CN110985277A - 一种基于浮子的波浪势能吸收利用装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于浮子的波浪势能吸收利用装置，借助底部对称布置的浮力装置将整个装置浮于海面，梯形外壳结构将装置重心整体下移，有利于装置的稳定，利用浮子装置将波浪势能传递给装有水的长方体空腔结构，在对称弹簧缓冲和复位的作用下，将不稳定的波浪势能稳定化处理，长方体空腔在浮子和对称弹簧的作用下上下摇摆运动，空腔内的水在第一通道和第二通道中交叉流过，通道内两组叶轮和挡板交互作用，实现能量的最大利用，本发明通过将不稳定的波浪能进行稳定处理，对海洋波浪能稳定高效利用，具有适用范围广，结构简单等优点。

Description

一种基于浮子的波浪势能吸收利用装置
技术领域
本发明涉及波浪能利用领域，尤其是一种基于浮子的波浪势能吸收利用装置。
背景技术
波浪能是由风把能量传递给海洋而产生的，其基本元素是海洋波浪所具有的势能和动能，是取之不竭的可再生清洁能源。地球上的海洋面积占地球总面积的75%左右，因此波浪能所蕴含的能量是十分诱人的，据估计，全世界波浪能能量的理论估计量为千兆量级，是现在全球发电量的数百倍，人类向大海索取资源已成为必然趋势，波浪发电是继潮汐发电之后发展利用最快的海洋能利用形式。因此各国都开始对波浪能的利用展开研究，探求波浪能高效利用的方式，但波浪能由于其不稳定和破坏力大的因素，目前各国对于波浪能的利用量存在如下缺陷：发电功率普遍偏低；发电的品质较差；单机容量小，普遍在千瓦级以下；受海洋不稳定因素的破坏较重。
人们对于波浪能的利用形式多种多样，大致分为直接机械传动，低压水力传动，高压液压传动以及气动传动四种。海洋波浪能最初付诸实用的是气动式波力装置，1910年，法国人布索.白拉塞克在其海滨住宅附近建了一座气动式波浪发电站，供应其住宅l000瓦的电力；1960年代，日本研制成功用于航标灯浮体上的气动式波力发电装置。此种装置已经投入批量生产，产品额定功率从60瓦到500瓦不等；1970年代以来，英国、日本、挪威等国为波力发电研究投入大量人力物力，成绩也最显著。英国曾计划在苏格兰外海波浪场，大规模布设"点头鸭"式波浪发电装置，供应当时全英所需电力。这个雄心勃勃的计划，后因装置结构过于庞大复杂 、成本过高而暂时搁置；1980年代，日本"海明"波浪发电试验船取得年发电19万度的良好成绩，实现了海上浮体波浪电站向陆地小规模送电。我国的浙江、福建、广东和台湾沿海为波能丰富的地区，目前对于海洋波浪能的利用技术存在很大的进步空间。
目前发展最为迅速的波浪能利用技术为振荡浮子技术，其迅速发展的原因：俘获波浪能效率以及转化效率均高；振荡浮子制造相对最为简单。目前最普遍采用的为振荡浮子+液压系统，其有液压系统能量，能量容易汇集，形成大规模发电系统的优势。本发明是基于浮子结构与利用液位差来推动水轮转动的发电装置，本装置可以将不稳定的海洋波动能量进行稳定化，以达到对海洋波浪能的稳定转化与利用。因此，需要该轻便廉价装置来对海洋波浪能进行吸收利用，达到对海洋波浪能的高效利用。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是提供一种基于浮子的波浪势能吸收利用装置，结构简单，经济实惠，性能高效的对海洋波浪能进行吸收利用，达到对海洋波浪能的高效利用。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种基于浮子的波浪势能吸收利用装置，包括底部由对称分布的浮力装置支撑的底座和设置在所述底座上方对内部构件进行保护的梯形外壳结构，在所述梯形外壳结构的中心位置设置有将波浪势能转化为电能的转化装置，所述转化装置和梯形外壳结构的顶部通过弹簧结构连接，所述转化装置一侧的底端设置有浮子，所述浮子包括穿过底座的传动杆和设置于传动杆底端的半圆形薄壳。
本发明技术方案的进一步改进在于：所述浮力装置在底座的下部边缘每侧均匀布置3个。
本发明技术方案的进一步改进在于：所述转化装置包括设置有左空腔和右空腔的长方体空腔，所述左空腔和右空腔通过第一通道和第二通道贯通且第一通道上设置有海水只能从右空腔流向左空腔的第一挡板、第二通道上设置有海水只能从左空腔流向右空腔的第二挡板，所述长方体空腔设置有贯穿第一通道和第二通道的支撑传动轴，在所述第一通道和第二通道内分别设置有能够带动支撑传动轴转动的第一叶轮和第二叶轮，所述支撑传动轴的一端转动连接有发电机，在底座上设置有将发电机固定的发电机支撑架。
本发明技术方案的进一步改进在于：所述弹簧结构均匀设置多组且沿支撑传动轴对称分布。
本发明技术方案的进一步改进在于：叶轮和挡板可以设置多组。
由于采用了上述技术方案，本发明取得的技术进步是：
1、下部对称布置的浮力装置使下部浮力受力均匀，整体更加的稳定；
2、梯形外壳结构使装置整体的重心下移，装置不易侧翻，稳定性更优；
3、对称布置的弹簧结构有缓冲和复位的功能，将不稳定的波浪能稳定化处理，实现对波浪能的高效稳定利用；
4、两组叶轮和挡板的组合，交互作用，实现支撑传动轴的连续转动，有利于能量的连续转化与储存。
附图说明
图1是本发明结构的俯视图。
图2是本发明结构的侧视图。
图3是本发明结构的主视图。
图4是本发明结构长方体空腔内部的三维立体图。
其中，1、底座，2、梯形外壳结构，3、长方体空腔，4、支撑传动轴，5、第二挡板，6、第二叶轮，7、第一挡板，8、第一叶轮，9、发电机，10、弹簧结构，11、发电机支撑架，12、浮力装置，13传动杆，14、浮子。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步详细说明：
如图1至图4所示，一种基于浮子的波浪势能吸收利用装置，包括底部由对称分布的浮力装置12支撑的底座1和设置在所述底座1上方对内部构件进行保护的梯形外壳结构2，所述浮力装置12在底座1的下部边缘每侧均匀布置3个，将整个装置漂浮于海面之上，对称布置的浮力装置12使下部浮力受力均匀，整体更加的稳定，所述梯形外壳结构2使装置整体的重心下移，装置不易侧翻，稳定性更优，在所述梯形外壳结构2的中心位置设置有将波浪势能转化为电能的转化装置，所述转化装置包括设置有左空腔和右空腔的长方体空腔3，所述左空腔和右空腔通过第一通道和第二通道贯通且第一通道上设置有海水只能从右空腔流向左空腔的第一挡板7、第二通道上设置有海水只能从左空腔流向右空腔的第二挡板5，所述长方体空腔3设置有贯穿第一通道和第二通道的支撑传动轴4，在所述第一通道和第二通道内分别设置有能够带动支撑传动轴4转动的第一叶轮8和第二叶轮6，叶轮和挡板可以设置多组，交互作用，实现支撑传动轴的连续转动，有利于能量的连续转化与储存，所述支撑传动轴4的一端转动连接有发电机9，在底座1上设置有将发电机9固定的发电机支撑架11，所述转化装置和梯形外壳结构2的顶部通过弹簧结构10连接，所述弹簧结构10均匀设置多组且沿支撑传动轴4对称分布，对称布置的弹簧结构10有缓冲和复位的功能，将不稳定的波浪能稳定化处理，实现对波浪能的高效稳定利用，所述转化装置一侧的底端设置有浮子14，所述浮子14包括穿过底座1的传动杆13和设置于传动杆13底端的半圆形薄壳。
工作原理：本发明所述的一种基于浮子的波浪势能吸收利用装置，浮子14在海洋波浪势能的作用下上下运动，推动含有一半容积水的长方体空腔3两端上下摇摆，在右侧下方浮子14受到波浪势能的作用下向上运动时，左边会向下运动，此时长方体空腔3内的水会从右空腔向左空腔流动，此时第二挡板5会由于重力和水的作用下关闭，第一挡板7会打开，水会通过第一通道，推动第一叶轮8转动，第一叶轮8转动的能量通过支撑传动轴4传递到发电机9产生电能并储存；在波浪势能使浮子14受到波浪势能的作用向下运动时，右边会向下运动，长方体空腔3内的水会从左空腔流向右空腔，此时第一挡板7由于重力和水的作用下关闭，第二挡板5打开，长方体空腔3左空腔的水会从第二通道通过，推动第二叶轮6转动，同时使第二叶轮6转动的能量通过支撑传动轴4传递到发电机9产生电能并进行储存。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (5)

1.一种基于浮子的波浪势能吸收利用装置，其特征在于：包括底部由对称分布的浮力装置（12）支撑的底座（1）和设置在所述底座（1）上方对内部构件进行保护的梯形外壳结构（2），在所述梯形外壳结构（2）的中心位置设置有将波浪势能转化为电能的转化装置，所述转化装置和梯形外壳结构（2）的顶部通过弹簧结构（10）连接，所述转化装置一侧的底端设置有浮子（14），所述浮子（14）包括穿过底座（1）的传动杆（13）和设置于传动杆（13）底端的半圆形薄壳。
2.根据权利要求1所述的一种基于浮子的波浪势能吸收利用装置，其特征在于：所述浮力装置（12）在底座（1）的下部边缘每侧均匀布置3个。
3.根据权利要求1所述的一种基于浮子的波浪势能吸收利用装置，其特征在于：所述转化装置包括设置有左空腔和右空腔的长方体空腔（3），所述左空腔和右空腔通过第一通道和第二通道贯通且第一通道上设置有海水只能从右空腔流向左空腔的第一挡板（7）、第二通道上设置有海水只能从左空腔流向右空腔的第二挡板（5），所述长方体空腔（3）设置有贯穿第一通道和第二通道的支撑传动轴（4），在所述第一通道和第二通道内分别设置有能够带动支撑传动轴（4）转动的第一叶轮（8）和第二叶轮（6），所述支撑传动轴（4）的一端转动连接有发电机（9），在底座（1）上设置有将发电机（9）固定的发电机支撑架（11）。
4.根据权利要求3所述的一种基于浮子的波浪势能吸收利用装置，其特征在于：所述弹簧结构（10）均匀设置多组且沿支撑传动轴（4）对称分布。
5.根据权利要求3所述的一种基于浮子的波浪势能吸收利用装置，其特征在于：叶轮和挡板可以设置多组。
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