CN113137325B - 波浪发电装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种波浪发电装置，包括平浮结构、锚件组件、发电组件与加固组件，平浮结构能够漂浮于海面；锚件组件包括锚头和锚索，锚索固定连接于是平浮结构与锚头之间，锚头用于沉入海内；发电组件设置于平浮结构，用于将机械能转换为电能；摆动组件包括浮动件与摆臂，浮动件漂浮于海面，并能够随波浪上下浮动，摆臂一端固定连接于浮动件，摆臂的另一端转动连接于发电组件，以能够向发电组件提供机械能；加固组件设置于摆动组件与平浮结构之间，并能够与摆臂同步运动。通过加固组件的设置，加固组件能够增强平浮结构和摆臂的稳固性，从而增强摆臂对波浪的抵抗力，避免摆臂发生弯折或者解体的情况。

Description

波浪发电装置

技术领域

本发明涉及发电装置的技术领域，尤其涉及一种波浪发电装置。

背景技术

相关技术中，现有的漂浮式波浪发电装置通常是漂浮在海面上，利用波浪的上下波动，从而使波浪发电装置的摆杆上下运动，如此，波浪发电装置将摆杆的机械能转化为电能，以供人们使用。在海面上，波浪发电装置的摆杆承受波浪的不断拍打，当极端台风来袭时，会产生很大的波浪，波浪对摆杆会产生很大的拍击力，而这些拍击力并不是完全转化为有效力，使波浪发电装置的摆杆上下运动，其中部分力转化为作用于摆杆上的无效力，且这部分无效力易破坏波浪发电装置的摆杆，使摆杆发生弯折或者解体的情况。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种波浪发电装置，能够加强摆臂的强度。

根据本发明的波浪发电装置，包括：

平浮结构，能够漂浮于海面；

锚件组件，包括锚头和锚索，所述锚索固定连接于是所述平浮结构与所述锚头之间，所述锚头用于沉入海内；

发电组件，设置于所述平浮结构，用于将机械能转换为电能；

摆动组件，包括浮动件与摆臂，所述浮动件漂浮于海面，并能够随波浪上下浮动，所述摆臂一端固定连接于所述浮动件，所述摆臂的另一端转动连接于所述发电组件，以能够向所述发电组件提供机械能；

加固组件，设置于所述摆动组件与所述平浮结构之间，并能够与所述摆臂同步运动。

根据本发明实施例的波浪发电装置，至少具有如下有益效果：发电时，平浮结构漂浮于水面，平浮结构在锚件组件的作用下，平浮结构漂浮于水面相应位置。波浪流过浮动件时，浮动件在波浪的作用下，浮动件上下运动，此时，摆臂在浮动件的作用下，摆臂上下转动，从而向发电组件提供机械能，发电组件将机械能转化电能，从而实现利用海浪的发电；更重要的是，通过加固组件的设置，加固组件能够增强平浮结构和摆臂的稳固性，从而增强摆臂对波浪的抵抗力，避免摆臂生发生弯折或者解体的情况。

根据本发明的一些实施例，所述加固组件包括加固绳索，所述加固绳索一端固定连接于所述浮动件，所述加固绳索的另一端固定连接于所述平浮结构。

根据本发明的一些实施例，所述加固绳索数量为二，并位于所述摆臂的两侧。

根据本发明的一些实施例，所述平浮结构的侧部具有朝向所述浮动件的凸耳，所述凸耳开设有用于绑定所述加固绳索的通孔；所述浮动件的侧部具有朝向所述平浮结构的凸耳，所述凸耳开设有用于绑定所述加固绳索的通孔。

根据本发明的一些实施例，所述加固绳索的两端部分别连接有连接组件，所述连接组件包括第一卸扣、加大链环与第二卸扣,所述第一卸扣连接于所述凸耳，所述第二卸扣连接于所述加固绳索，所述加大链环连接于所述第一卸扣与所述第二卸扣之间。

根据本发明的一些实施例，所述加固组件包括刚性加强件，所述刚性加强件的一端转动连接于所述平浮结构，所述刚性加强件的另一端固定设置于所述摆臂。

根据本发明的一些实施例，所述刚性加强件为H型的方钢，所述方钢的底板开设有排水孔。

根据本发明的一些实施例，所述浮动件包括底壁和桶壁，所述桶壁呈圆柱状体，所述底壁一体化设置于所述桶壁的一端部，并呈半球型，用于沉入水面以下。

根据本发明的一些实施例，所述浮动件还包括设置所述桶壁远离所述底壁一端部的桶盖，用于位于海面以上，所述桶盖开设有人孔，以供维修员进出，所述人孔设置有人孔盖，用于所述人孔的封闭。

根据本发明的一些实施例，所述浮动件内侧装有配重物料。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明，其中：

图1为本发明实施例的波浪发电装置的整体结构示意图；

图2为本发明实施例的平浮结构与锚件组件的连接结构示意图；

图3为本发明实施例的连接组件的结构示意图；

图4为本发明实施例的浮动件的结构示意图；

图5为本发明实施例的发电组件的结构示意图；

图6为本发明实施例的平浮件的结构示意图。

附图标记：

平浮结构100、刚性组件110、第一刚性杆111、第二刚性杆112、第三刚性杆113、平浮组件120、第一平浮件121、第二平浮件122、第三平浮件123；

发电组件200、底座210、转动轴220、发电机230；

摆动组件300、摆臂310、浮动件320；

锚件组件400、锚头410、锚索420、缓冲件430；

加固组件500、加固绳索510、刚性加强件520；

连接组件600、第一卸扣610、第二卸扣620、加大链环630；

配重物料700。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，若干的含义是一个以上，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二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。

本发明的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

根据本发明的波浪发电装置，参照图1和图2，包括平浮结构100、锚件组件400、发电组件200与加固组件，平浮结构100能够漂浮于海面；锚件组件400包括锚头410和锚索420，锚索420固定连接于是平浮结构100与锚头410之间，锚头410用于沉入海内；发电组件200设置于平浮结构100，用于将机械能转换为电能；摆动组件300包括浮动件320与摆臂310，浮动件320漂浮于海面，并能够随波浪上下浮动，摆臂310一端固定连接于浮动件320，摆臂310的另一端转动连接于发电组件200，以能够向发电组件200提供机械能；加固组件50设置于摆动组件300与平浮结构100之间，并能够与摆臂310同步运动。

发电时，平浮结构100漂浮于水面，平浮结构100在锚件组件400的作用下，平浮结构100漂浮于水面相应位置。浮动件320在波浪的作用下，浮动件320上下运动，此时，摆臂310在浮动件320的作用下，摆臂310上下转动，从而向发电组件200提供机械能，发电组件200将机械能转化电能，从而实现利用海浪的发电；更重要的是，通过加固组件500的设置，加固组件500能够增强平浮结构100和摆臂310的稳固性，从而增强摆臂310对波浪的抵抗力，避免摆臂310发生弯折或者解体的情况。

在一些实施例中，加固组件500包括加固绳索510，加固绳索510一端固定连接于浮动件320，加固绳索510的另一端固定连接于平浮结构100。当摆臂310断裂时，加固绳索510也能连接浮动件320，避免摆动组件300冲走，从而能够回收利用摆动组件300的相关材料，也便于分析损坏原因以更好的改进摆动组件300。

在一些实施例中，加固绳索510数量为二，并位于摆臂310的两侧，如此，通过两加固绳索510的设置，两加固绳索510配合使用，从而使得该装置的可靠性更高。

在一些实施例中，参照图1与图3，平浮结构100的侧部具有朝向浮动件320的凸耳，凸耳开设有用于绑定加固绳索510的通孔；浮动件320的侧部具有朝向平浮结构100的凸耳，凸耳开设有用于绑定加固绳索510的通孔。通过凸耳的设置，从而便于将加固绳索510连接于平浮结构100与浮动件320之间；同时，平浮结构100的凸耳朝向浮动件320设置，浮动件320的凸耳朝向平浮结构100设置，加固绳索510作用于凸耳时，凸耳仅受到平面内的弯矩与拉力，避免凸耳受到平面外的弯矩与拉力，凸耳不易被拉坏。

在一些实施例中，加固绳索510的两端部分别连接有连接组件600，连接组件包括第一卸扣610、加大链环630与第二卸扣620,第一卸扣610连接于凸耳，第二卸扣620连接于加固绳索510，加大链环630连接于第一卸扣610与第二卸扣620之间；具体的，通过第一卸扣610的设置，使加固绳索510拆卸、安装方便；同时，通过加大链环630与第二卸扣620的设置，从而使加固绳索510的灵活性较好，进而自动调整合适加固绳索510的方向。

在一些实施例中，加固组件500还包括两个刚性加强件520，刚性加强件520的一端转动连接于平浮结构100，刚性加强件520的另一端固定设置于摆臂310，且两个刚性加强件520位于摆臂310的两侧；如此，在平浮结构100和摆臂310之间设置刚性加强件520，刚性加强件520能够增强平浮结构100和摆臂310的稳固性，增强摆臂310对波浪的抵抗力。优选地，刚性加强件520采用H型的方钢，方钢的底板开设有排水孔，从而避免摆臂310的槽内积水，影响摆臂310的转动。

在一些实施例中，参照图1与图4，浮动件320为中空设置、且呈圆柱型的桶体，如此，浮动件320的浮力较大，浮动件320在波浪的作用下，能够较佳的上下浮动。

在一些实施例中，浮动件320包括底壁和桶壁，桶壁呈圆柱状体，底壁一体化设置于桶壁的下端部，并呈半球型。具体的，浮动件320的桶壁呈圆柱状体，如此，浮动件320的周面为弧形，海水沿浮动件320的周面流过时，浮动件320周面的弧形面能够降低海水的冲击力，从而提高浮动件320在某一位置的稳定性，从而保证发电装置的正常使用。

而且，浮动件320的底壁呈半球型，如此能够降低海水的冲击力，从而降低海水对浮动件320的破坏，浮动件320的使用寿命得到提高。

此外，底壁朝下的接触面积较大，波浪能够较大面积的接触浮动件320，从而推动浮动件320上下运动，进而使摆臂310向发电组件200提供足量的机械能。

在一些实施例中，浮动件320还包括桶盖(图中未示出)，桶盖位于桶臂的顶部，并位于海面以上，维修员可站在桶盖上进行浮动件320的维修。同时，桶盖的顶部开设有人孔，人孔的尺寸足够大，维修员可通过人孔进入桶盖内，进行浮动件320的维修；同时，人孔的顶部扣合有人孔盖，人孔盖用于人孔的封闭，从而避免海水、雨水等进入浮动件320内，从而影响浮动件320的漂浮效果。

在一些实施例中，发电组件200包括底座210、转动轴220与发电机230，底座210固定设置于平浮结构100，转动轴220转动连接于底座210，转动轴220与发电机230相连接，以向发电机230提供机械能。由此，摆臂310上下转动过程中，摆臂310带动转动轴220同步转动，转动轴220转动过程中，转动轴220向发电机230提供机械能，发电机230将机械能转化电能，从而实现利用海浪的发电。

在一些实施例中，参照体1与图6，平浮结构100包括平浮组件120与刚性组件110，平浮组件120包括三个平浮件，分别为第一平浮件121、第二平浮件122和第三平浮件123；刚性组件110包括三个刚性杆，分别为第一刚性杆111、第二刚性杆112和第三刚性杆113；具体的，第一刚性杆111固定连接于第一平浮件121与第二平浮件122，第二刚性杆112固定连接于第二平浮件122与第三平浮件123之间，第三刚性杆113固定连接于第三平浮件123与第一平浮件121之间，如此，平浮结构100呈三角形布设，平浮结构100稳定性及耐拍打性较佳，从而使平浮结构100上的发电组件200能够较好的发电。

进一步地，发电组件200安装于第三刚性杆113，即平浮结构100的尾部，平浮结构100的尾部较重，且平浮结构100的头部较轻。此时，锚件组件400固定连接于第二平浮件122，即平浮结构100的头部，平浮结构100的头部与平浮结构100的尾部较平衡，锚件组件400能够较佳地使平浮结构100固定于海面上的某一位置，从而使发电组件200位于海面的相应位置，以稳定发电。

需要说明的是，平浮结构100通过设计成三角形结构，发电组件200固定设置于第三刚性杆113，以及单点系泊锚件组件400连接在第二平浮件122；如此，在单点系泊锚件组件400作用下，平浮结构100及摆动组件300在面对波浪时，波浪的入射方向自第二平浮件122到摆动组件300，平浮结构100及摆动组件300侧向弯矩最小。

为了进一步提高平浮结构100的稳定性，在一些实施例中，锚件组件400还包括缓冲件430，缓冲件430漂浮于水面，缓冲件430连接于锚索420，并对锚索420具有承载作用，且缓冲件430位于锚索420靠近平浮结构100的位置。锚索420受力时，锚索420作用于缓冲件430上以代替作用于平浮结构100，由此进一步保证平浮结构100的稳定性。

进一步地，缓冲件130具有多个，多个缓冲件430沿锚索420的长度方向间隔布设，从而进一步提高平浮结构100的稳定性。

进一步地，参照图1与图3，第一刚性杆111与第二刚性杆112的长度相同，第三刚性杆113长度方向的中部设有用于安装发电组件200的安装位，因此，平浮结构100呈等腰三角形，且发电组件200安装于等腰三角形底边的中部。如此，波浪自第二平浮件122流向第三刚性杆113，第一平浮件121、第二平浮件122以及第三平浮件123最大程度上减弱波浪的荷载，从而提高平浮结构100的安全性。

在一些实施例中，第一平浮件121与第三平浮件123大小一致，第二平浮件122小于第一平浮件121。通过采用此种设计，其一，降低第二平浮件122的制作成本；其二，平浮结构100的头部具有较佳地削弱海水的拍击力；其三，锚件组件400能够较佳的对第二平浮件122进行稳固。

在一些实施例中，第二平浮件122与第三刚性杆113之间的距离大于波浪的一个波长，通过采用上述结构设计，波浪自第二平浮件122经过第三刚性杆113，平浮结构100的长度能覆盖一倍波长距离，由此，平浮结构100的上下浮动较小，平浮结构100的稳定性较高。

在一些实施例中，浮动件320、发电组件200以及第二平浮件122在同一平面上，如此，波浪在经过第二平浮件122、发电组件200以及浮动件320时，在保证平浮结构100能够较佳地削弱海水的拍击力的同时，波浪能够较佳的推动浮动件320上下浮动。

在一些实施例中，浮动件320与平浮结构100之间的距离为半波长距离，如此，波浪经过平浮结构100与浮动件320时，某一时刻浮动件320可抵达波谷，平浮结构100可抵达波峰或相反，从而实现摆臂310最大角度的转动，从而较佳地向发电组件200提供机械能。

在一些实施例中，平浮件为中空设置、且呈圆柱型的桶体，如此，平浮件的浮力较大，平浮件在波浪的作用下，能够较佳的上下浮动。

在一些实施例中，平浮件包括底壁和桶壁，桶壁呈圆柱状体，底壁一体化设置于桶壁的下端部，并呈半球型，用于减小波浪垂直冲击力及运动阻力。具体的，平浮件的桶壁呈圆柱状体，如此，平浮件的周面为弧形，海水沿平浮件的周面流过时，平浮件周面的弧形面能够降低海水的水平冲击力，从而提高平浮件在某一位置的稳定性，平浮件的使用寿命得到提高。

而且，平浮件的底壁呈半球型，如此能够降低海水波浪的垂直冲击力，降低海水对浮动件320的破坏；同时，也能降低其上下运动时的海水阻力，使其上下相对运动能达到足够大的距离；

在一些实施例中，平浮件还包括桶盖(图中未示出)，桶盖位于桶臂的顶部，并位于海面以上，维修员可站在桶盖上进行平浮件的维修。同时，桶盖的顶部开设有人孔，人孔的尺寸足够大，维修员可通过人孔进入桶盖内，进行平浮件的维修；同时，人孔的顶部扣合有人孔盖，人孔盖用于人孔的封闭，从而避免海水、雨水等进入平浮件内，从而影响平浮件的漂浮效果。

在一些例中，参照图1、图4与图6，平浮件与浮动件320均开设有人孔，用户可根据需要，通过人孔向平浮件于浮动件320添加配重物料700，以控制平浮件、浮动件320下沉的深度，从而使平浮结构100及摆动组件300达到设计浮态，以使波浪发电装置稳定发电。需要说明的是，常用的配重物料700为混凝土、砂石、铁块等，在保证波浪发电装置稳定性的前提下，从而更进一步降低波浪发电装置的制作成本。

上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。此外，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

Claims (8)

1.波浪发电装置，其特征在于，包括：

平浮结构，能够漂浮于海面，所述平浮结构包括平浮组件与刚性组件，平浮组件包括三个平浮件，分别为第一平浮件、第二平浮件和第三平浮件，所述刚性组件包括三个刚性杆，分别为第一刚性杆、第二刚性杆和第三刚性杆，所述第一刚性杆固定连接于所述第一平浮件与所述第二平浮件，所述第二刚性杆固定连接于所述第二平浮件与所述第三平浮件之间，所述第三刚性杆固定连接于所述第三平浮件与所述第一平浮件之间，所述第一平浮件与所述第三平浮件大小一致，所述第二平浮件小于所述第一平浮件；

锚件组件，包括锚头和锚索，所述锚索固定连接于所述平浮结构与所述锚头之间，所述锚头用于沉入海内，所述锚件组件固定连接于所述第二平浮件；

发电组件，设置于所述平浮结构，用于将机械能转换为电能，所述发电组件安装于所述第三刚性杆；

摆动组件，包括浮动件与摆臂，所述浮动件漂浮于海面，并能够随波浪上下浮动，所述摆臂一端固定连接于所述浮动件，所述摆臂的另一端转动连接于所述发电组件，以能够向所述发电组件提供机械能；

加固组件，设置于所述摆动组件与所述平浮结构之间，并能够与所述摆臂同步运动，所述加固组件包括刚性加强件和加固绳索，所述加固绳索一端固定连接于所述浮动件，所述加固绳索的另一端固定连接于所述平浮结构，所述刚性加强件的一端转动连接于所述平浮结构，所述刚性加强件的另一端固定设置于所述摆臂。

2.根据权利要求1述的波浪发电装置，其特征在于，所述加固绳索数量为二，并位于所述摆臂的两侧。

3.根据权利要求1述的波浪发电装置，其特征在于，所述平浮结构的侧部具有朝向所述浮动件的凸耳，所述凸耳开设有用于绑定所述加固绳索的通孔；所述浮动件的侧部具有朝向所述平浮结构的凸耳，所述凸耳开设有用于绑定所述加固绳索的通孔。

4.根据权利要求3述的波浪发电装置，其特征在于，所述加固绳索的两端部分别连接有连接组件，所述连接组件包括第一卸扣、加大链环与第二卸扣,所述第一卸扣连接于所述凸耳，所述第二卸扣连接于所述加固绳索，所述加大链环连接于所述第一卸扣与所述第二卸扣之间。

5.根据权利要求1所述的波浪发电装置，其特征在于，所述刚性加强件为H型的方钢，所述方钢的底板开设有排水孔。

6.根据权利要求1所述的波浪发电装置，其特征在于，所述浮动件包括底壁和桶壁，所述桶壁呈圆柱状体，所述底壁一体化设置于所述桶壁的一端部，并呈半球型，用于沉入水面以下。

7.根据权利要求6所述的波浪发电装置，其特征在于，所述浮动件还包括设置所述桶壁远离所述底壁一端部的桶盖，用于位于海面以上，所述桶盖开设有人孔，以供维修员进出，所述人孔设置有人孔盖，用于所述人孔的封闭。

8.根据权利要求7所述的波浪发电装置，其特征在于，所述浮动件内侧装有配重物料。

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