CN113137326B - 平浮结构及其波浪发电装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种平浮结构及其波浪发电装置，其中，平浮结构包括平浮组件、刚性组件以及锚件组件，平浮组件包括多个分散式设置的平浮件，刚性组件固定连接于多个平浮件之间，锚件组件包括锚头和锚索，锚索固定连接于平浮件或刚性组件，锚头固定连接于锚索，并用于沉入海底。多个平浮件分散式设置，如此，平浮结构的多个位置与海面接触，平浮结构具有较佳的耐拍打性及稳定性，由此避免了平浮结构在海面上摇晃，影响发电组件的发电，综上可见，本申请方案的平浮结构较简单、制作成本低、平稳性及耐拍打性较佳。

Description

平浮结构及其波浪发电装置

技术领域

本发明涉及发电的技术领域，尤其涉及一种平浮结构及其波浪发电装置。

背景技术

相关技术中，海上发电装置利用海水发电，发电装置具有平浮结构，平浮结构使用时漂浮于海面上，因此，波浪发电装置使用时，平浮结构既需要承受波浪的不断拍打，又需要为波浪发电装置提供良好的发电支撑，为满足上述要求，现有的平浮结构设计较复杂，制作成本较高。

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，本发明提出一种平浮结构，其结构较简单，稳定性较佳。

本发明还提出一种具有上述平浮结构的波浪发电装置。

根据本发明的平浮结构，包括：

平浮组件，包括多个分散式设置的平浮件；

刚性组件，固定连接于多个所述平浮件之间；

锚件组件，包括锚头和锚索，所述锚索固定连接于所述平浮件或所述刚性组件，所述锚头固定连接于锚索，并用于沉入海底。

根据本发明实施例的平浮结构，至少具有如下有益效果：多个平浮件分散式设置，如此，平浮结构的多个位置与海面接触，平浮结构具有较佳的耐拍打性及稳定性，由此避免了平浮结构在海面上摇晃，影响发电组件的发电，综上可见，本申请方案的平浮结构较简单、制作成本低、平稳性及耐拍打性较佳。

根据本发明的一些实施例，所述平浮件至少为三个或三个以上，所述刚性组件包括与所述平浮件数量相同的刚性杆，所述刚性杆分别固定连接于相邻两个所述平浮件之间，以使多个所述平浮件呈多边形排布。

根据本发明的一些实施例，相邻两个所述刚性杆之间的夹角小于90度。

根据本发明的一些实施例，所述平浮件的数量为三个，分别为第一平浮件、第二平浮件与第三平浮件；所述刚性杆分别为第一刚性杆、第二刚性杆与第三刚性杆，所述第一刚性杆固定连接于第一平浮件与所述第二平浮件之间，所述第二刚性杆固定连接于所述第二刚性杆与所述第三刚性杆之间，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，以使所述第一平浮件、所述第二平浮件以及所述第三平浮件呈三角形排布；其中，所述第三刚性杆用于安装发电组件，所述锚索固定连接于所述第二平浮件。

根据本发明的一些实施例，所述第一刚性杆与所述第二刚性杆的长度相同，所述第三刚性杆长度方向的中部设有用于安装所述发电组件的安装位。

根据本发明的一些实施例，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。

根据本发明的一些实施例，所述第二平浮件与所述第三刚性杆之间的距离大于一倍的波长。

根据本发明的波浪发电装置，包括：

上述的平浮结构；

发电组件，固定设置于所述刚性组件或所述平浮件；

摆动组件，包括浮动件与摆臂，所述浮动件漂浮于水面，并能够随波浪上下浮动，所述摆臂的一端转动连接于所述发电组件，以向所述发电组件提供机械轮，所述摆臂的另一端固定连接于所述浮动件。

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，波浪流过浮动件使，浮动件在波浪的作用下，浮动件向上、向下运动，此时，摆臂在浮动件的作用下，摆臂上下转动，摆臂上下转动过程中，摆臂向发电组件提供机械能，机械能将机械能转化为电能，从而实现利用海浪的发电；并且，波浪发电装置采用上述的平浮结构，平浮结构稳定性高、耐拍性强，波浪发电装置能够稳定的发电。

根据本发明的一些实施例，所述浮动件与所述平浮结构之间的距离接近波浪的半波长。

根据本发明的一些实施例，所述浮动件、所述发电组件以及所述第二平浮件在同一平面上。

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为本发明实施例的发明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为图1的俯视图；

图4为图1中A部区域的放大示意图。

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。

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。

根据本发明公开了一种平浮结构，参照图1和图2，用于承载发电组件200，包括平浮组件120、刚性组件110以及锚件组件400，平浮组件120包括多个分散式设置的平浮件，刚性组件110固定连接于多个平浮件之间，锚件组件400包括锚头410和锚索420，锚索420固定连接于平浮件或刚性组件110，锚头410固定连接于锚索420，并用于沉入海底。

通过采用上述方案，平浮结构100仅采用多个平浮件和刚性组件110，从而制作出漂浮于海面、并用于承载发电组件200的载体；并且，平浮结构100在锚件组件400的作用下，平浮结构100漂浮于海面的某一位置，如此，平浮结构100上的发电组件200可在海面的相应位置进行连续的发电。

而且，多个平浮件分散式设置，如此，平浮结构100的多个位置与海面接触，平浮结构100具有较佳的耐拍打性及稳定性，由此避免了平浮结构100在海面上摇晃，影响发电组件200的发电。综上所述，本申请方案的平浮结构100较简单、制作成本低、平稳性及耐拍打性较佳。

在一些实施例中，平浮组件120包括两个平浮件(图中未示出)，分别为第一平浮件121与第二平浮件122，刚性组件110连接于第一平浮件121与第二平浮件122之间。其中，发电组件200固定安装于第一平浮件121的顶部，锚件组件400固定连接于第二平浮件122上，如此，发电组件200与锚件组件400分开设置于两个平浮件，平浮组件120稳定承载发电组件200，且不易发生位置的改变。

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。

在一些实施例中，平浮件至少为三个或三个以上，刚性组件110包括多个刚性杆，刚性杆的数量与平浮件的数量相同，刚性杆的数量刚好分别固定连接于相邻两个平浮件之间，如此，平浮结构100呈多边形。例如，若平浮件为三个，三个平浮件与三个刚性杆刚好组装成三角形(参照图1)，若平浮件为四个，四个平浮件与四个刚性杆刚好组装成四边形。通过将平浮结构呈多边形布设，平浮结构100稳定性及耐拍打性较好，从而使平浮结构100上的发电组件200能够较好的发电。

在一些具体实施例中，相邻两个刚性杆之间的夹角小于90度，如此，多个平浮件分散的位置较佳，从而提高平浮结构100的稳定性和耐拍打性。

在一些实施例中，参照图1和图3，平浮件的数量为三个，分别为第一平浮件121、第二平浮件122和第三平浮件123，相应的，刚性杆的数量为三个，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固定于海面上的设定位置，从而使发电组件200位于海面的设定位置，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，以及锚件组件400固定在第二平浮件122；如此，平浮结构100在面对波浪时，且波浪自第二平浮件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能在一定程度上减弱波浪的拍击力，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拍击力，提高平浮结构100的稳定性。

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。

第二平浮件122与第三刚性杆113之间的距离，需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与平浮结构100之间的距离约等于波浪的半波长，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与浮动件320能产生最大幅度的相对摆动，发电效率最佳。

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，用于沉入水面以下。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，降低海水对平浮件的破坏；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。

根据本发明实施例公开的一种波浪发电装置，参照图1与图4，包括上述的平浮结构100、发电组件200以及摆动组件300，发电组件200固定设置于刚性组件110或平浮件，摆动组件300包括浮动件320与摆臂310，浮动件320漂浮于水面，并能够随波浪上下浮动，摆臂310的一端固定连接于发电组件200，以向发电组件200提供机械轮，摆臂310的另一端固定连接于浮动件320。

通过采用上述方案，发电时，波浪流过浮动件320，浮动件320在波浪的作用下，浮动件320向上、向下运动，此时，摆臂310在浮动件320的作用下，摆臂310上下转动，摆臂310上下转动过程中，摆臂310向发电组件200提供机械能，电组件200将机械能转化为电能，从而实现利用海浪的发电。

并且，波浪发电装置采用上述的平浮结构100，平浮结构100稳定性高、耐拍性强，波浪发电装置能够稳定的发电。

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转动设置于底座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，发电装置还包括单向离合器和飞轮，单向离合器设置于转动轴220与变速器之间，飞轮设置于变速器与发电机230之间，单向离合器与飞轮配合使用，飞轮能够贮存转动轴220的机械能。因此，当海面的波浪无法较佳的作用于浮动件320时，转动轴220无法正常转动，飞轮释放相应的机械能，从而能够使发电机230正常工作，进而使发电装置正常发电。

在一些实施例中，参照图1，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，用于沉入水面以下。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，浮动件320的使用寿命得到提高。

而且，浮动件320的底壁呈半球型，如此能够降低海水波浪的垂直冲击力，降低海水对平浮件的破坏；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。

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，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，波浪在流过第二平浮件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之间的距离约为半波长距离，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可抵达波峰或者相反，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。

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 (5)

1.平浮结构，用于承载发电组件，其特征在于，包括：

平浮组件，包括三个分散式设置的平浮件；

刚性组件，固定连接于三个所述平浮件之间；

锚件组件，包括锚头和锚索，所述锚索固定连接于所述平浮件或所述刚性组件，所述锚头固定连接于锚索，并用于沉入海底；

所述刚性组件包括与所述平浮件数量相同的刚性杆；

相邻两个所述刚性杆之间的夹角小于90度；

三个所述平浮件分别为第一平浮件、第二平浮件与第三平浮件；

三个所述刚性杆分别为第一刚性杆、第二刚性杆与第三刚性杆，所述第一刚性杆固定连接于第一平浮件与所述第二平浮件之间，所述第二刚性杆固定连接于所述第二刚性杆与所述第三刚性杆之间，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，以使所述第一平浮件、所述第二平浮件以及所述第三平浮件呈三角形排布；

其中，所述第三刚性杆用于安装发电组件，所述锚索固定连接于所述第二平浮件；

所述第一刚性杆与所述第二刚性杆的长度相同，所述第三刚性杆长度方向的中部设有用于安装所述发电组件的安装位；

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。

2.根据权利要求1所述的平浮结构，其特征在于，所述第二平浮件与所述第三刚性杆之间的距离至少大于一倍的波长。

3.波浪发电装置，其特征在于，包括：

权利要求1-2中任意一项所述的平浮结构；

发电组件，固定设置于所述刚性组件或所述平浮件；

摆动组件，包括浮动件与摆臂，所述浮动件漂浮于水面，并能够随波浪上下浮动，所述摆臂的一端转动连接于所述发电组件，以向所述发电组件提供机械轮，所述摆臂的另一端固定连接于所述浮动件。

4.根据权利要求3所述的波浪发电装置，其特征在于，所述浮动件与所述平浮结构之间的距离接近波浪的半波长。

5.根据权利要求3所述的波浪发电装置，其特征在于，所述浮动件、所述发电组件以及所述第二平浮件在同一平面上。

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