CN103195642A - 一种波浪能吸收转换装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种波浪能吸收转换装置，尤其是涉及一种三角形浮子垂荡式波浪能吸收装置，属于海洋能利用技术领域。其具体结构包括吸收装置及转换装置，所述吸收装置通过换向机构与转换装置相连，所述吸收装置为一等边三角形浮子组，该等边三角形浮子组的下端连接有转向机构，所述转向机构的下端通过转轴与转换装置相连。本发明通过等边三角形浮子组，利用三角形稳定性原理组成的波浪能吸收装置，可以使浮子组更好的适应不规则变化的波浪运动，而且波能吸收的载体等边三角形浮子组成对称结构，避免了因受力不均而产生的扭矩。

Description

一种波浪能吸收转换装置
技术领域
本发明涉及一种波浪能吸收转换装置，尤其是涉及一种三角形浮子垂荡式波浪能吸收转换装置，属于海洋能利用技术领域。
背景技术
因波浪能具有能量密度高、分布面广等特点，是一种取之不竭的可再生清洁能源，因此日益受到重视。而且由于开发过程中对环境影响小且以机械能形式存在，波浪能也是品味最高的海洋能。
由风引起的波浪可以分为涌浪和风浪两种，也就是说波浪可以分为涌浪和风浪两种。涌浪是指传播很远的长浪，其波长可以达到100米到500米左右。而风浪是指由当地的风引起的，在风的作用域内传播，其波长大致在几米到五百米范围内。实际上，波浪是不能仅仅用简单的正弦波所表现的，海面上的波浪无疑是不规则的和随机的，沿着某一方向上的不规则波浪可以看作大量单元规则波的组合。浮子在这样的波浪力作用下，不仅会随波浪上下振动，随着波浪的传播，还会产生横摇，即横向的摆动。而这种严重的横向摆动会使整个波浪能系统的稳定性大为降低。如何有效解决横向摆动对波浪能装置的影响，保证整体的纵向振动转换效率，是波浪能利用需要克服的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种波浪能吸收转换装置，该波浪能吸收转换装置可以有效克服波浪在传播过程中的横摇对波浪能吸收转换装置的影响，提高波浪振动转换效率。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是这样实现的：一种波浪能吸收转换装置，包括吸收装置及转换装置，其特征在于：所述吸收装置通过换向机构与转换装置相连，所述吸收装置为一等边三角形浮子组，等边三角形浮子组的下端连接有转向机构，所述转向机构的下端通过转轴与转换装置相连；所述等边三角形浮子组由一大浮子及三个小浮子构成，所述大浮子置于中间，小浮子均布在大浮子的周边，所述三个小浮子依次通过三个连接杆相连，且形成等边三角形，所述大浮子置于三个小浮子的中间位置，并分别通过连杆连接在各连接杆的中间位置。
所述转向机构包括一个传动轴叉、一T型轴、两个旋转外圈及两个卡环，所述传动轴叉上端与大浮子的下端相连，其下端与T型轴上端的横轴部分相连，所述两个旋转外圈套设在T型轴的横轴部分的两端，并配合安设在传动轴叉上，在两个旋转外圈的外侧通过与其相对应的卡环相卡住。
所述转换装置包括壳体及安设在壳体内的转轴、叶轮、蜗轮、蜗杆及电机，所述转轴与转向机构的T型轴下端相连，所述叶轮和蜗轮均安装在转轴上，所述蜗杆与蜗轮相啮合，且蜗杆与电机通过联轴器相连。
所述叶轮为螺旋结构。
所述转轴为二级台阶结构，且下部的直径大，所述叶轮安设在转轴下部。
本发明的有益效果，本发明通过等边三角形浮子组，即利用三角形的稳定性原理组成波浪能吸收装置，可以使浮子组更好的适应不规则变化的波浪运动，而且波能吸收的载体等边三角形浮子组成对称结构，避免了因受力不均而产生的扭矩。
采用等边三角形结构也可以减轻浮子的横摇程度，增强了浮子对波浪能的吸收效果。而且可以增加整体结构的自适应性，有效适应浮子在波浪力作用下严重的前后摆动，通过自我调节，保证浮子组受力的稳定，从而提高吸收转换装置的整体稳定性。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，予以说明。
附图说明
图1为本发明波浪能吸收转换装置的结构示意图。
图2为本发明转向机构示意图。
图3为本发明转换装置结构示意图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的波浪能吸收转换装置的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。
如图1所示，本发明一种波浪能吸收转换装置，包括吸收装置1、转向机构2及转换装置3。
所述吸收装置1为等边三角形浮子组，该等边三角形浮子组由一大浮子11及三个小浮子12构成，所述大浮子11置于中间，小浮子12均布在大浮子11的周边，所述三个小浮子12依次通过三个连接杆13相连在一起，且由三个连接杆13形成等边三角形结构，所述大浮子11置于三个小浮子12的中间位置，并分别通过三个连杆14连接在各连接杆13的中间位置。
通过等边三角形浮子组，即利用三角形的稳定性原理组成波浪能吸收装置。具体地说，三角形的稳定性可以使浮子组更好的适应不规则变化的波浪运动，并且可减小各小浮子12间的相互影响。而且波能吸收的载体等边三角形浮子组成对称结构，避免了因受力不均而产生的扭矩。
采用等边三角形结构也可以减轻浮子的横摇程度，增强了浮子组对波浪能的吸收效果。而且增加整体结构的自适应性，可有效适应浮子在波浪力作用下严重的前后摆动，通过自我调节，保证浮子结构受力的稳定，从而提高波浪能吸收转换装置的整体稳定性。
如图2所示，所述转向机构2包括一个传动轴叉21、一T型轴22、两个旋转外圈23和两个卡环24。
所述传动轴叉21上端与大浮子11的下端相连，其下端为由两个叉头孔组成的连接端，所述连接端与T型轴22上端的横轴部分相连，所述两个旋转外圈23套设在T型轴22的横轴部分的两端，并配合安设在传动轴叉21的两个叉头孔上，在两个旋转外圈23的外侧通过与其相对应的卡环24相卡住，旋转外圈23通过卡环24轴向定位。
所述转向机构2的作用是将吸收装置1中的浮子组的垂荡运动传递给转换装置，而保证其不受吸收装置1横荡作用的影响，从而提高转换效率。
当波能吸收装置的浮子组随波浪运动时，在垂荡的同时，还有一定的横荡运动。当横向往复振动时，转向机构2可以保证横向静止。具体地说，浮子组横向振荡往复运动时，会带动传动轴叉21摆动，传动轴叉21绕旋转外圈23摆动，旋转外圈23由卡环24固定保持相对静止状态，从而使与浮子组内部紧固的T型轴22则保持横向静止。因此，通过转向机构2能保证波能吸收装置的横向静止，只随着浮子组做上下垂荡运动。这样保证了在一定波浪作用下的转换效率稳定性，有利于电力的输出。
如图3所示，所述转换装置3包括转轴31、叶轮32、蜗轮33、蜗杆34、电机35及壳体36。
所述转轴31、叶轮32、蜗轮33、蜗杆34、电机35均安设在壳体36内。所述转轴31与转向机构2的T型轴22下端相连，所述叶轮32和蜗轮33均安装在转轴31上，所述蜗杆34与蜗轮33相啮合，且蜗杆34与电机35通过联轴器相连。
其中转轴31为二级台阶结构，且下部的直径大，所述叶轮32为螺旋结构，安设在转轴31的下部，所述叶轮32的外周为弧形，类似于模拟DNA链形状。
通过该转换装置3使垂荡机械能转换为电能。其工作过程为，受波浪影响叶轮32将垂荡运动转换为转轴31的转动，从而带动转轴31上的蜗轮33转动，通过与蜗轮33相啮合的蜗杆34将转轴31的转动转换为蜗杆34的转动，通过联轴器与电机35连接，从而带动电机35发电，转换为有效的、可利用的电能。
本发明使用时，通过吸收装置1作为波浪能吸收转换装置的第一个转换阶段，可以稳定吸收波能，也是保证电力输出的基础。此外，组合式的三角形浮子组可合理的利用规则波的特性布置浮子，有利于输出电能的稳定性。经转向机构2把吸收装置1吸收的波能传给转换装置3，转换稳定，效率高。再通过转换装置3把吸收的波能转换成可利用的电能，给周边小型的浮标等物进行供电。
综上所述，凡是未脱离本发明上述技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (5)

1.一种波浪能吸收转换装置，包括吸收装置及转换装置，其特征在于：所述吸收装置通过换向机构与转换装置相连，所述吸收装置为一等边三角形浮子组，等边三角形浮子组的下端连接有转向机构，所述转向机构的下端通过转轴与转换装置相连，所述等边三角形浮子组由一大浮子及三个小浮子构成，所述大浮子置于中间，小浮子均布在大浮子的周边，所述三个小浮子依次通过三个连接杆相连，且形成等边三角形，所述大浮子置于三个小浮子的中间位置，并分别通过连杆连接在各连接杆的中间位置。
2.根据权利要求1所述的波浪能吸收转换装置，其特征在于：所述转向机构包括一个传动轴叉、一T型轴、两个旋转外圈及两个卡环，所述传动轴叉上端与大浮子的下端相连，其下端与T型轴上端的横轴部分相连，所述两个旋转外圈套设在T型轴的横轴部分的两端，并配合安设在传动轴叉上，在两个旋转外圈的外侧通过与其相对应的卡环相卡住。
3.根据权利要求2所述的波浪能吸收转换装置，其特征在于：所述转换装置包括壳体及安设在壳体内的转轴、叶轮、蜗轮、蜗杆及电机，所述转轴与转向机构的T型轴下端相连，所述叶轮和蜗轮均安装在转轴上，所述蜗杆与蜗轮相啮合，且蜗杆与电机通过联轴器相连。
4.根据权利要求3所述的波浪能吸收转换装置，其特征在于：所述叶轮为螺旋结构。
5.根据权利要求3或4所述的波浪能吸收转换装置，其特征在于：所述转轴为二级台阶结构，且下部的直径大，所述叶轮安设在转轴的下部。
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