CN203515942U - 波浪能吸收器 - Google Patents

Abstract

一种波浪能吸收器，由底板、容器、弹簧、定位机构、压块体、管道组成。容器及弹簧、定位机构固定连接于底板与压块体间，定位机构限制压块体与底板进行相对往复地运动。将波浪能吸收器放置并固定连接于海洋漂浮体上，压块体在起伏的波浪能与弹簧地作用下，相对于容器与底板进行往复运动，造成容器容积不断地增大与减小，容器容积内交替产生正压与负压，负压时使海洋里的水流或空气介质不断地流入波浪能吸收器，正压时又被压出波浪能吸收器，用这不断流动的水流或空气介质来驱动发电机构发电，实现波浪能与电能的转化。该波浪能吸收器所有发电部件不与海水直接接触，漂浮于海面吸收波浪能，发电部件不会被海水腐蚀，更能躲避暴风巨浪地冲击破坏。

Description

波浪能吸收器

技术领域

本发明涉及一种波浪能吸收器。具体地说，就是一种放置在海洋漂浮体上漂浮于波浪水面来吸收转化波浪能的一种设备。 

背景技术

波浪能发电，现在大多数是利用发电部件如浮子直接与海水接触来采集波浪能，然后将采集的波浪能以动能形式传递给液压泵等机构来带动发电机发电。 

这种方法的不足是波浪能采集部件常年与海水直接接触，受海水的腐蚀破坏严重，这种发电设施与发电厂常建在海岸边，经常要面临海潮与海浪风暴的冲击破坏的威胁。 

发明内容

本发明公开的波浪能吸收器，所有设备部件不与海水直接接触，避免海水对发电部件的腐蚀与破坏，将波浪能吸收器放置并固定于漂浮体上，漂浮体随波浪而起伏，波浪能吸收器内部构件发生相应地运动，将波浪能转化成流体动能，用流体动能来驱动发电机发电，达到吸收转化波浪能的作用。 

本发明所公开的波浪能吸收器，由底板、容器、弹簧、定位机构、压块体、管道组成，波浪能吸收器放置并固定连接于漂浮体上，其中底板也可直接作为漂浮体； 

     容器、弹簧及定位机构分别固定连接在底板和压块上，定位机构限制压块与底板进行相对往复运动；弹簧与定位机构可置于容器内，也可置于容器外。

容器壁连接有管道，与容器壁相连的管道分为装阀门的管道与不装阀门的管道。容器连接有装有流入阀门与流出阀门的管道，容器内的介质仅能通过流出阀流出容器，通过流入阀门流入容器内。不装阀门的管道，容器内的介质进入与流出都经过此管道。 

压块体是为波浪能吸收器提供重力，以平衡弹簧的作用力，使容器的容积能在海洋波浪起伏的坏境中发生减小或者增大地变化。容器容积减小时，密闭的容积内压力增大，容器内的流体介质被压出容器；在容器的容积增大时，密闭的容积内形成负压，流体介质从外部被大气压压入容器内。 

压块体可为一个整体部件，也可为由移动部件、连接部件和压块盆体三个单元组成的压块体整体部件；压块体的移动部件是直接紧贴容器壁并相对于容器往复运动的压块体单元；压块盆体是盛装配重物的压块体单元，压块盆体也可直接是具有固定重量物体的压块体单元；压块体的连接部件是连接固定压块体的移动部件与压块盆体成为整体的压块体单元。 

压块体的重量等于或大于弹簧的初始载荷，小于弹簧的最大载荷。若压块体的重量小于弹簧变形的初始载荷，可对压块体进行配载，以使压块体的重力与弹簧支撑力处于平衡状态。 

本发明波浪能吸收器的容器可为单独的柔性容器或者刚性容器。 

柔性容器器壁有柔性或弹性，柔性容器变形时，容积发生变化，压力解除后，柔性容器在自身的弹性作用或弹簧地作用下能恢复原形。柔性容器与压块体及底板直接固定连接。 

刚性容器是容器壁为刚性的空心体，刚性容器的容积由压块体、刚性容器空心体与底板组成的密闭容积空间。 

刚性容器为一端开口的空心体时，压块体或压块体的移动部件封闭刚性容器的开口端，形成刚性容器的密闭容积；刚性容器与底板固定连接； 

刚性容器为两端开口的空心体时，压块体或压块体的移动部件封闭刚性容器的一个开口端，刚性容器的另一开口端与底板固定密封连接，形成刚性容器的密闭容积。

压块体或压块体的移动部件封闭刚性容器的开口端，是压块体或压块体的移动部件紧贴刚性容器开口端的内侧或外侧器壁，以动密封配合的运动方式相对于刚性容器器壁或底板往复运动组成可变的密闭的容积空间。 

压块体或压块体移动部件紧贴刚性容器器壁移动，刚性容器器壁对压块体或压块体的移动部件运动起到定位作用，限制压块体仅能相对于容器或底板进行相对往复运动。 

弹簧处于压块与底板之间，固定连接在压块体与底板上。 

当容器为柔性容器时，柔性容器里盛满水，与容器相连接有流入阀的管道插入海水里。波浪能吸收器放置并固定在漂浮体上漂浮于海洋波浪起伏的环境里，波浪能吸收器处于动态地起伏运动状态中，当波浪升高时，波浪能吸收器的压块体重力与弹簧支撑力的平衡状态被打破，受压块体惯性力作用地影响，弹簧受压变形收缩，处于压块体与底板间的柔性容器受压变形，容器的容积同步变小，柔性容器里的水受压通过与容器相连接有流出阀的管道被压出；波浪消失，波浪能吸收器随漂浮体在海洋面下降，压块体作用在弹簧上的惯性力消失，弹簧伸长恢复原状，柔性容器在自身的弹性作用及弹簧作用下，逐渐恢复原貌的过程中，柔性容器的容积也增大，柔性容器里形成负压，海洋里的水经过与容器相连的接有进入阀的管道被大气压压入容器里。 

当容器为刚性容器时，容器盛满水，与容器相连接有流入阀的管道插入海水里。波浪能吸收器放置并固定在漂浮体上漂浮于海洋波浪起伏的环境里，波浪能吸收器处于动态地起伏运动状态中，当波浪升高时，波浪能吸收器的压块体重力与弹簧支撑力的平衡状态被打破，受压块体惯性力作用的影响，弹簧受压变形收缩时，组成压块体的部件紧贴刚性容器器壁以动密封状态相对于底板运动，同时刚性容器的容积也同步变小，刚性容器内的水压力增大，刚性容器里的水受压通过与容器相连接有流出阀的管道被压出。波浪消失，波浪能吸收器随漂浮体在海洋面下降，压块体作用在弹簧上的惯性力消失，弹簧受压后积蓄能量又释放出来，弹簧又开始伸长恢复原状，在弹簧伸长地驱动作用下，组成压块体的部件与刚性容器的容器壁又发生移动相对运动远离底板并恢复原位，刚性容器里的容积增大，刚性容器里形成负压，海洋里的水经过与容器相连的接有进入阀的管道被大气压压入容器里。 

这样波浪能吸收器就将海洋波浪能转化为单向有压力的水流，利用这单向有压水流的动能驱动液压泵等发电机构来发电，实现波浪能的利用。 

    上述所述的波浪能吸收器的容器中，单独的柔性容器与刚性容器也可并存于一起或为组合于一起而成为一个整体。

本发明所公开的波浪能吸收器，容器侧面的连接管道可不安装进入阀和流出阀，直接将管道和透平发电机相连，利用波浪能吸收器在波浪起伏的情况下，所产生的往复气流来驱动透平发电机发电，成为漂浮式振荡水柱式波能转换装置，利用波浪能吸收器将海洋的波浪能转化成电能。 

附图说明

图1为本发明波浪能吸收器的容器为柔性容器时的立体图。

图2为本发明波浪能吸收器的容器为柔性容器时的左视局部剖面图。 

图3为本发明波浪能吸收器的容器为刚性容器时的局部剖视图。 

图4为波浪能吸收器所产生的往复气流直接驱动透平发电机发电的局部剖视图 

附图中：1—底板  2—容器  3—压块体  4—装有流出阀的管道   5—装有流入阀的管道    

 6—定位机构     7—弹簧   8—连杆  9—有孔端盖  10—移动圆盘   11—压块盆体    

12—管道      13—透平发电机。

具体实施方式

    实施例1 

图1为本发明波浪能吸收器的容器2为柔性容器时的立体图。

  在图1中，容器2为单独的柔性容器，装有流出阀的管道4与装有流入阀的管道5与容器2固定连接，容器2处于底板1与压块体3间，并与底板1与压块体3固定连接，压块体3为一箱体，盛装配重物，压块体3也可为固定重量的物体。

图2为本发明波浪能吸收器的容器2为柔性容器时的左视局部剖面图，定位机构6和弹簧7处于容器2中，连接压块体3与底板1，定位机构6限制压块体3相对于底板1进行上下往复运动。容器2的容器壁可受压变形，具有柔性及弹性，卸压后可自行恢复原状或在弹簧7作用下恢复原状，容器2在受压变形后其容积就减小，恢复原状时，容积也由小变大恢复原状。 

本发明的柔性容器波浪能吸收器的压块体3可进行配重，以使压块体的重力与弹簧支撑力处于平衡状态。 

压块体3的重量等于或大于弹簧7的初始载荷，小于弹簧7的最大载荷，压块体3与弹簧7形成力平衡，在底板1向上运动时，压块体3的惯性阻力，使弹簧7受力被压缩，容器2也同时被压缩变形，容器2的容积变小，压力增大，水通过流出阀4被压出。在底板1从向上运动转为向下运动，压块体3作用在弹簧7与容器2上的惯性阻力消失，弹簧7伸长，容器2由小变大恢复原状，容器2的容积增大，容器2内形成负压，水通过流入阀被大气压压入容器2。 

实施例2 

图3为本发明波浪能吸收器的容器2为刚性容器时的局部剖视图。

容器2为两端开口的空心圆柱体，一端连接固定有孔端盖9，一端与底板1密封固定连接。 

移动圆盘10可在容器2的内壁上下往复运动，并与容器2内壁形成动密封。底板1、容器2和移动圆盘10形成了容器2的密闭容积。移动圆盘10与底板1的往复运动，造成容器2的密封容积的不断变化。 

移动圆盘10、连杆8与压块盆体11连成整体称为压块体，压块盆体11可盛装配重物，移动圆盘10、连杆8和压块盆体11组成的压块体的重量应等于或大于弹簧7的初始载荷，小于弹簧7的最大载荷，弹簧7固定连接在移动圆盘10与底板1之间。 

连杆8一端固定在移动圆盘10上，一端穿过有孔端盖9与压块盆体11固定连接。连杆8穿过有孔端盖9，并能相对于有孔端盖9上下移动，有孔端盖9对连杆8的运动起到限制与定位作用。移动圆盘10在容器2内的上下运动，受到容器2内壁的限制，限制移动圆盘10仅能相对于底板1上下往复运动。有孔端盖9与容器2内壁对压块体的运动起到限制与定位作用。 

容器2的空心圆柱侧面连接装有流出阀的管道4与装有流出阀的管道5。 

将图3实施例2的刚性容器波浪能吸收器放置并固定于漂浮体上，处于海洋波浪起伏的环境里，底板1向上运动时，由压块盆体11、连杆8和移动圆盘10组成压块体的惯性阻力，使弹簧7受力被压缩，移动圆盘10相对于底板向下运动，容器2的容积被压缩，容器2的容积变小，压力增大，容器2里的水通过流出阀4被压出。波浪消失后，底板1从向上运动转为向下运动，压块体作用在弹簧7上的惯性阻力消失，弹簧7伸长，移动圆盘10在弹簧7的驱动下相对于底板向上运动，远离底板，容积2的容积增大，形成负压，水通过流入阀被大气压压入容器2。 

无论是柔性容器波浪能吸收器还是刚性容器将波浪能吸收器，都将海洋波浪能转化成持续的有压力水流，可用这持续有压力水流直接驱动发电机发电，将波浪能转化成电能；或将这有压力水流通过管道输送至海岸边高水位集中，利用水位落差进行规模发电。 

实施例3 

本发明实施3是利用波浪能吸收器所产生的往复气流直接驱动透平发电机发电。

图4的实施例3，固定相连在容器2上的管道12和透平发电机13直接相连，管道12里无任何阀门，透平发电机13固定连接在底板1上。弹簧7处于压块体3与底板1之间，压块体3是与容器2形状相似的一端开口的圆柱筒体，压块体3的外圆周在容器2的内圆周上下以动密封配合的运动方式往复移动；压块体3的空心圆筒内可以盛装配重物，压块体3的重量等于或大于弹簧7的初始载荷，将波浪能吸收器放置于漂浮体上，处于海洋波浪起伏的环境里，压块体3在波浪的起伏作用力与弹簧7的作用下，相对于底板1往复运动，使容器2的容积不断发生变化，所产生的往复气流通过管道12,直接输送于透平发电机13，驱动透平发电机运转发电，将波浪能直接转化成电能。 

Claims (5)

1.一种由底板、容器、弹簧、定位机构、压块体、管道组成的波浪能吸收器，其特征是管道固定连接在容器上，容器、弹簧及定位机构处于压块体和底板之间，与压块体和底板固定连接。

2.根据权利要求1所述的波浪能吸收器，其特征是容器可为单独的柔性容器或者刚性容器：

（1）柔性容器壁有柔性或弹性，柔性容器从外部受压可以变形，容器容积发生变化；压力解除后，柔性容器在自身的弹性作用或弹簧地作用力下能恢复原形；

（2）刚性容器是容器壁为刚性的一端或两端开口的空心体，刚性容器的密闭容积由相对于容器器壁密封运动的压块体、刚性容器空心体与底板组成，刚性容器的密闭容积在压块体相对于容器器壁或底板往复运动时发生变化；

      容器也可为由柔性容器与刚性容器并存或组合于一起的整体。

3.根据权利要求1所述的波浪能吸收器，其特征是定位机构及弹簧可置于容器内，也可置于容器外，定位机构是将底板与压块体连接于一起，限制压块体相对于底板进行往复运动。

4.根据权利要求1所述的波浪能吸收器，其特征是压块体的重量等于或大于弹簧的初始载荷，小于弹簧的最大载荷;若压块体重量小于弹簧变形的初始载荷，可对压块体配载以增加压块体的重量，使压块体的重力与弹簧支撑力处于平衡状态。

5.根据权利要求1所述的波浪能吸收器，其特征是压块体可为一个整体部件，也可为由移动部件、连接部件和压块盆体三个单元组成的压块体整体部件；压块体的移动部件是直接紧贴容器壁并相对于容器往复运动的压块体单元；压块盆体是盛装配重物的压块体单元，压块盆体也可直接是具有固定重量物体的压块体单元；压块体的连接部件是连接固定压块体的移动部件与压块盆体成为压块体整体的压块体单元。

Images