CN109209741B - 一种波浪发电装置用浮子 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及海洋发电设备技术领域，且公开了一种波浪发电装置用浮子，包括漂浮箱，所述漂浮箱内腔底面的中部固定安装有高压潜水泵，所述漂浮箱内腔顶面的中部固定安装有缓冲箱。该波浪发电装置用浮子遇到恶劣海况时，会剧烈的上下浮动，当该浮子受力过大时，拉索通过转接板和牵引杆向下拉动密封板，使得密封板将剪切钉剪切断并向下移动，同时海水通过进水孔和通孔进入漂浮箱的内部，使得该浮子受到的浮力减小，进而使得该浮子在自身重力的作用下缓慢沉入海底，不需要工作人员提前将浮子沉入海底或者将浮子拆卸下来运往岸边，延长了波浪发电装置的发电时间，增加了波浪发电装置的发电效率，减少了工作人员的工作量。

Description

一种波浪发电装置用浮子
技术领域
本发明涉及海洋发电设备技术领域，具体为一种波浪发电装置用浮子。
背景技术
海洋波浪能是新能源的一种，人们运用机械制造技术和发电技术进行有效组合形成波浪能发电装置，将海洋中取之不尽、用之不竭的波浪能以低成本的形式转化为电能，有效改善了能源短缺问题和环境污染问题，现有的波浪能发电装置主要有振荡水柱式、振荡浮子式和越浪式，其中，震荡浮子式波浪发电装置主要由浮子、拉索、传动机构和发电机组成，其原理是利用海洋波浪推动浮子上下运动，浮子通过拉索牵引传动机构运动，从而带着发电机转动，最终将浮子的机械能转化为电能。
但是，现有振荡浮子式波浪发电装置配备的浮子没有大风浪应变机制，当遇到恶劣海况并产生巨大的波浪，比如海啸、飓风等，不能够自动规避巨浪，需要工作人员在恶劣海况未发生之前将浮子沉入海底或者拆卸下来运往岸边进行保存，以达到避风浪的目的，降低了波浪发电装置的发电效率，增加了工作人员的工作量，而且恶劣海况恢复正常之后，需要使用大型吊装设备和运输设备将浮子恢复到正常工作状态，恢复过程比较繁琐，增加了工人的工作量。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的在于提供一种波浪发电装置用浮子，该波浪发电装置用浮子在遇到恶劣海况并产生巨大的波浪时，能够自动沉入海底，延长了波浪发电装置的发电时间，增加了波浪发电装置的发电效率，减少了工作人员的工作量，在恶劣海况恢复正常之后，工作人员能够对该浮子进行远程控制，使得浮子能够重新浮在水面，方便了工作人员对波浪发电装置进行维护，减少了工作人员的工作量。
本发明提供如下技术方案：一种波浪发电装置用浮子，包括漂浮箱，所述漂浮箱内腔底面的中部固定安装有高压潜水泵，所述漂浮箱内腔顶面的中部固定安装有缓冲箱，所述高压潜水泵的出水口通过输水管与缓冲箱的底面固定连通，所述缓冲箱的侧面固定连通有喷水管，所述喷水管的另一端固定安装有单向阀，所述单向阀的底端贯穿漂浮箱的底面，所述漂浮箱底面的中部固定安装有配重箱，所述配重箱内腔的上下两面之间固定安装有隔水管，所述配重箱内腔的底面固定安装有位于隔水管内部的蓄电池，所述配重箱内腔的顶面固定安装有位于隔水管内部的远程控制电路板，所述隔水管的外部活动套接有密封板，所述漂浮箱的底面和配重箱的顶面均开设有相对应的通孔，所述配重箱的左右两侧面均螺纹套接有剪切钉，所述密封板的侧面开设有剪切孔，所述密封板的底面固定连接有密封弹簧，所述密封弹簧的底端与配重箱内腔的底面固定连接，所述密封板的底面固定安装有卡接柱，所述密封板的底面固定安装有牵引杆，所述牵引杆底端贯穿配重箱的底面并固定安装有转接板，所述牵引杆的外部与配重箱的底面活动套接，所述转接板底面的中部固定安装有拉索，所述配重箱左右两侧面的剪切钉下方均活动套接有卡接杆，所述卡接杆的一端固定安装有限位块，所述卡接杆的另一端贯穿配重箱的侧面并延伸至配重箱的内部，所述卡接杆的外部与配重箱的侧面活动套接，所述卡接杆的外部固定套接有位于配重箱内部的受力块，所述卡接杆的外部活动套接有位于受力块与配重箱内壁之间的卡接弹簧，所述卡接弹簧的两端分别与受力块的侧面和配重箱的内壁固定连接，所述配重箱的底面活动套接有支撑腿，所述支撑腿的顶端贯穿配重箱的底面并延伸至配重箱的内部，所述支撑腿的外部与配重箱的底面活动套接，所述支撑腿的外部固定套接有位于配重箱内部的限位板，所述配重箱的底面开设有进水孔，所述漂浮箱顶面的中部固定安装有挡水罩，所述挡水罩的顶部开设有透气孔，所述挡水罩的外表面固定安装有隔开杆，所述隔开杆的另一端固定安装有分水板，所述漂浮箱的顶面开设有与挡水罩相适配的通气孔。
作为优选的，所述隔水管的外表面固定安装有条形轨道，所述密封板的内表面开设有与条形轨道相适配的限位槽。
作为优选的，所述配重箱内腔的顶面固定安装有密封环，所述密封环由橡胶制作而成。
作为优选的，所述密封环的数量为两个，两个所述密封环对称分布在通孔的左右两侧，所述密封板的顶面开设有与密封环相适配的密封槽。
作为优选的，所述剪切钉与剪切孔相适配，所述剪切孔的底部开设有与剪切钉相适配的开口，所述剪切钉接近配重箱的一端贯穿配重箱的侧面并与剪切孔活动套接，所述剪切钉的外部与配重箱的侧面螺纹套接。
作为优选的，所述卡接柱底端的弯曲部与水平面之间的夹角为四十五度角，所述卡接杆靠近卡接柱的一端设有倾斜角度为四十五度角的倾斜部，所述卡接柱底端的弯曲部与卡接杆的倾斜部相适配。
作为优选的，所述受力块远离卡接弹簧的侧面呈倾斜状，且倾斜角度为六十度角，所述支撑腿的顶端呈倾斜状，且倾斜角度为六十度角，所述受力块的倾斜部与支撑腿顶端的倾斜部相适配。
作为优选的，所述支撑腿的顶部开设有U型槽，所述U型槽与卡接杆的外部活动卡接，所述U型槽的纵向高度值大于支撑腿倾斜部的纵向高度值。
作为优选的，所述分水板的形状为圆锥形，所述分水板的底部与漂浮箱顶面之间的距离值为一厘米。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1、该波浪发电装置用浮子遇到恶劣海况时，会剧烈的上下浮动，当该浮子受力过大时，拉索通过转接板和牵引杆向下拉动密封板，使得密封板将剪切钉剪切断并向下移动，进而使得卡接柱与卡接杆卡接在一起，最终使得密封板被固定住，同时海水通过进水孔和通孔进入漂浮箱的内部，使得该浮子受到的浮力减小，进而使得该浮子在自身重力的作用下缓慢沉入海底，不需要工作人员提前将浮子沉入海底或者将浮子拆卸下来运往岸边，延长了波浪发电装置的发电时间，增加了波浪发电装置的发电效率，减少了工作人员的工作量。
2、当恶劣海况恢复正常之后，工作人员通过远程控制电路板启动高压潜水泵，高压潜水泵将漂浮箱内部的海水打入缓冲箱的内部并途径喷水管从四个单向阀的底端高速喷出，为该浮子提供了一个向上的推力，使得该浮子能够缓慢向上运动直至重新漂浮在海面上，方便了工作人员更换剪切钉，使得浮子恢复正常工作状态的过程更加简单化，减少了工人的工作量。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明浮子的内部结构示意图；
图3为图2中A处的结构放大示意图；
图4为图2中密封板的俯视示意图；
图5为图4中B处的结构放大示意图；
图6为图4中C处的结构放大示意图；
图7为图2中配重箱的俯视内部结构示意图；
图8为图7中D处的结构发达示意图；
图9为图2中漂浮箱的俯视内部结构示意图；
图10为图2中支撑腿的右视示意图。
图中：1－漂浮箱、2－高压潜水泵、3－输水管、4－缓冲箱、5－喷水管、6－单向阀、7－配重箱、8－隔水管、9－蓄电池、10－远程控制电路板、11－密封板、12－条形轨道、13－限位槽、14－密封环、15－密封槽、16－通孔、17－剪切钉、18－剪切孔、19－密封弹簧、20－卡接柱、21－牵引杆、22－转接板、23－拉索、24－卡接杆、25－限位块、26－受力块、27－卡接弹簧、28－支撑腿、29－限位板、30－挡水罩、31－透气孔、32－隔开杆、33－分水板、34－通气孔、35－进水孔。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1－10，一种波浪发电装置用浮子，包括漂浮箱1，漂浮箱1内腔底面的中部固定安装有高压潜水泵2，高压潜水泵2的型号为V2200F，漂浮箱1内腔顶面的中部固定安装有缓冲箱4，高压潜水泵2的出水口通过输水管3与缓冲箱4的底面固定连通，缓冲箱4的侧面固定连通有喷水管5，喷水管5的另一端固定安装有单向阀6，单向阀6的数量为四个，四个单向阀6均匀分布在漂浮箱1的底面，单向阀6的底端贯穿漂浮箱1的底面，漂浮箱1底面的中部固定安装有配重箱7，配重箱7内腔的上下两面之间固定安装有隔水管8，配重箱7内腔的底面固定安装有位于隔水管8内部的蓄电池9，配重箱7内腔的顶面固定安装有位于隔水管8内部的远程控制电路板10，隔水管8的外部活动套接有密封板11，漂浮箱1的底面和配重箱7的顶面均开设有相对应的通孔16，配重箱7的左右两侧面均螺纹套接有剪切钉17，密封板11的侧面开设有剪切孔18，密封板11的底面固定连接有密封弹簧19，所述密封弹簧19的底端与配重箱7内腔的底面固定连接，密封板11的底面固定安装有卡接柱20，密封板11的底面固定安装有牵引杆21，牵引杆21底端贯穿配重箱7的底面并固定安装有转接板22，牵引杆21的外部与配重箱7的底面活动套接，转接板22底面的中部固定安装有拉索23，拉索23的额定最大张力值大于密封板11将剪切钉17剪断的剪切力与密封弹簧19对密封板11的挤压力之和，使得该浮子受到的浮力与冲击力之和大于密封板11将剪切钉17剪断的剪切力与密封弹簧19对密封板11的挤压力之和时，密封板11将剪切钉17剪断，抵消部分作用力，又利用密封弹簧19的缓冲作用抵消部分作用力，保证拉索23受到的拉力小于其额定的最大张力值，确保了拉索23不会断裂，避免了拉索23断裂，该浮子被风浪吹走造成重大经济损失的问题，增加了该波浪发电装置用浮子的实用性和安全性，所述配重箱7左右两侧面的剪切钉17下方均活动套接有卡接杆24，卡接杆24的一端固定安装有限位块25，卡接杆24的另一端贯穿配重箱7的侧面并延伸至配重箱7的内部，卡接杆24的外部与配重箱7的侧面活动套接，卡接杆24的外部固定套接有位于配重箱7内部的受力块26，卡接杆24的外部活动套接有位于受力块26与配重箱7内壁之间的卡接弹簧27，卡接弹簧27的两端分别与受力块26的侧面和配重箱7的内壁固定连接，配重箱7的底面活动套接有支撑腿28，支撑腿28的顶端贯穿配重箱7的底面并延伸至配重箱7的内部，支撑腿28的外部与配重箱7的底面活动套接，支撑腿28的外部固定套接有位于配重箱7内部的限位板29，配重箱7的底面开设有进水孔35，漂浮箱1顶面的中部固定安装有挡水罩30，挡水罩30的顶部开设有透气孔31，挡水罩30的外表面固定安装有隔开杆32，隔开杆32的另一端固定安装有分水板33，漂浮箱1的顶面开设有与挡水罩30相适配的通气孔34。
所述隔水管8的外表面固定安装有条形轨道12，所述密封板11的内表面开设有与条形轨道12相适配的限位槽13，条形轨道12与限位槽13活动卡接，使得密封板11只能够上下运动而不能够转动，确保了卡接柱20的弯曲部正对卡接杆24的倾斜部，使得卡接柱20与卡接杆24能够准确卡接在一起。
所述配重箱7内腔的顶面固定安装有密封环14，所述密封环14由橡胶制作而成，利用密封环14弹性变形的作用，使得密封板11能够将通孔16密封住。
所述密封环14的数量为两个，两个所述密封环14对称分布在通孔16的左右两侧，所述密封板11的顶面开设有与密封环14相适配的密封槽15，利用密封槽15，增加了密封环14与密封板11接触的面积，使得密封效果更好。
所述剪切钉17与剪切孔18相适配，所述剪切孔18的底部开设有与剪切钉17相适配的开口，所述剪切钉17接近配重箱7的一端贯穿配重箱7的侧面并与剪切孔18活动套接，所述剪切钉17的外部与配重箱7的侧面螺纹套接，利用开口，使得残留在剪切孔18内部的剪切钉17能够在自身重力的作用下自动脱落，方便了人们更换剪切钉17。
所述卡接柱20底端的弯曲部与水平面之间的夹角为四十五度角，所述卡接杆24靠近卡接柱20的一端设有倾斜角度为四十五度角的倾斜部，所述卡接柱20底端的弯曲部与卡接杆24的倾斜部相适配，使得密封板11带着卡接柱20向下移动的过程中，为卡接杆24提供了一个作用力，使得卡接杆24能够向卡接弹簧27所在的方向移动，确保了卡接柱20的弯曲部能够与卡接杆24卡接在一起。
所述受力块26远离卡接弹簧27的侧面呈倾斜状，且倾斜角度为六十度角，所述支撑腿28的顶端呈倾斜状，且倾斜角度为六十度角，所述受力块26的倾斜部与支撑腿28顶端的倾斜部相适配，使得支撑腿28向上移动时为受力块26提供了一个作用力，使得受力块26能够带着卡接杆24向卡接弹簧27所在的方向移动，从而使得卡接柱20与卡接杆24分开，确保了该浮子沉入海底之后能够在密封弹簧19的作用力下将通孔16密封住。
所述支撑腿28的顶部开设有U型槽，所述U型槽与卡接杆24的外部活动卡接，所述U型槽的纵向高度值大于支撑腿28倾斜部的纵向高度值，使得支撑腿28顶端的倾斜部能够通过受力块26带着卡接杆24向卡接弹簧27所在的方向移动足够远的距离，确保了卡接柱20与卡接杆24能够完全分开。
所述分水板33的形状为圆锥形，使得打到分水板33顶面的海水能够快速流入海中，避免了该浮子漂浮在海面上时海水从透气孔31进入漂浮箱1内部的问题，所述分水板33的底部与漂浮箱1顶面之间的距离值为一厘米，使得漂浮箱1能够与大气连通，确保了漂浮箱1在该浮子沉入海底和浮出海面过程中能够顺利排气和吸气。
使用时，首先该波浪发电装置用浮子在恶劣海况产生的波浪中快速上下浮动，当浮子在海水中受到的浮力与海浪对浮子的冲击力之和大于密封板11将剪切钉17剪断的剪切力与密封弹簧19对密封板11的挤压力之和时，浮子在浮力和冲击力的作用下移动，拉索23对浮子产生一个反作用力，密封板11在拉索23的反作用力下向下移动并将剪切钉17剪断，之后拉索23在反作用力的作用下通过转接板22和牵引杆21向下拉动密封板11，接着卡接柱20与卡接杆24卡接在一起并将密封板11被固定住，同时，海水通过进水孔35和通孔16进入漂浮箱1的内部，然后漂浮箱1内部的空气通过透气孔31排出，接着该浮子受到的浮力减小，之后该浮子在自身重力的作用下缓慢沉入海底，由于配重箱7及其内部配件的重量之和大于漂浮箱1及其内部配件的重量之和，使得该浮子向下运动的过程中配重箱7一直位于漂浮箱1的下方，然后支撑腿28与海床产生碰撞，接着支撑腿28向上移动并通过支撑腿28顶端的倾斜部推动受力块26向卡接弹簧27所在的方向运动，之后受力块26带着卡接杆24向卡接弹簧27所在的方向运动，然后卡接柱20与卡接杆24分开，接着密封板11在密封弹簧19的作用力下向上移动，之后密封环14与密封槽15相互挤压并将通孔16密封住，当恶劣海况恢复正常之后，工作人员通过远程控制电路板10启动高压潜水泵2，然后高压潜水泵2将漂浮箱1内部的海水打入缓冲箱4的内部，接着海水通过喷水管5从四个单向阀6的底端高速喷出，为该浮子提供了一个向上的推力，使得该浮子缓慢向上运动并重新漂浮在海面上，之后空气从透气孔31和通气孔34进入漂浮箱1的内部，然后漂浮箱1内部的海水被置换成空气，然后该浮子自然漂浮在海面上，接着关闭高压潜水泵2，之后工作人员对剪切钉17进行更换，然后浮子恢复到正常的工作状态并为抵抗下一次的恶劣海况做好准备，即可。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种波浪发电装置用浮子，包括漂浮箱(1)，其特征在于：所述漂浮箱(1)内腔底面的中部固定安装有高压潜水泵(2)，所述漂浮箱(1)内腔顶面的中部固定安装有缓冲箱(4)，所述高压潜水泵(2)的出水口通过输水管(3)与缓冲箱(4)的底面固定连通，所述缓冲箱(4)的侧面固定连通有喷水管(5)，所述喷水管(5)的另一端固定安装有单向阀(6)，所述单向阀(6)的底端贯穿漂浮箱(1)的底面，所述漂浮箱(1)底面的中部固定安装有配重箱(7)，所述配重箱(7)内腔的上下两面之间固定安装有隔水管(8)，所述配重箱(7)内腔的底面固定安装有位于隔水管(8)内部的蓄电池(9)，所述配重箱(7)内腔的顶面固定安装有位于隔水管(8)内部的远程控制电路板(10)，所述隔水管(8)的外部活动套接有密封板(11)，所述漂浮箱(1)的底面和配重箱(7)的顶面均开设有相对应的通孔(16)，所述配重箱(7)的左右两侧面均螺纹套接有剪切钉(17)，所述密封板(11)的侧面开设有剪切孔(18)，所述密封板(11)的底面固定连接有密封弹簧(19)，所述密封弹簧(19)的底端与配重箱(7)内腔的底面固定连接，所述密封板(11)的底面固定安装有卡接柱(20)，所述密封板(11)的底面固定安装有牵引杆(21)，所述牵引杆(21)底端贯穿配重箱(7)的底面并固定安装有转接板(22)，所述牵引杆(21)的外部与配重箱(7)的底面活动套接，所述转接板(22)底面的中部固定安装有拉索(23)，所述配重箱(7)左右两侧面的剪切钉(17)下方均活动套接有卡接杆(24)，所述卡接杆(24)的一端固定安装有限位块(25)，所述卡接杆(24)的另一端贯穿配重箱(7)的侧面并延伸至配重箱(7)的内部，所述卡接杆(24)的外部与配重箱(7)的侧面活动套接，所述卡接杆(24)的外部固定套接有位于配重箱(7)内部的受力块(26)，所述卡接杆(24)的外部活动套接有位于受力块(26)与配重箱(7)内壁之间的卡接弹簧(27)，所述卡接弹簧(27)的两端分别与受力块(26)的侧面和配重箱(7)的内壁固定连接，所述配重箱(7)的底面活动套接有支撑腿(28)，所述支撑腿(28)的顶端贯穿配重箱(7)的底面并延伸至配重箱(7)的内部，所述支撑腿(28)的外部与配重箱(7)的底面活动套接，所述支撑腿(28)的外部固定套接有位于配重箱(7)内部的限位板(29)，所述配重箱(7)的底面开设有进水孔(35)，所述漂浮箱(1)顶面的中部固定安装有挡水罩(30)，所述挡水罩(30)的顶部开设有透气孔(31)，所述挡水罩(30)的外表面固定安装有隔开杆(32)，所述隔开杆(32)的另一端固定安装有分水板(33)，所述漂浮箱(1)的顶面开设有与挡水罩(30)相适配的通气孔(34)。
2.根据权利要求1所述的一种波浪发电装置用浮子，其特征在于：所述隔水管(8)的外表面固定安装有条形轨道(12)，所述密封板(11)的内表面开设有与条形轨道(12)相适配的限位槽(13)。
3.根据权利要求1所述的一种波浪发电装置用浮子，其特征在于：所述配重箱(7)内腔的顶面固定安装有密封环(14)，所述密封环(14)由橡胶制作而成。
4.根据权利要求3所述的一种波浪发电装置用浮子，其特征在于：所述密封环(14)的数量为两个，两个所述密封环(14)对称分布在通孔(16)的左右两侧，所述密封板(11)的顶面开设有与密封环(14)相适配的密封槽(15)。
5.根据权利要求1所述的一种波浪发电装置用浮子，其特征在于：所述剪切钉(17)与剪切孔(18)相适配，所述剪切孔(18)的底部开设有与剪切钉(17)相适配的开口，所述剪切钉(17)接近配重箱(7)的一端贯穿配重箱(7)的侧面并与剪切孔(18)活动套接，所述剪切钉(17)的外部与配重箱(7)的侧面螺纹套接。
6.根据权利要求1所述的一种波浪发电装置用浮子，其特征在于：所述卡接柱(20)底端的弯曲部与水平面之间的夹角为四十五度角，所述卡接杆(24)靠近卡接柱(20)的一端设有倾斜角度为四十五度角的倾斜部，所述卡接柱(20)底端的弯曲部与卡接杆(24)的倾斜部相适配。
7.根据权利要求1所述的一种波浪发电装置用浮子，其特征在于：所述受力块(26)远离卡接弹簧(27)的侧面呈倾斜状，且倾斜角度为六十度角，所述支撑腿(28)的顶端呈倾斜状，且倾斜角度为六十度角，所述受力块(26)的倾斜部与支撑腿(28)顶端的倾斜部相适配。
8.根据权利要求1所述的一种波浪发电装置用浮子，其特征在于：所述支撑腿(28)的顶部开设有U型槽，所述U型槽与卡接杆(24)的外部活动卡接，所述U型槽的纵向高度值大于支撑腿(28)倾斜部的纵向高度值。
9.根据权利要求1所述的一种波浪发电装置用浮子，其特征在于：所述分水板(33)的形状为圆锥形，所述分水板(33)的底部与漂浮箱(1)顶面之间的距离值为一厘米。
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