓柱體，套設(shè)安裝在圓桿磁體15上，可圍繞圓桿磁體15轉(zhuǎn)動(dòng)。如圖6所示，扇葉18數(shù)量為多片，均勻分布在上轉(zhuǎn)軸17的外圍，共同形成燈籠結(jié)構(gòu)，實(shí)驗(yàn)證明，這種排布方式能夠更大效率地利用風(fēng)能。扇葉18的中部通過水平支撐桿19與上轉(zhuǎn)軸17固定連接，頂端和底端還分別固定有上端固定件20和下端固定件21，上端固定件20和下端固定件21均為環(huán)形結(jié)構(gòu)，焊接固定在上轉(zhuǎn)軸17上。風(fēng)能發(fā)電單元13工作時(shí)，扇葉18在風(fēng)力的作用下，進(jìn)行順時(shí)針或逆時(shí)針的旋轉(zhuǎn)，通過支撐桿19帶動(dòng)上轉(zhuǎn)軸17的轉(zhuǎn)動(dòng)，并結(jié)合發(fā)電機(jī)，實(shí)現(xiàn)風(fēng)能發(fā)電。

海流能發(fā)電單元14位于水平面16之下，利用海流能進(jìn)行發(fā)電，包括下轉(zhuǎn)軸22、下線圈23、渦葉24和固定環(huán)25。下轉(zhuǎn)軸22呈空心圓柱體，套設(shè)安裝在圓桿磁體15上，可圍繞圓桿磁體15轉(zhuǎn)動(dòng)。下線圈23圍繞圓桿磁體15設(shè)置并附著在下轉(zhuǎn)軸22的內(nèi)側(cè)壁，下線圈23相對(duì)于圓桿磁體15可進(jìn)行垂直方向的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。如圖7所示，渦葉24數(shù)量為多片，均勻分布在下轉(zhuǎn)軸22的外圍，共同形成漩渦結(jié)構(gòu)，渦葉24通過固定環(huán)25與下轉(zhuǎn)軸22固定連接，固定環(huán)25固定套設(shè)在下轉(zhuǎn)軸22上。此處采用了與風(fēng)能發(fā)電單元13不同的葉片排布和固定方式，能夠更好地適應(yīng)海流能的特點(diǎn)，提高了發(fā)電效率。海流能發(fā)電單元14工作時(shí)，渦葉24在海流的沖擊作用下，進(jìn)行順時(shí)針或逆時(shí)針的旋轉(zhuǎn)，通過固定環(huán)25帶動(dòng)下轉(zhuǎn)軸22的轉(zhuǎn)動(dòng)，并結(jié)合發(fā)電機(jī)，實(shí)現(xiàn)水流的發(fā)電。此外，下轉(zhuǎn)軸22在波浪的垂蕩作用下，相對(duì)于圓桿磁體15進(jìn)行垂直方向的升降運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)下線圈23和圓桿磁體15之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，并通過發(fā)電機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，將電能存儲(chǔ)至電箱中。

需要注意的是，發(fā)明中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等的用語，亦僅為便于敘述的明了，而非用以限定本發(fā)明可實(shí)施的范圍，其相對(duì)關(guān)系的改變或調(diào)整，在無實(shí)質(zhì)變更技術(shù)內(nèi)容下，當(dāng)亦視為本發(fā)明可實(shí)施的范疇。

以上僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不僅局限于上述實(shí)施例，凡屬于本發(fā)明思路下的技術(shù)方案均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理前提下的若干改進(jìn)和潤飾，應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。