CN106837668B - 一种锚定式全维度波浪能俘获装置 - Google Patents

一种锚定式全维度波浪能俘获装置 Download PDF

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Abstract

一种锚定式全维度波浪能俘获装置，属于波浪能领域，解决了现有波浪能俘获装置只能俘获单向传播的波浪能的问题。所述装置：第一空心多面体包括第一框架和多个第一电磁体，多个第一电磁体分别贯穿且固设在第一框架的多个面上。第二空心多面体包括第二框架和多个第二电磁体，多个第二电磁体分别贯穿且固设在第二框架的多个面上。第二空心多面体位于第一空心多面体的内部，并能够自由运动。第一电磁体朝向第一框架内部的第一磁极与第二电磁体朝向第二框架外部的第二磁极的极性相同。在所述第一磁极或者所述第二磁极的端面上固设有线圈，线圈的环面不与其所在的端面垂直。线圈与电能采集装置相连，第一框架通过锚链与锚相连。本发明适用于俘获波浪能。

Description

一种锚定式全维度波浪能俘获装置
技术领域
本发明涉及一种波浪能俘获装置，属于波浪能领域。
背景技术
随着全球能源需求的不断增加与不可再生能源的日渐枯竭，能源问题日益突出。作为一种绿色清洁的可再生能源，波浪能近年来越来越多地被人们所关注。波浪能是指海洋表面波浪所具有的动能和势能，其具有能量密度高和分布面广等诸多优点。我国有广阔的海洋资源，波浪能的理论存储量为7000万千瓦左右，沿海波浪能能流密度大约为每米2千瓦至7千瓦。在能流密度高的地方，每1米海岸线外波浪的能流就足以为20个家庭提供照明。目前，小功率的波浪能发电技术已经应用于导航浮标和灯塔上。
现有的波浪能俘获装置可以被分为振荡水柱式、振荡浮子式、摆式、鸭式、筏式和收缩坡道式等种类，但是，上述波浪能俘获装置的工作地点主要局限在海岸附近，对小波浪的反应灵敏度差，俘获效率较低，且只能俘获单向传播的波浪能。
发明内容
本发明为解决现有波浪能俘获装置只能俘获单向传播的波浪能的问题，提出了一种锚定式全维度波浪能俘获装置。
本发明所述的锚定式全维度波浪能俘获装置包括第一空心多面体和第二空心多面体，第二空心多面体位于第一空心多面体的内部，并能够在其中自由运动；
第一空心多面体包括第一框架1和多个第一电磁体2，多个第一电磁体2分别贯穿且固设在第一框架1的多个面上，第一电磁体2的第一磁极和第二磁极分别朝向第一框架1的内部和外部；
第二空心多面体包括第二框架3和多个第二电磁体4，多个第二电磁体4分别贯穿且固设在第二框架3的多个面上，第二电磁体4的第一磁极和第二磁极分别朝向第二框架3的内部和外部；
第一电磁体2的第一磁极与第二电磁体4的第二磁极的极性相同；
在第一电磁体2的第一磁极的端面上设置有线圈5，或者，在第二电磁体4的第二磁极的端面上固设有线圈5；
线圈5的环面的倾角为θ，0°≤θ＜90°；
线圈5与电能采集装置相连；
第一电磁体2和第二电磁体4均与电能输出装置相连；
第一框架1通过锚链与锚相连。
在本发明所述的锚定式全维度波浪能俘获装置的内部，多个第一电磁体的第一磁极和多个第二电磁体的第二磁极分别形成第一磁面和第二磁面，第一磁面与第二磁面的极性相同。
当本发明所述的锚定式全维度波浪能俘获装置位于静水中时，第二空心多面体依靠磁悬浮力悬浮在第一空心多面体的内部。当水面受到扰动而产生波浪时，第一空心多面体在波浪的扰动下运动。此时，由于第一磁面与第二磁面间的斥力与第二空心多面体的惯性的共同作用，第一空心多面体与第二空心多面体非同步运动，进而形成第一电磁体的第一磁极与第二电磁体的第二磁极的相对运动，并引起第一电磁体的第一磁极与第二电磁体的第二磁极之间磁场的变化。所述线圈位于第一电磁体的第一磁极与第二电磁体的第二磁极之间，当所述磁场发生变化时，线圈所围成的闭合回路中的磁通量也随之变化，产生感应电动势，进而产生感应电流，所述电能采集装置用于采集并储存线圈的感应电流。
本发明所述的锚定式全维度波浪能俘获装置因第二空心多面体能够在第一空心多面体的自由运动而能够俘获全方向的波浪能，不受波浪传播方向的限制，有效地解决了现有波浪能俘获装置只能俘获单向传播的波浪能的问题。
附图说明
在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明所述的锚定式全维度波浪能俘获装置进行更详细的描述，其中：
图1是实施例一所述的锚定式全维度波浪能俘获装置的剖视图，其中，6为锚链环；
图2是实施例三所述的锚定式全维度波浪能俘获装置的发电原理示意图；
图3是实施例二中第一空心多面体的结构示意图；
图4是实施例二中第一框架的结构示意图；
图5是实施例一所述的锚定式全维度波浪能俘获装置的结构示意图，其中，7为锚链，8为锚；
在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明所述的锚定式全维度波浪能俘获装置作进一步说明。
实施例一：下面结合图1和图5详细地说明本实施例。
本实施例所述的锚定式全维度波浪能俘获装置包括第一空心多面体和第二空心多面体，第二空心多面体位于第一空心多面体的内部，并能够在其中自由运动；
第一空心多面体包括第一框架1和多个第一电磁体2，多个第一电磁体2分别贯穿且固设在第一框架1的多个面上，第一电磁体2的第一磁极和第二磁极分别朝向第一框架1的内部和外部；
第二空心多面体包括第二框架3和多个第二电磁体4，多个第二电磁体4分别贯穿且固设在第二框架3的多个面上，第二电磁体4的第一磁极和第二磁极分别朝向第二框架3的内部和外部；
第一电磁体2的第一磁极与第二电磁体4的第二磁极的极性相同；
在第一电磁体2的第一磁极的端面上设置有线圈5，或者，在第二电磁体4的第二磁极的端面上固设有线圈5；
线圈5的环面的倾角为θ，0°≤θ＜90°；
线圈5与电能采集装置相连；
第一电磁体2和第二电磁体4均与电能输出装置相连；
在第一框架1上固设有锚链环6，锚链环6通过锚链7与锚8固连。
本实施例所述的锚定式全维度波浪能俘获装置采用锚泊的方式在水域进行定位，同时适用于近岸浅海区和远洋深海区，还能够依托海洋平台定位进行远洋波浪能的采集，适用区域广。
实施例二：下面结合图2和图3详细地说明本实施例。本实施例是对实施例一所述的锚定式全维度波浪能俘获装置作进一步的限定。
本实施例所述的锚定式全维度波浪能俘获装置，第一框架1与第二框架3的外形相同，均为32面体壳体。
本实施例的第一框架和第二框架均为32面体结构，所述32面体结构由12个正五边形和20个正六边形衔接而成，如此设计，不仅增加了第一磁面的有效面积而且使其结构更加稳固。
实施例三：下面结合图2详细地说明本实施例。本实施例是对实施例二所述的锚定式全维度波浪能俘获装置作进一步的限定。
本实施例所述的锚定式全维度波浪能俘获装置，第一电磁体2为圆柱形，在第一框架1的每个面上均设置有圆柱状通孔，第一电磁体2固设在该通孔内，第一电磁体2的第一磁极为N极。
在本实施例中，相邻的两个第一电磁体之间的间隙远小于第二电磁体的端面面积，如此设计，能够提高所述锚定式全维度波浪能俘获装置的能量转化效率。
实施例四：本实施例是对实施例三所述的锚定式全维度波浪能俘获装置作进一步的限定。
本实施例所述的锚定式全维度波浪能俘获装置，第二电磁体4为圆柱形，在第二框架3的每个面上均设置有圆柱状通孔，第二电磁体4固设在该通孔内。
在本实施例中，相邻的两个第二电磁体之间的间隙远小于第一电磁体的端面面积，如此设计，能够提高所述锚定式全维度波浪能俘获装置的能量转化效率。
本实施例所述的锚定式全维度波浪能俘获装置，结构简单，安装方便，适于批量生产。
实施例五：本实施例是对实施例一至四任意一项所述的锚定式全维度波浪能俘获装置作进一步的限定。
本实施例所述的锚定式全维度波浪能俘获装置，第一框架1和第二框架3均采用轻质材料制成。
本实施例的第一框架和第二框架均由轻质材料制成，结构轻盈。因此，本实施例所述的锚定式全维度波浪能俘获装置对小波浪的做出灵敏反应。与现有的波浪能俘获装置相比，本实施例所述的锚定式全维度波浪能俘获装置的灵敏度大大提高。
虽然在本文中参照了特定的实施方式来描述本发明，但是应该理解的是，这些实施例仅是本发明的原理和应用的示例。因此应该理解的是，可以对示例性的实施例进行许多修改，并且可以设计出其他的布置，只要不偏离所附权利要求所限定的本发明的精神和范围。应该理解的是，可以通过不同于原始权利要求所描述的方式来结合不同的从属权利要求和本文中所述的特征。还可以理解的是，结合单独实施例所描述的特征可以使用在其他所述实施例中。

Claims (5)

1.一种锚定式全维度波浪能俘获装置，包括第一空心多面体和锚，第一空心多面体包括第一框架(1)和多个第一电磁体(2)，多个第一电磁体(2)分别贯穿且固设在第一框架(1)的多个面上，第一电磁体(2)的第一磁极和第二磁极分别朝向第一框架(1)的内部和外部；
其特征在于，所述装置还包括第二空心多面体，第二空心多面体位于第一空心多面体的内部，并能够在其中自由运动；
第二空心多面体包括第二框架(3)和多个第二电磁体(4)，多个第二电磁体(4)分别贯穿且固设在第二框架(3)的多个面上，第二电磁体(4)的第一磁极和第二磁极分别朝向第二框架(3)的内部和外部；
第一电磁体(2)的第一磁极与第二电磁体(4)的第二磁极的极性相同；
在第一电磁体(2)的第一磁极的端面上设置有线圈(5)，或者，在第二电磁体(4)的第二磁极的端面上固设有线圈(5)；
线圈(5)的环面的倾角为θ，0°≤θ＜90°；
线圈(5)与电能采集装置相连；
第一电磁体(2)和第二电磁体(4)均与电能输出装置相连；
第一框架(1)通过锚链与锚相连。
2.如权利要求1所述的锚定式全维度波浪能俘获装置，其特征在于，第一框架(1)与第二框架(3)的外形相同，均为32面体壳体。
3.如权利要求2所述的锚定式全维度波浪能俘获装置，其特征在于，第一电磁体(2)为圆柱形，在第一框架(1)的每个面上均设置有圆柱状通孔，第一电磁体(2)固设在该通孔内，第一电磁体(2)的第一磁极为N极。
4.如权利要求3所述的锚定式全维度波浪能俘获装置，其特征在于，第二电磁体(4)为圆柱形，在第二框架(3)的每个面上均设置有圆柱状通孔，第二电磁体(4)固设在该通孔内。
5.如权利要求1至4任意一项所述的锚定式全维度波浪能俘获装置，其特征在于，第一框架(1)和第二框架(3)均采用轻质材料制成。
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