CN202690315U - 波浪能转换装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种波浪能转换装置，其包含导流装置，叶轮装置，推力轴承，能量转换输出单元、浮箱装置、锚固装置。所述的浮箱装置将波浪能转换装置漂浮于水面，所述的导流装置以喇叭口形状布置，将波浪来流以及回退的冲击能汇集至较小出口以形成较大的动能，推动所述的叶轮装置旋转，从而输出机械能至所述的能量转换输出单元。整个波浪能利用装置通过锚固装置固定。本实用新型波浪能转换利用率高，结构新颖，成本低，可全天候运行。
Description
技术领域
本实用新型属于波浪能利用技术领域，公开了一种波浪能转换装置。
背景技术
地球上约70％的面积是海洋和湖泊，蕴藏着巨大的可再生能量。科学的开发和利用海洋波浪能对缓解能源危机和环境污染问题具有重要的意义。
目前世界上已经研究开发了多种波浪能技术，实现波浪能转换。绝大多数波浪能转换系统由三级能量转换机构组成。其中，一级能量转换机构(波能俘获装置)将波浪能转换成某个载体的机械能；二级能量转换机构将一级能量转换所得到的能量转换成旋转机械(如水力透平、空气透平、液压电动机、齿轮增速机构等)的机械能；三级能量转换通过发电机将旋转机械的机械能转换成电能。
根据一级能源转换系统的转换原理，可以将目前世界上的波能利用技术大致划分为：振荡水柱(oscillation water column，OWC)技术、摆式技术、筏式技术、收缩波道技术、点吸收(振荡浮子)技术、鸭式技术、波流转子技术、虎鲸技术、波整流技术、波浪旋流技术等。
实用新型内容
本实用新型的目的在于针对波浪能利用系统中的一些工程技术难题，提供一种能源利用率高、结构简单可靠，部件易于制造和安装，且综合成本低廉的波浪能转换装置。
为了实现上述目的，本实用新型提供了一种波浪能转换装置，其包含导流装置、叶轮装置、推力轴承、能量转换输出单元、浮箱装置、锚固装置，所述的浮箱装置将波浪能转换装置漂浮于水面，所述的导流装置以喇叭口形状布置，将波浪来流以及回退的冲击能汇集至较小出口以形成较大的动能，推动所述的叶轮装置旋转，从而输出机械能至能量转换输出单元，所述导流装置将波浪能汇集形成较大的动能，推动所述的叶轮装置旋转输出机械能至能量转换输出单元。
所述的波浪能转换装置，其所述的导流装置至少包括4个导流单元，每两个导流单元以喇叭口形状布置成一组，两组喇叭口形状的导流装置朝向相反，广口端分别朝向波浪来流方向和回退方向，窄口端对着所述的叶轮装置。
所述的波浪能转换装置，其所述的叶轮装置旋转轴大体上为竖直布置，通过所述的推力轴承与所述的浮箱装置连接，从而将大体上水平方向来流或者回退的波浪能转换为旋转机械能。
所述的波浪能转换装置，其所述的能量转换输出单元包括发电机组，所述发电机组由变速箱装置、发电机、电气控制柜组成，将所述的叶轮装置提供的旋转机械能转换为电能。
所述的波浪能转换装置，可选的，其所述的能量转换输出单元可以为机械传动装置，所述的机械传动装置由齿轮组、多根轴组成，将所述的叶轮装置提供的旋转机械能传递输出旋转运动或者往复直线运动的机械能。
所述的波浪能转换装置，其所述的浮箱装置包括至少一个密封箱体，密封箱体所产生的浮力将波浪能转换装置漂浮于水面。
所述的波浪能转换装置，其所述的锚固装置包括至少两组锚及锚链，所述的锚将抛沉于海底，通过锚链与所述的波浪能转换装置连接固定。
所述的波浪能转换装置，其所述的锚固装置包括活动拉杆装置，所述的活动拉杆装置一端固定在岸基基础，一端与所述的波浪能转换装置连接，其连接部位可旋转活动。
所述的波浪能转换装置的叶轮装置，包括固定式叶片与旋转轴。可选的，所述的叶轮装置也可为可调角度式叶片与旋转轴。
本实用新型实施例的有益效果是：通过喇叭口形状布置的导流装置可将波浪能汇集放大，从而对叶轮装置入口形成较大动能的冲动，推动叶轮装置旋转。同时，反向的导流装置可将回退的波浪的动能汇集，推动叶轮装置以相同方向旋转，由此，可连续将波浪能转换为叶轮装置的机械能，从而通过能量转换输出单元稳定连续输出电能或者机械能。锚固装置通过锚链固定波浪能转换装置，可将所述的波浪能转换装置方便地布置于岸边或者水域中，能满足各种工况要求。
当结合首先被简要地描述的附图参照一下对本实用新型的更详细的描述时，本实用新型的这些和其他实施例、特征和优点对本领域技术人员来说将变得更加明显。
附图说明
图1显示了本实用新型波浪能转换装置的原理示意图。
图2显示了本实用新型实施例波浪能转换装置的整体结构示意图。
图3为本实用新型实施例波浪能转换装置的固定叶片叶轮装置装配结构示意图。
图4为本实用新型波浪能转换装置的实施例可调角度叶轮装置结构示意图。
图5为本实用新型波浪能转换装置中锚固装置的海上安装实施例示意图。
具体实施方式
以下详细描述应当参照附图阅读，其中在全部不同的图中相同的参考标号指代相同/相似的元件。不一定按比例绘制的附图示出了选择的实施例且并非意图限制本实用新型的范围。详细描述以举例而非以限制的方式说明了本实用新型的原理。本说明书显然将使本领域技术人员能够制造和利用本实用新型，并且描述了包括目前认为是执行本实用新型的最佳模式在内的本实用新型的若干实施例、改型、变型、备选方案和用途。
另外，必须要注意的是，如本说明书和所附权利要求书中所用的单数形式“一”、“一个”和“该”包括多个指称对象，除非上下文清楚地另外指出。
本实用新型公开了波浪能转换装置的实施例和变型。下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细说明。
请参照图1，图1为本实用新型波浪能转换装置的原理示意图。所述的导流装置包括至少4个导流单元，其中导流单元201和导流单元202组成一组，以喇叭口形状布置，广口端朝向波浪来流方向101，窄口端朝向所述的叶轮装置100，从而将来流的波浪能量汇集冲击所述的叶轮装置100，驱动叶轮装置100旋转，波浪流出方向为103。相同的，由导流单元203和导流单元204组成一组，以喇叭口形状布置，广口端朝向波浪回退方向102，窄口端朝向所述的叶轮装置100，从而将回退的波浪能量汇集冲击所述的叶轮装置100，驱动叶轮装置100旋转，波浪流出方向为104。如原理示意图所示，由导流单元201和导流单元202组成的导流装置与由导流单元203和导流单元204组成的导流装置所汇集的波浪能都驱动所述的叶轮装置以相同的方向旋转，从而可以全部利用波浪来流和回退的能量。
请参照图2，图2为本实用新型实施例波浪能转换装置的整体结构示意图。所述的波浪能转换装置包括导流装置、叶轮装置、推力轴承、能量转换输出单元、浮箱装置、锚固装置，图中所示实施例包括4个导流单元21，22，23和24，导流单元与浮箱装置连接牢固。浮箱装置包括框架结构53与密封的箱体浮箱51、浮箱52及操作平台54，浮箱装置所产生的浮力将所述的波浪能转换装置漂浮于水面。所述的波浪能转换装置通过至少两组锚61及锚链62连接牢固，可漂浮于水面而不会漂走。本图所示实施例中波浪能转换装置放置于岸边，可通过至少两组活动拉杆装置63与岸基基础64连接，其连接部位可自由旋转。由导流单元21，22，23，24汇集的波浪能冲击所述的叶轮装置10，驱动叶轮装置10旋转，从而输出机械能至能源转换输出单元40。
请参照图3，图3为本实用新型实施例波浪能转换装置的固定叶片叶轮装置装配结构示意图。所述的叶轮装置10包括叶轮11和轴12。叶轮11和轴12大体上竖直布置，由推力轴承31支撑在浮箱装置的操作平台54上。该实施例中叶轮11为一组固定角度叶片，均布在轴12的圆周上。所述的叶轮装置10输出机械能至能量转换输出单元40，该实施例中所述的能量转换输出单元包括变速箱43、发电机41和电气控制箱42。发电机41将轴12传递的机械能转换为电能。
请参照图4，图4为本实用新型波浪能转换装置的一种实施例可调角度叶轮装置结构示意图。该变型实施例中，所述的叶轮装置10包括可调角度式叶片13、变桨调节座14及轴15。多个可调节角度式叶片13均布安装在变桨调节座14的圆周。通过调节所述的可调角度式叶片13的角度，调整所述的叶轮装置10在不同速度波浪水流冲击下的旋转速度，以此调节轴15输出的机械能。
请参照图5，图5为本实用新型波浪能转换装置中锚固装置的海上安装实施例示意图。由包括浮箱52和操作平台54组成的浮箱装置将所述的波浪能转换装置漂浮于海面106，而至少包括4组锚及锚链的锚固装置将所述的波浪能转换装置位置固定，只能在限定的范围内漂浮于海面，而不会漂流走。锚固装置包括锚61、65及锚链62，66。锚61、63抛于海底105固定。根据需要，锚及锚链的数量可增加至多组。
本实用新型的公开内容是说明性的而不是限制性的。根据本公开内容，对于本领域技术人员来说，更多改型变得显而易见，并且这些改型将归入所附权利要求的范围内。
Claims (10)
1.一种波浪能转换装置，其包含导流装置、叶轮装置、推力轴承、能量转换输出单元、浮箱装置、锚固装置，所述的浮箱装置将波浪能转换装置漂浮于水面，所述的导流装置以喇叭口形状布置，将波浪来流以及回退的冲击能汇集至较小出口以形成较大的动能，推动所述的叶轮装置旋转，从而输出机械能至能量转换输出单元，其特征在于，所述导流装置将波浪能汇集形成较大的动能，推动所述的叶轮装置旋转输出机械能至能量转换输出单元。
2.根据权利要求1的波浪能转换装置，其特征在于：所述的导流装置至少包括4个导流单元，每两个导流单元以喇叭口形状布置成一组，两组喇叭口形状的导流装置朝向相反，广口端分别朝向波浪来流方向和回退方向，窄口端对着所述的叶轮装置。
3.根据权利要求1的波浪能转换装置，其特征在于：所述的叶轮装置旋转轴大体上为竖直布置，通过所述的推力轴承与所述的浮箱装置连接，从而将大体上水平方向来流或者回退的波浪能转换为旋转机械能。
4.根据权利要求1的波浪能转换装置，其特征在于：所述的能量转换输出单元包括发电机组，所述发电机组由变速箱装置、发电机、电气控制柜组成，将所述的叶轮装置提供的旋转机械能转换为电能。
5.根据权利要求1的波浪能转换装置，其特征在于：所述的能量转换输出单元包括机械传动装置，所述的机械传动装置由齿轮组、多根轴组成，将所述的叶轮装置提供的旋转机械能传递输出机械能。
6.根据权利要求1的波浪能转换装置，其特征在于：所述的浮箱装置包括至少一个密封箱体，密封箱体所产生的浮力将波浪能转换装置漂浮于水面。
7.根据权利要求1的波浪能转换装置，其特征在于：所述的锚固装置包括至少两组锚及锚链，所述的锚将抛沉于海底，通过锚链与所述的波浪能转换装置连接固定。
8.根据权利要求1的波浪能转换装置，其特征在于：所述的锚固装置包括活动拉杆装置，所述的活动拉杆装置一端固定在岸基基础，一端与所述的波浪能转换装置连接，其连接部位可旋转活动。
9.根据权利要求3的叶轮装置，其特征在于：所述的叶轮装置包括固定式叶片与轴。
10.根据权利要求3的叶轮装置，其特征在于：所述的叶轮装置包括可调角度式叶片与轴。
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