[发明专利]一种波浪发电设备

说明书

技术领域

本发明在第一方面中涉及用于产生电力的波浪发电设备，所述波浪发电设备包括设置成漂浮在海上的浮体和具有定子和沿中心轴线往复运动的平移件(translator)的直线发电机，所述定子设置成锚固在海床中并且所述平移件通过挠性连接装置与浮体相连。所述连接装置是挠性的，意味着它可以被弯曲。这并不一定表示在其纵向方向中是弹性的。

在第二方面中，本发明涉及这种波浪发电设备的使用。

在第三方面中，本发明涉及产生电力的方法，该方法包括提供漂浮在海上的浮体、提供具有定子和直线往复运动的平移件的直线发电机、将定子锚固在海床中并且通过挠性连接装置将平移件连接至所述浮体。

在本申请中，术语“径向的”和“轴向的”参照由平移件中心的往复运动定义的轴线。术语“上部”和“下部”参照竖直方向并涉及当所述波浪发电设备在工作中时相关部件的位置。

背景技术

海洋和大型内陆湖中的波浪运动构成目前极少开发利用的潜在能源。不过已经做出了各种将海洋的竖直运动用于在发动机中产生电力的建议。因为海面上的一点进行往复的竖直运动，这适合使用直线发电机产生电力。

WO 03/058055披露了这种波浪发电设备，其中发动机的运动部件，即，对应于旋转发电机中的转子的部件并且在本申请中称为平移件，相对于发电机的定子往复运动。在上述文献中定子被锚固在海床中。所述平移件通过线，钢索或锁链与漂浮在海上的浮体相连。

理想的，浮体竖直地位于发电机上方，在上述文献的图1中所示的平移件的轴线上。不过，所述浮体还承受来自波浪和风产生的横向力。因此所述浮体可能漂离理想位置并通常将被定位在距所述理想位置一定距离的位置。因此连接所述平移件和浮体的缆线将不与平移件的轴线对齐。这可能对平移件产生侧向力，从而导致它将不是位于中心或/和它变成倾斜的，这将影响发电机的工作。

这在很大程度上可以通过在定子中牵引(journaling)平移件避免。不过，当缆线倾斜时这种情形中的侧向力将在轴颈上产生高负荷并影响工作。

本发明的目标在于解决上面提到的问题并借此提供一种波浪发电设备，其中发电机将不受浮体的相对横向位置影响而正常工作。

发明内容

通过本发明实现上面提到的目标，介绍的这种特殊的波浪发电设备包括具体特征：所述波浪发电设备包括导向装置，连接装置被设置成通过导向装置的下部开口和上部开口，所述连接装置的暂时位于所述开口之间的部分被定义为被导向部分，下部开口被设置成使靠近下部开口的被导向部分与中心轴线对齐并且上部开口被设置成允许靠近上部开口的被导向部分与中心轴线形成一角度。

通过该导向装置，发电机内的平移件将被保持在正确的位置而不受浮体的相对的横向位置影响。如果通过相同的轴颈引导定子中的平移件运动，将不存在影响轴颈的侧向力。因此定义轴颈的尺寸标注远小于其它的尺寸标注并且适于仅根据引导平移件的往复运动的需要。

根据优选实施例，所述导向装置刚性地连接至发电机的外壳。

由此，所述定向装置以简单的方式相对于定子单独设置并因此与平移件运动对齐。

根据另一个优选实施例，导向装置被设置成允许在通过中心轴线的任意径向平面中形成所述角度。

尽管在某些情况中且在某些位置中可以预见浮体相对于发电机的横向位移将在某个方向中，但通常的情况是位移可能发生在任何方向中。对于该实施例，导向装置在这方面上是挠性的并且很好地适于应对所有方向中的位移。

根据另一个优选实施例，导向装置包括具有所述上部开口和下部开口的中空体，上部开口大于下部开口。

这是一种实现导向装置的简单和可靠的方法，由此较大的开口使它容易接纳倾斜的连接装置并且当从下部开口出来时在对准的方向上将它引向平移件。

根据另一个优选实施例，中空体的内表面围绕中心轴线旋转对称。

所述旋转对称的表面提供获得适用于在任何方向中倾斜的导向装置的合适方法。

根据另一个优选实施例，在通过中空体的轴线的轴向截面中，至少内表面的轮廓的上部距离轴线具有一距离，该距离随着距离下部开口的距离增大而连续增大。

由于连接装置连续往复通过导向装置，在连接装置和导向装置之间将产生磨损。为了使连接装置的使用寿命尽可能长，优选地几年，最小化该磨损是非常重要的。中空体的连续发散的内表面将所述磨损保持在低水平。

根据另一个优选实施例，轮廓的上部与轴线构成锐角，所述锐角随着距离下部开口的距离的增大而连续增大并且在上部的下端处为0。