CN112483329A - 一种可躲避台风的波浪能发电装置 - Google Patents

一种可躲避台风的波浪能发电装置 Download PDF

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陈明帆
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Abstract

本发明提供一种可躲避台风的波浪能发电装置，其包括有发电主体，发电主体内设置有若干个空腔，空腔设置有连通外界的第一通水管，空腔内设置有气囊，气囊通过通气管连通有球囊，球囊内设置有连接在通气管上的气阀和空气压缩泵，球囊与发电主体之间设置有连接绳，工作状态下，球囊贴合于发电主体的上端面；球囊上设置有接收信号的接收端，气阀和空气压缩泵均与接收端信号连接。本发明可根据实际的需要进行升沉以躲避风暴破坏，有利于波浪能发电装置的安全运行，有益于节约海洋设备的维修费用，降低波浪能发电装置被台风彻底摧毁的几率，大大延长其工作寿命。

Description

一种可躲避台风的波浪能发电装置
技术领域
本发明涉及海洋波浪发电技术领域，特别涉及一种可躲避台风的波浪能发电装置。
背景技术
保护海洋权益、开发海洋资源已经受到世界各国的广泛关注。人类正在利用各种手段来探测、开发和利用海洋中蕴藏丰富的资源，由此而产生众多海洋仪器、设备等被安置在远离大陆的海区，其中波浪能发电装置就是其中的一种。由于海洋气候不稳定，常出现强烈的大气扰动，风暴甚至台风时常发生。我国面临的太平洋西北部便是台风的多发地区。因此，远离海岸的漂浮式波浪能发电装置能有效的躲避和抵抗海洋风暴是设计工作者面临的一项重要问题。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的上述技术问题之一，为此，本发明提出一种可躲避台风的波浪能发电装置，该装置通过在发电主体内设置有空腔，在空腔内设置有气囊，气囊连通有球囊，正常工作时，发电主体悬浮在海面上；当遇到台风天时，通过气阀将气囊中的空气排入到球囊中，气囊体积变小，空腔内的空置体积变大，海水逐步进入空腔，发电主体重力逐步加大而下沉到海水内以躲避风暴破坏，有利于波浪能发电装置的安全运行，有益于节约海洋设备的维修费用，降低波浪能发电装置被台风彻底摧毁的几率，大大延长其工作寿命。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种可躲避台风的波浪能发电装置，包括有发电主体，所述发电主体内设置有若干个空腔，所述空腔设置有连通外界的第一通水管，所述空腔内设置有气囊，所述气囊通过通气管连通有球囊，所述球囊内设置有连接在所述通气管上的气阀和空气压缩泵，所述球囊与所述发电主体之间设置有连接绳，工作状态下，所述球囊贴合于所述发电主体的上端面；所述球囊上设置有接收信号的接收端，所述气阀和所述空气压缩泵均与所述接收端信号连接。
进一步的，所述发电主体的上端设置有结构物，所述结构物的上端中部设置有供所述通气管穿过的导向套；所述球囊设置在所述结构物的上端，所述连接绳连接在所述球囊与所述结构物之间。
进一步的，所述结构物包括对称设置的两个支脚，两个所述支脚的上端设置有用于放置所述球囊的安装板，所述导向套设置在所述安装板上；两个所述支脚之间从上至下设置有多个连接板。
进一步的，所述第一通水管上设置有用于向所述空腔内充水的第一单向阀；所述空腔的底部连通有第二通水管，所述第二通水管上设置有用于将所述空腔内海水排出的第二单向阀。
进一步的，所述空腔设置有两个，两个所述空腔对称设置在所述发电主体内，每个所述空腔内均设置有一个所述气囊。
进一步的，所述发电主体的下端设置有用于降低重心的增重件，所述增重件侧壁上设置有用于检测水下深度的重力感应器，所述重力感应器信号连接所述接收端。
进一步的，所述增重件与所述发电主体之间设置有加强筋。
进一步的，所述球囊内固定有连接管，所述气阀和所述空气压缩泵设置在所述连接管上；所述通气管设置为软管，所述通气管的一端与所述连接管连接，所述通气管的另一端与所述气囊连通。
进一步的，所述球囊上设置有用于被定位的GPS定位器。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明通过在空腔内设置有气囊，气囊通过通气管与球囊连通；正常工作时，气囊内充有足够多的气体，即空腔内水量较少，发电主体在气囊的浮力的作用下悬浮在水面上；当接收端接收到台风即将要来的信息，接收端控制气阀打开，使得气囊中的气体排到球囊中，气囊体积变小，空腔内的空置体积变大，海水通过第一通水管逐渐进入到空腔内，使得发电主体的重力逐渐加大开始下沉，球囊受浮力的作用与发电主体逐渐分离浮在海面上，并且球囊通过连接绳与发电主体连接；发电主体下沉到足以躲避风暴破坏的深度后，气阀关闭，气囊停止排气，发电主体悬浮在海水中；由于球囊始终悬浮在海面上，因此当台风天过后，需要装置恢复到海面正常工作位置进行工作时，可以方便的在海面上找到球囊，打开球囊内的气阀和空气压缩泵，通过通气管将球囊内的气体输送到到气囊内，使得气囊的体积逐渐变大并将空腔内的海水逐渐排出，使得发电主体的重力逐渐减少并在浮力的作用下逐渐上浮，当发电主体上浮直至露出水面恢复到海面正常工作位置，关闭气阀和空气压缩泵，此时发电主体就停止上浮，平稳地处于正常工作位置，并将球囊安装回原位。本发明简单易实现，只需要反复使用存在于球囊和气囊的气体即可实现上浮和下沉的操作，无需额外的气源，方便在海面上操作，同时有利于波浪能发电装置的安全运行，有益于节约海洋设备的维修费用，降低波浪能发电装置被台风彻底摧毁的几率，大大延长其工作寿命。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为本发明实施例工作状态下的结构示意图；
图2为图1中A处的放大示意图；
图3为图1中B处的放大示意图；
图4为本发明实施例沉入海水状态下的结构示意图。
附图标记：
100发电主体、110空腔、120第一通水管、130第二通水管；
210气囊、220通气管、230球囊、240气阀、250空气压缩泵、260连接绳、270接收端、280连接管、290GPS定位器；
300结构物、310支脚、320安装板、330连接板；
410增重件、420重力感应器、430加强筋。
具体实施方式
本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，如果有描述到“第一”、“第二”等只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
参见图1至图4所示，根据本发明实施例提供的一种可躲避台风的波浪能发电装置，包括有发电主体100，发电主体100内设置有若干个空腔110，空腔110设置有连通外界的第一通水管120，空腔110内设置有气囊210，气囊210通过通气管220连通有球囊230，球囊230内设置有连接在通气管220上的气阀240和空气压缩泵250，球囊230与发电主体100之间设置有连接绳260，工作状态下，球囊230贴合于发电主体100的上端面；球囊230上设置有接收信号的接收端270，气阀240和空气压缩泵250均与接收端270信号连接。与现有技术相比，本发明实施例通过在空腔110内设置有气囊210，气囊210通过通气管220与球囊230连通；正常工作时，气囊210内充有足够多的气体，即空腔110内水量较少，发电主体100在气囊210的浮力的作用下悬浮在水面上；当接收端270接收到台风即将要来的信息，接收端270控制气阀240打开，使得气囊210中的气体排到球囊230中，气囊210体积变小，空腔110内的空置体积变大，海水通过第一通水管120逐渐进入到空腔110内，使得发电主体100的重力逐渐加大开始下沉，球囊230受浮力的作用与发电主体100逐渐分离浮在海面上，并且球囊230通过连接绳260与发电主体100连接；发电主体100下沉到足以躲避风暴破坏的深度后，气阀240关闭，气囊210停止排气，发电主体100悬浮在海水中；由于球囊230始终悬浮在海面上，因此当台风天过后，需要装置恢复到海面正常工作位置进行工作时，球囊230起到一个类似“航标”的作用，可以方便的在海面上找到球囊230，向接收端270发出信号，接收端270控制球囊230内的气阀240和空气压缩泵250启动，通过通气管220将球囊230内的气体输送到到气囊210内，使得气囊210的体积逐渐变大并将空腔110内的海水逐渐排出，使得发电主体100的重力逐渐减少并在浮力的作用下逐渐上浮，当发电主体100上浮直至露出水面恢复到海面正常工作位置，关闭气阀240和空气压缩泵250，此时发电主体100就停止上浮，平稳地处于正常工作位置，并将球囊230安装回原位。本发明简单易实现，只需要反复使用存在于球囊230和气囊210的气体即可实现上浮和下沉的操作，无需额外的气源，方便在海面上操作，同时有利于波浪能发电装置的安全运行，有益于节约海洋设备的维修费用，降低波浪能发电装置被台风彻底摧毁的几率，大大延长其工作寿命。可以理解的是，现有的许多波浪能发电装置本身就是中空的，将本发明实施例的结构应用到现有的波浪能发电装置中，即可实现可控性升沉功能的需要，整个升沉过程即不需要大型设备，也不需要大量的人力。需要说明的是，在球囊230上设置有补气孔，补气孔内嵌装有单向阀，当使用较长一段时间以后，可以通过补气孔向球囊内补充气体。
如图1所示，优选的，考虑到在台风天过后，需要通过找寻球囊230来发现整个装置；并且在将发电主体100下沉到足以躲避风暴破坏的深度躲避台风天的过程中，球囊230始终是浮在海面上；通过在球囊230上设置有用于被定位的GPS定位器290，在找寻球囊230的过程中，可以通过GPS定位器290进行定位，方便快速的找到球囊230的位置，从而方便快速的找到发电主体100。
如图1和图4所示，在本发明的一些实施例中，发电主体100的上端设置有结构物300，结构物300的上端中部设置有供通气管220穿过的导向套；球囊230设置在结构物300的上端，连接绳260连接在球囊230与结构物300之间。通过设置结构物300，可以使得球囊230与发电主体100之间有间距，使得发电主体100浮在水面上工作时，球囊230是脱离海水表面安装在结构物300上；同时通过在结构物300的上端中部设置有导向套，使得在升沉发电主体100的过程中，通气管220在导向套的导向下顺畅的拉直或收缩，避免出现打结的情况；连接绳260起到连接的作用，避免在结构物300和发电主体100下沉到水里后与球囊230彻底的分离。
如图1和图4所示，优选的，结构物300包括对称设置的两个支脚310，两个支脚310的上端设置有用于放置球囊230的安装板320，导向套设置在安装板320上；两个支脚310之间从上至下设置有多个连接板330。通过将两个支脚310和安装板320组成三角状结构，增大结构物300的稳定性，使得结构物300和发电主体100下沉到海面下一定的深度躲避台风天时，不易因受到海浪的击打而侧翻；通过多个连接板330进一步提高结构物300的强度，增大其抵挡海浪的能力。
在本发明的一些实施例中，第一通水管120上设置有用于向空腔110内充水的第一单向阀；空腔110的底部连通有第二通水管130，第二通水管130上设置有用于将空腔110内海水排出的第二单向阀。通过第一单向阀和第二单向阀的单向导流作用，实现通过第一通水管120向空腔110内充水并且通过第二通水管130排水，确保空腔110内的海水从上端进从下端出。使得在需要将发电主体100升起时，气囊210内不断的充气膨胀，使得空腔110的闲置空间不断变小并将空腔110内的海水从第二通水管130内顺利排出，直至发电主体100上升至海面正常工作位置。
如图1和图4所示，在本发明的一些实施例中，空腔110设置有两个，两个空腔110对称设置在发电主体100内，每个空腔110内均设置有一个气囊210。通过将两个空腔110对称设置在发电主体100内，这有利于发电主体100在进水和排水过程中受力均匀，有利于发电主体100在升降过程中保持平稳，避免出现大幅倾斜或颠覆的可能。
优选的，发电主体100的下端设置有用于降低重心的增重件410，增重件410侧壁上设置有用于检测水下深度的重力感应器420，重力感应器420信号连接接收端270。通过设置增重件410，可以使得浮在海面上正常工作的装置的重心始终降低在海水内，避免装置在正常工作的过程中收到海浪的作用出现颠覆；同时通过在在增重件410上设置有重力感应器420，重力感应器420可以实时监测发电主体100的下沉深度并将信息传递给接收端270，当接收端270接收到发电主体100的下沉深度达到目标值后，接收端270控制气阀240关闭，使得发电主体100停止下沉。
优选的，增重件410与发电主体100之间设置有加强筋430。考虑到增重件410与发电主体100的连接处始终处于海面以下，受到海浪的冲击；通过加强筋430可以增大增重件410与发电主体100之间的连接强度，延长其使用寿命。
如图2所示，在本发明的一些实施例中，球囊230内固定有连接管280，气阀240和空气压缩泵250设置在连接管280上；通气管220设置为软管，通气管220的一端与连接管280连接，通气管220的另一端与气囊210连通。通过将气阀240与空气压缩泵250安装在连接管280上，连接管280固定连接在球囊230内且不易变形，从而便于打开气阀240和空气压缩泵250，使得气体在球囊230和气囊210之间流动，进而实现发电主体100的升沉功能；通过将通气管220设置为软管，以便在升沉发电主体100的过程中，通气管220顺畅的拉直或收缩。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种可躲避台风的波浪能发电装置，其特征在于，包括有发电主体，所述发电主体内设置有若干个空腔，所述空腔设置有连通外界的第一通水管，所述空腔内设置有气囊，所述气囊通过通气管连通有球囊，所述球囊内设置有连接在所述通气管上的气阀和空气压缩泵，所述球囊与所述发电主体之间设置有连接绳，工作状态下，所述球囊贴合于所述发电主体的上端面；所述球囊上设置有接收信号的接收端，所述气阀和所述空气压缩泵均与所述接收端信号连接。
2.根据权利要求1所述的一种可躲避台风的波浪能发电装置，其特征在于，所述发电主体的上端设置有结构物，所述结构物的上端中部设置有供所述通气管穿过的导向套；所述球囊设置在所述结构物的上端，所述连接绳连接在所述球囊与所述结构物之间。
3.根据权利要求2所述的一种可躲避台风的波浪能发电装置，其特征在于，所述结构物包括对称设置的两个支脚，两个所述支脚的上端设置有用于放置所述球囊的安装板，所述导向套设置在所述安装板上；两个所述支脚之间从上至下设置有多个连接板。
4.根据权利要求1所述的一种可躲避台风的波浪能发电装置，其特征在于，所述第一通水管上设置有用于向所述空腔内充水的第一单向阀；所述空腔的底部连通有第二通水管，所述第二通水管上设置有用于将所述空腔内海水排出的第二单向阀。
5.根据权利要求1所述的一种可躲避台风的波浪能发电装置，其特征在于，所述空腔设置有两个，两个所述空腔对称设置在所述发电主体内，每个所述空腔内均设置有一个所述气囊。
6.根据权利要求1所述的一种可躲避台风的波浪能发电装置，其特征在于，所述发电主体的下端设置有用于降低重心的增重件，所述增重件侧壁上设置有用于检测水下深度的重力感应器，所述重力感应器信号连接所述接收端。
7.根据权利要求5所述的一种可躲避台风的波浪能发电装置，其特征在于，所述增重件与所述发电主体之间设置有加强筋。
8.根据权利要求1所述的一种可躲避台风的波浪能发电装置，其特征在于，所述球囊内固定有连接管，所述气阀和所述空气压缩泵设置在所述连接管上；所述通气管设置为软管，所述通气管的一端与所述连接管连接，所述通气管的另一端与所述气囊连通。
9.根据权利要求1所述的一种可躲避台风的波浪能发电装置，其特征在于，所述球囊上设置有用于被定位的GPS定位器。
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