CN109340032B - 一种浮动装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种浮动装置，其用于利用波浪能。所述浮动装置主要包括杆组件(100)、浮子(200)、框架组件(300)及流体容纳部(400)。所述流体容纳部(400)位于浮子(200)下方，且与浮子一起随流体形成的波浪上下漂浮。在波浪上升阶段，流体能够进入流体容纳部；在波浪下降阶段，流体容纳部能够阻止流体流出流体容纳部。因此，浮动装置在波浪下降阶段可以利用容纳在流体容纳部中的流体的重力给外部装置提供能量输入。该种浮动装置能提高波浪能利用率，降低浮动装置成本。

Description

一种浮动装置
技术领域
本发明涉及一种利用波浪能的浮动装置。
背景技术
波浪能发电装置是一种将波浪的机械运动转换为电能的装置。波浪能发电装置种类繁多，其中，漂浮直驱式波浪能发电装置是通过直线电机将波浪能转换成电能的一种新型发电装置，主要由振荡浮子和直线发电机等组成。漂浮直驱式波浪能装置利用浮子的起伏带动直线电机动子作上下往复运动，直接将波浪能转换为电能而无需齿轮箱、液压系统等复杂中间转换装置，因此可靠性高，维修量少。
现有的单机大容量漂浮直驱式波浪能发电装置利用浮子在上升过程中受到的浮力提供直线电机的能量输入，而在下降过程中由于浮子较轻，直线发电机几乎不发电，导致波浪能发电装置整体发电效率低。本发明正是为了解决波浪能利用效率而提供了一种浮动装置。
发明内容
本发明的目的就是提供一种在波浪能利用中使用的浮力大、质量小、波浪能利用率高的浮动装置，以解决现有浮子存在的相关技术问题。采用的技术方案如下：
一种浮动装置，包括浮子，其特征在于：还包括流体容纳部、支架，所述流体容纳部位于所述浮子下方，所述流体容纳部与所述浮子均固定至所述支架；所述流体容纳部、所述支架与所述浮子一起随着流体形成的波浪上下漂浮；在波浪上升阶段，流体能够进入流体容纳部；在波浪下降阶段，所述流体容纳部能够阻止进入到所述流体容纳部内部的流体流出所述流体容纳部。
进一步的，在波浪下降阶段，所述流体容纳部能够阻止进入到所述流体容纳部内部的流体流出流体容纳部，以使浮动装置的总质量能够包含容纳在所述流体容纳部中的流体的质量。
进一步的，所述支架包括杆组件和框架组件，所述杆组件位于所述浮动装置的中心轴上，所述框架组件围绕所述杆组件设置且与所述杆组件固定连接；所述流体容纳部与所述浮子均固定至所述框架组件。
进一步的，还包括与浮动装置固定连接的机械能输出端。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
一、在波浪上升过程中储存部分海水在浮动装置中；在波浪下降过程中，除利用到浮动装置本身的重力势能，同时充分利用到流体容纳部中所容纳海水的重力势能。这样，若利用该浮动装置给某装置提供一定的能量输入，只需保证浮动装置的尺寸使其在波浪上升过程中提供足够大的能量输入，而在波浪下降过程中，浮动装置重量不足以给该装置提供足够的能量输入可通过利用进入到流体容纳部中的海水的重力势能来弥补，从而达到提高波浪能利用率的技术效果。
二、由于在波浪下降过程中充分利用到流体容纳部中海水的重力势能，可有效减小浮子质量，能够显著降低浮动装置成本。
附图说明
附图1：浮动装置的主视图
附图2：浮动装置的俯视图
附图3：浮动装置的正视图
附图4：附图3中E-E剖视图
附图5：附图2中F-F剖视图
附图6：杆组件的主视图
附图7：杆组件的正视图
附图8：杆组件的俯视图
附图9：附图6中A放大图
附图10：框架组件的主视图
附图11：框架组件的正视图
附图12：框架组件的俯视图
附图13：附图11中C-C剖视图
附图14：附图11中D-D剖视图
附图15：附图12中B-B剖视图
附图16：斜拉件的主视图
附图17：流体容纳部的主视图
附图18：流体容纳部的俯视图
附图19：附图18中G放大图
附图20：盖板组件的主视图
附图21：支座一的主视图
附图22：支座二的主视图
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加的清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明作进一步详细说明。值得一提的是，这些描述只是示例性的，并非要限制本发明的应用范围。
浮动装置1通过浮子200受到的浮力而漂浮在流体表面，由于流体容纳部400位于浮子 200下方，此时流体容纳部400中充满流体。当流体存在起伏波浪时，在波浪上升阶段，浮子200受浮力作用，驱动浮动装置1随着波浪一起上升。在波浪下降阶段，由于浮动装置的运动滞后于波浪，流体容纳部400中的流体不能快速流出流体容纳部400，进而杆组件100的动力输出端将承受浮动装置和流体容纳部400中容纳的流体的总重力，由此可以实现增大输出端的机械能。
下面将针对该技术方案的一个实施例的具体结构进行阐述。
如图1-5所示，浮动装置1包括杆组件100、浮子200、框架组件300、流体容纳部400。杆组件100位于浮动装置1的中心轴上，浮子200、框架组件300、流体容纳部400均围绕杆组件100设置，杆组件100其底端为动力输出端。浮子200、流体容纳部400均通过框架组件300固定连接至杆组件100。流体容纳部400位于浮子200的下方。
如图6-9所示，杆组件100包括中心柱110、多个上连接件120、多个中连接件130、多个下连接件140、多个上斜拉连接件150、多个下斜拉连接件160。8个上连接件120在周向上均匀固定在中心柱110上端的外周，如图8所示；当然，上连接件120的数量也可以为其它数量。8个中连接件130在周向上均匀固定在中心柱110中部的外周，如图6、7所示。8 个下连接件140在周向上均匀固定在中心柱110底端的外周，如图6、7所示。8个上斜拉连接件150、8个下斜拉连接件160分别在周向上均匀固定在中心柱110的位于中连接件130和下连接件140之间的外周上，且上斜拉连接件150在下斜拉连接件的上方。当然，中连接件 130、下连接件140、上斜拉连接件150、下斜拉连接件160的数量均与上连接件120的数量一致，且可以为其它数量。中心柱110可以为圆柱形，如图6所示；中心柱110也可以为方柱形、多边柱形等其它形状。
浮子200可以采用现有任何制作能够产生浮力的技术制作，本发明不做限制。
框架组件300包括多个上径向支撑件310、上内环支撑件311、上中环支撑件312、上外环支撑件313、上环周支撑件314、中径向支撑件320、中内环支撑件321、中中环支撑件322、中外环支撑件323、下径向支撑件330、下内环支撑件331、下中环支撑件332、下外环支撑件333、下环周支撑件334、角连接件340、斜拉件350、轴向支撑件360，如图10-15所示。
如图12所示，8个上径向支撑件310的一端分别通过上连接件120连接至中心柱110。上内环支撑件311、上中环支撑件312、上外环支撑件313分别沿径向由里至外布置，用于连接相邻两上径向支撑件310。上径向支撑件310的另一端通过角连接件340连接轴向支撑件 360的一端，轴向支撑件360与中心柱110平行设置。
如图13所示，8个中径向支撑件320的一端分别通过中连接件130连接至中心柱110。中内环支撑件321、中中环支撑件322、中外环支撑件323分别沿径向由里至外布置，用于连接相邻两中径向支撑件320。参见图15，中径向支撑件320的另一端通过斜拉件350连接轴向支撑件360的中部位置。
如图14所示，8个下径向支撑件330的一端分别通过下连接件140连接至中心柱110。下内环支撑件331、下中环支撑件332、下外环支撑件333分别沿径向由里至外布置，用于连接相邻两下径向支撑件330。参见图15，下径向支撑件330的另一端通过斜拉件350连接轴向支撑件360的另一端。上环周支撑件314、下环周支撑件334分别沿轴向布置，分别连接在相邻的两轴向支撑件360的中部偏上位置和中部偏下位置，用于支撑相邻的两轴向支撑件 360，如图11所示。
如图16所示，斜拉件350包括X形梁351，上下对称的斜拉连接板352、第一筋353、轴向件连接板354、径向件连接板355和第二筋356，第三筋357。中径向支撑件320和下径向支撑件330的另一端连接在斜拉件350的径向件连接板355上，轴向支撑件360的中部和另一端连接在斜拉件350的轴向件连接板354上。
流体容纳部400包括容纳本体410和流体控制装置420。容纳本体410呈扇形体，如图 17所示；容纳本体410也可以为其他形状，也可以为一个圆环状。容纳本体410为上部开口、内部具有容纳流体的空间的结构，在容纳本体410的底部设置有多个流体控制装置420，如图17、18所示。
流体控制装置420包括：流体通孔421、盖板组件422、支座一423、支座二424。流体通孔421为开设在容纳本体410底部的通孔，其用于在浮动装置上升过程中流体进入到容纳本体410内部。如图20所示，盖板组件422包括与流通通孔421相配合的盖板4221、与盖板4221延伸端固定连接的转轴4222。转轴的一端开设有销钉安装孔4223。支座一423、支座二424分别固定连接在容纳本体410的内底部。如图21所示，支座一423包括支座一本体 4231、支座一轴孔4232、卡槽4233。如图22所示，支座二424包括支座二本体4241、支座二轴孔4242。转轴4222上开设有销钉安装孔4223的一端穿入支座一轴孔4232，转轴4222 的另一端穿入支座二轴孔4242，以使转轴4222与支座一423、支座二424转动连接。在转轴 4222上开设有销钉安装孔4223的一端穿入支座一轴孔4232后，销钉安装孔4223正对卡槽 4233。将销钉425插入销钉安装孔4223后，销钉425位于卡槽4233中，通过销钉425在卡槽4233中的活动范围来限制盖板4221的打开角度。

Claims (1)

1.一种浮动装置，包括浮子，其特征在于：还包括流体容纳部、支架，所述流体容纳部位于所述浮子下方，所述流体容纳部与所述浮子均固定至所述支架；所述流体容纳部、所述支架与所述浮子一起随着流体形成的波浪上下漂浮；流体容纳部包括容纳本体和流体控制装置，容纳本体上部具有内部与外部相通的开口，流体控制装置用于在波浪上升阶段使流体进入到容纳本体内部、在波浪下降阶段阻止流体流出容纳本体内部；
所述支架包括杆组件和框架组件，所述杆组件位于所述浮动装置的中心轴上，所述框架组件围绕所述杆组件设置且与所述杆组件固定连接；所述流体容纳部与所述浮子均固定至所述框架组件；杆组件的底端为机械能输出端；所述流体容纳部包括八个容纳本体，容纳本体呈扇形体，在容纳本体的底部设置有多个流体控制装置；
流体控制装置包括：流体通孔、盖板组件、支座一、支座二；流体通孔为开设在容纳本体底部的通孔；盖板组件包括与流通通孔相配合的盖板、与盖板延伸端固定连接的转轴，转轴的一端开设有销钉安装孔；支座一、支座二分别固定连接在容纳本体的内底部；支座一包括支座一本体、支座一轴孔、卡槽；支座二包括支座二本体、支座二轴孔；转轴上开设有销钉安装孔的一端穿入支座一轴孔，转轴的另一端穿入支座二轴孔，以使转轴与支座一、支座二转动连接；在转轴上开设有销钉安装孔的一端穿入支座一轴孔后，销钉安装孔正对卡槽；将销钉插入销钉安装孔后，销钉位于卡槽中。
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