CN204113527U - 一种振荡浮子式波浪能收集装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种振荡浮子式波浪能收集装置，包括铺设在岸基上的轨道，沿轨道滑动的机架，所述机架中固定有筒体，该筒体底部封闭且浸没在水中，壁面上设有朝向波浪的进水口，内部设有随水面浮动的浮子；所述机架内部还安装有第一液压缸，第一液压缸的活塞杆底部与所述浮子连接，第一液压缸的缸体上接入有吸水管和出水管，所述吸水管上安装有止回阀，所述出水管连接有液压控制阀；所述机架的下方设有浮筒，机架与轨道上设有调节机架位置的高度适应装置。本实用新型的波浪能收集装置，能适应海面高度变化，根据潮位变化调节自身高度，其浮子尺寸可以突破波峰尺寸限制，装置在浮子浮力最大时工作，通过液压控制阀维持海水稳定的压力输出。

Description

一种振荡浮子式波浪能收集装置
技术领域
本实用新型属于波浪能收集装置，尤其涉及一种振荡浮子式波浪能收集装置。
背景技术
波浪所蕴涵的能量主要是指海洋表面波浪所具有的动能和势能。台风导致的巨浪，其功率密度可达每米迎波面数千kW，而波浪能丰富的欧洲北海地区，其年平均波浪功率也仅为20～40kW/m2，中国海岸大部分的年平均波浪功率密度为2～7kW/m2。
全世界波浪能的理论估算值也为109kW量级。利用中国沿海海洋观测台站资料估算得到，中国沿海理论波浪年平均功率约为1.3X107kW。但由于不少海洋台站的观测地点处于内湾或风浪较小位置，故实际的沿海波浪功率要大于此值。其中浙江、福建、广东和台湾沿海为波能丰富的地区。
波浪能量如此巨大，存在的如此广泛，自古吸引着沿海的能工巧匠们，想尽各种办法，企图驾驭海浪为人所用。将波浪能收集起来并转换成电能或其他形式能量的波能装置有设置在岸上的和漂浮在海里的两种。例如：
专利公开号为CN101832217A的专利申请公开了一种波浪能收集装置，包含支撑组件、浮体、储能单元和导流组件，波浪推动该浮体进行往复枢摆运动，导流组件将波浪集中导引至该浮体的位置，进而可更有效率的将波浪所产生的能量转换为可供利用的能量，储能单元用以配合该浮体进行储能动作；
以及，专利公开号为CN 102953918 A的专利申请提供了一种波浪能发电机，包括筒体，筒体具有封闭的内腔，筒体的内腔中设有动子、定子、连接杆、第一弹性板和第二弹性板，第一弹性板和第二弹性板均连接在筒体上，且均在动子、定子的一侧布置，所述连接杆的杆身与第一弹性板和第二弹性板装连，所述连接杆的下端与动子相连，所述定子与筒体相固定，定子的至少一个侧面与动子的侧面相靠近。
海洋波浪能是一种清洁的可再生能源，可以用来发电、制冷、淡化海水。一般的振荡浮子式浮子随波浪上下波动，浮子所能提供的拉力较小。近岸海浪的特点是宽波谷窄波峰，浮子直径、筒体直径受波峰宽度限制，因而很难实现大功率。
实用新型内容
为解决点吸收式中振荡浮子存在的技术问题，本实用新型提供了一种适应海面高度变化的波浪能收集装置，其浮子尺寸可以突破波峰尺寸限制，装置在浮子浮力最大时工作，输出的海水压力恒定。
一种振荡浮子式波浪能收集装置，包括铺设在岸基上的轨道，沿轨道滑动的机架，所述机架中固定有筒体，该筒体底部封闭且浸没在水中，壁面上设有朝向波浪的进水口，内部设有随水面浮动的浮子；所述机架内部还安装有第一液压缸，第一液压缸的活塞杆底部与所述浮子连接，第一液压缸的缸体上接入有吸水管和出水管，所述吸水管上安装有止回阀，所述出水管连接有液压控制阀；所述机架的下方设有浮筒，机架与轨道上设有调节机架位置的高度适应装置。
在本实用新型中，波浪经进水口涌入筒体中，升高筒体内水面带动浮子上升，推动第一液压缸的活塞杆，波浪灌入筒体内漫过浮子时，浮子受力达到设定值，液压控制阀打开，浮子向上运动时通过推动液压杆，使液压缸输出高压海水。
作为改进，所述进水口处固定有支架，支架上转接有打开或关闭所述进水口的挡板，且支架上还铰接有保持挡板关闭的销。所述支架上设有驱动销转动的第二液压缸，第二液压缸的缸体通过液压管与第一液压缸的缸体连通。
挡板的转轴上安装有卷簧，当海水无法克服弹簧阻力涌入筒体时，挡板在筒体内海水作用下下摆，由于海水涌入筒体内，浮子上升，第一液压缸内的压力增大，使得第二液压缸驱动销转动，使销端部凸出在支架内侧，挡板下摆时抵住销，关闭进水口，维持筒体内海水高度不变，浮子在最大浮力情况下向上运动，浮子运动最高处时，第二液压缸驱动销收于支架内，挡板在筒体内海水作用下外摆，进水口打开，筒体内海水流出，浮子下降。
作为改进，所述机架上设有伸入筒体内的限位支柱，浮子上设有供限位支柱穿过的限位孔。限位支柱穿过浮子的限位孔，使浮子仅可产生上下浮动，以作用于第一液压缸的活塞杆。
作为改进，所述液压控制阀包括连通出水管和第一液压缸的缸体的阀体，阀体内具有控制出水管关闭或开通的阀芯，阀芯和阀体间设有保持阀芯关闭出水管的压簧，所述阀芯外壁设有限位槽，阀体一侧带有安装腔，安装腔内放置有支撑压簧，该支撑压簧的一端抵住与限位槽配合的限位球。
当第一液压缸的液压大于支撑压簧通过限位球对阀芯设定的压力时，液压推动阀芯以打开出水管，输出稳定压力的海水，在液压逐渐减小后，压簧推动阀芯复位并关闭出水管，依靠支撑压簧推动的限位球滑入阀芯外壁的限位槽内，固定阀芯在阀体内的位置。
作为改进，所述机架设有沿轨道内部滑动的滑轮，在机架随潮位高度变化时，滑轮可减少机架滑动的阻力，便于机架的高度调节。
作为改进，所述高度适应装置包括固定在轨道上的固定支架，该固定支架内转接有偏转块，还包括沿固定支架一侧滑动的浮标，所述机架上设有卡住所述偏转块的凸台；所述浮标朝向固定支架的一侧设有导向板，该导向板上开设有导向槽，固定支架上设有与导向槽配合的导向凸条；所述偏转块呈直角三角形，其直角转接在固定支架，一直角边用于支撑固定支架一侧的凸台，另一直角边用于抵住浮标的侧面。
潮位上升时，浮筒带动机架升高，偏转块处于初始位置，直角边没有抵靠浮标侧面，浮标沿导向凸条上升，在机架与潮位高度相适应后，波浪涌入筒体内，机架的承重增加，机架下压，凸台支撑在偏转块的水平直角边上，并使偏转块翻转，其竖直直角边抵住浮标侧面，实现机架的高度固定；潮位下降后，筒体内海水流出后，机架的承重减少，机架依靠浮力支撑，凸台与偏转块分离，浮标可沿潮位向下浮动，海水涌入机架高度也同时下降，当机架与潮位高度相适应后，另一位置的偏转块的两直角边分别抵住凸台和浮标侧面，完成机架和浮标的位置调整。
为加快海水的涌入，所述进水口的两侧安装有呈喇叭口状向外延伸的集浪板，为运动的波浪提供导向，使波浪朝进水口处聚集，提高此处的浪高，加快海水灌满筒体。集浪板截面为梯形，其长平行边的一端铰接在机架上。
本实用新型的波浪能收集装置，能适应海面高度变化，根据潮位变化调节自身高度，其浮子尺寸可以突破波峰尺寸限制，装置在浮子浮力最大时工作，通过液压控制阀维持海水稳定的压力输出。
附图说明
图1为实用新型装置的主视图；
图2为实用新型装置的侧视图；
图3为实用新型轨道及海面高度适应装置示意图；
图4为实用新型液压系统示意图。
具体实施方式
如图1和图2所示，本实施例的波浪能收集装置包括安装在岸基8上的轨道，沿轨道滑动的上机架13和下机架14，位于下机架14内部的筒体17、支柱3、浮子4，下方的浮筒1，侧面的浮筒2；海水入口处的集浪板5、挡板15，浮子上方铰接液压推杆6。上机架13内部固定液压缸7，液压缸7上部接四通11，四通11接液压控制阀10、止回阀18、液压管12；轨道及其上的机架高度适应装置16；海水入口挡板控制销19、液压缸20。
止回阀18连接通入海水的吸水管9，液压控制阀10连接出水管，用于控制海水的输出压力。浮子4下降时，海水经吸水管9进入液压缸7；海水涌入筒体17后，液压缸7内压力增加，海水漫过浮子4时，浮子4浮力达到最大值，液压缸7内压力大于液压控制阀10的阀值，液压控制阀10打开，输出恒定压力的海水。
如图3所示，在本实施例的波浪能收集装置中，机架高度适应装置16包括轨道161、固定支架162、偏转块163、弹簧164以及浮标165。下机架上安装的轮子141可延轨道161滑动，浮标165上的导向槽与固定支架162的导向凸条相配合并能延其滑动，浮标165上的挡板能够且仅能挡住一个偏转块163。下机架上还设有拨动偏转块163的凸台，偏转块呈直角三角形，直角边转接在固定支架162上，且偏转块与固定支架之间设有用于位置保持的弹簧164。海水水位升高时，当筒体17内海水流出与海面水位一致时，浮筒2浮力增大，机架上移，凸台142向上移动，松开其下部的偏转块163，浮标165浮力增大向上移动，同时使得其上部偏转块163旋转并运动到其上方，筒体17内涌入海水时骨架被偏转块163和浮标165卡住。海水水位下降时，浮标165向下运动，偏转块163旋转，凸台142向下运动至下方偏转块163之上并被偏转块163和浮标165卡住。
如图4所示，本实施例的波浪能收集装置中所述液压系统，液压控制阀10包括弹簧101、螺栓102、钢球103、螺栓104、阀体105、弹簧106、阀芯107；液压推杆6上部安装活塞21，四通11连接液压缸7、液压控制阀10、液压管12、止回阀18；液压管12接液压缸20；止回阀18入水口接吸水管9。
海水涌入筒体时，挡板15向筒体17内部偏转，浮子4浮力增大使得液压管12内海水压力增大至3MPa时，液压缸20推动销19转动，海水不能涌进筒体17时，挡板15在筒体内部海水作用下向外偏转至销19处停止；海水完全漫过浮子4时，浮子浮力达到最大值，液压缸7内海水压力达到最大值6MPa，液压控制阀钢球103被挤压出凹槽，阀芯107向上运动，液压控制阀打开，高压海水涌出。浮子4运动到最上面时，液压缸7内压力减小至3MPa以下时，挡板15在筒体内海水压力下向外偏转；浮子4向下运动，阀芯107在弹簧106作用下向下运动，钢球103在弹簧101作用下卡入阀芯107的凹槽内；海水从吸水管9、止回阀18进入液压缸7；海水全部流出筒体17，挡板在自身重力作用下恢复竖直状态。

Claims (10)

1.一种振荡浮子式波浪能收集装置，包括铺设在岸基上的轨道，沿轨道滑动的机架，其特征在于，所述机架中固定有筒体，该筒体底部封闭且浸没在水中，壁面上设有朝向波浪的进水口，内部设有随水面浮动的浮子；
所述机架内部还安装有第一液压缸，第一液压缸的活塞杆底部与所述浮子连接，第一液压缸的缸体上接入有吸水管和出水管，所述吸水管上安装有止回阀，所述出水管连接有液压控制阀；
所述机架的下方设有浮筒，机架与轨道上设有调节机架位置的高度适应装置。
2.如权利要求1所述的振荡浮子式波浪能收集装置，其特征在于，所述进水口处固定有支架，支架上转接有打开或关闭所述进水口的挡板，且支架上还铰接有保持挡板关闭的销。
3.如权利要求2所述的振荡浮子式波浪能收集装置，其特征在于，所述支架上设有驱动销转动的第二液压缸，第二液压缸的缸体通过液压管与第一液压缸的缸体连通。
4.如权利要求1所述的振荡浮子式波浪能收集装置，其特征在于，所述机架上设有伸入筒体内的限位支柱，浮子上设有供限位支柱穿过的限位孔。
5.如权利要求1所述的振荡浮子式波浪能收集装置，其特征在于，所述液压控制阀包括连通出水管和第一液压缸的缸体的阀体，阀体内具有控制出水管关闭或开通的阀芯，阀芯和阀体间设有保持阀芯关闭出水管的压簧，所述阀芯外壁设有限位槽，阀体一侧带有安装腔，安装腔内放置有支撑压簧，该支撑压簧的一端抵住与限位槽配合的限位球。
6.如权利要求1所述的振荡浮子式波浪能收集装置，其特征在于，所述机架设有沿轨道内部滑动的滑轮。
7.如权利要求6所述的振荡浮子式波浪能收集装置，其特征在于，所述高度适应装置包括固定在轨道上的固定支架，该固定支架内转接有偏转块，还包括沿固定支架一侧滑动的浮标，所述机架上设有卡住所述偏转块的凸台。
8.如权利要求7所述的振荡浮子式波浪能收集装置，其特征在于，所述浮标朝向固定支架的一侧设有导向板，该导向板上开设有导向槽，固定支架上设有与导向槽配合的导向凸条。
9.如权利要求8所述的振荡浮子式波浪能收集装置，其特征在于，所述偏转块呈直角三角形，其直角转接在固定支架，一直角边用于支撑固定支架一侧的凸台，另一直角边用于抵住浮标的侧面。
10.如权利要求1所述的振荡浮子式波浪能收集装置，其特征在于，所述进水口的两侧铰接有呈喇叭口状向外延伸的集浪板。
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