CN210178510U - 多角度点头鸭式波浪能转换装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种多角度点头鸭式波浪能转换装置，包括多边形浮台和至少一个点头鸭波浪能转换装置。其中，各点头鸭波浪能转换装置分别固定于多边形浮台的各个侧边上；各点头鸭波浪能转换装置包括鸭体和能量转换装置，鸭体与能量转换装置机械连接，鸭体用于采集波浪能，能量转换装置用于将所述波浪能转换为电能。上述多角度点头鸭式波浪能转换装置通过在多边形浮台的各个侧边上设置点头鸭波浪能转换装置，从而提高了波浪能的捕获效率。

Description

多角度点头鸭式波浪能转换装置

技术领域

本实用新型涉及可再生能源技术领域，特别是涉及一种多角度点头鸭式波浪能转换装置。

背景技术

海水中蕴藏着巨大的波浪能，全球可利用的波浪能高达20×10⁹kW。在当前能源危机的大背景下，世界各海洋大国均十分重视波浪能的研究利用，尤其是波浪能发电系统的研究开发。波浪能采集装置是波浪能发电系统中最关键的部分，在众多类型的波浪能采集装置中，由英国爱丁堡大学Salter教授提出的点头鸭式波浪能采集装置以其设计精巧、采能高效而著称，作为目前世界上效率最高的波浪能采集技术，其应用前景十分广阔。

点头鸭式波浪能采集装置虽然是一种高效的波能转换装置。但当发电机数量增加时，传统的设计是沿着迎浪面切线横向增加鸭体数量，依靠一个大跨度的脊梁来连接多个鸭体的转轴，依靠鸭体之间的相互作用力来抵消波浪的作用力，使得装置得以在海洋中央固定。然而这个方案只有一个方向能够以最佳的迎浪面捕获波浪能，导致捕获波浪能的效率低。

实用新型内容

基于此，有必要提供一种高效率捕获波浪能的多角度点头鸭式波浪能转换装置。

一种多角度点头鸭式波浪能转换装置，包括多边形浮台和至少一个点头鸭波浪能转换装置；

各所述点头鸭波浪能转换装置分别固定于所述多边形浮台的各个侧边上；

各所述点头鸭波浪能转换装置包括鸭体和能量转换装置，所述鸭体与所述能量转换装置机械连接，所述鸭体用于采集波浪能，所述能量转换装置用于将所述波浪能转换为电能。

在其中一个实施例中，所述多边形浮台设置为六边形浮台。

在其中一个实施例中，所述六边形浮台包括第一浮台和第二浮台，所述第一浮台和所述第二浮台平行设置，且所述第一浮台和所述第二浮台之间设置有用于容纳所述能量转换装置的容纳腔。

在其中一个实施例中，所述鸭体包括主动轮、单向棘轮结构和转动腔，所述转动腔通过传动装置连接所述单向棘轮结构，所述单向棘轮结构与所述主动轮啮合。

在其中一个实施例中，所述鸭体还包括尾舵，所述尾舵设置在所述转动腔的下端，

在其中一个实施例中，所述能量转换装置包括发电机和变速飞轮，所述发电机与所述变速飞轮机械连接，所述变速飞轮与所述主动轮通过传送带连接。

在其中一个实施例中，所述发电机设置为永磁交流电机。

在其中一个实施例中，所述点头鸭波浪能转换装置还包括重心调节装置，所述重心调节装置固定于所述鸭体上，用于调节所述鸭体的重心位置。

在其中一个实施例中，还包括升降杆，所述升降杆与所述多边形浮台滑动连接，用于调节所述多边形浮台沿竖直方向上的位置。

在其中一个实施例中，还包括至少一片聚波板，各所述聚波板分别固定于所述多边形浮台的各个顶角上。

上述多角度点头鸭式波浪能转换装置中，包括多边形浮台和至少一个点头鸭波浪能转换装置，通过在多边形浮台的各个侧边上设置点头鸭波浪能转换装置，从而提高了波浪能的捕获效率。

附图说明

图1为第一个实施例中的多角度点头鸭式波浪能转换装置的结构示意图；

图2为第二个实施例中的多角度点头鸭式波浪能转换装置的结构示意图；

图3为第一个实施例中的点头鸭波浪能转换装置的结构示意图；

图4为第二个实施例中的点头鸭波浪能转换装置的结构示意图；

图5为第三个实施例中的点头鸭波浪能转换装置的结构示意图；

图6为第四个实施例中的点头鸭波浪能转换装置的结构示意图；

图7为第五个实施例中的点头鸭波浪能转换装置的结构示意图；

图8为第三个实施例中的多角度点头鸭式波浪能转换装置的结构示意图；

图9为第四个实施例中的多角度点头鸭式波浪能转换装置的结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的较佳实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平”的、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

如图1所示，一种多角度点头鸭式波浪能转换装置，包括多边形浮台100和至少一个点头鸭波浪能转换装置200。其中，各点头鸭波浪能转换装置200分别固定于多边形浮台100的各个侧边上；各点头鸭波浪能转换装置200包括鸭体210和能量转换装置220，鸭体210与能量转换装置220机械连接，鸭体210用于采集波浪能，能量转换装置220用于将所述波浪能转换为电能。

需要说明的是，点头鸭波浪能转换装置200是一种高效的波能转换装置。当发电机数量增加时，传统的设计是沿着迎浪面切线横向增加鸭体数量，依靠一个大跨度的脊梁来连接多个鸭体的转轴，依靠鸭体之间的相互作用力来抵消海浪的作用力，使得装置得以在海洋中央固定。然而这个方案并不能很好的解决系泊的问题，且只有一个方向能够以最佳的迎浪面捕获波能，这种设计便只适合近海岸的波浪，限制了鸭式海浪发电机的应用范围。

本实施例中，多角度点头鸭式波浪能转换装置包括多边形浮台100和至少一个点头鸭波浪能转换装置200，通过在多边形浮台100的各个侧边上设置点头鸭波浪能转换装置200，从而提高了波浪能的捕获效率。

在一个实施例中，多边形浮台100设置为六边形浮台。

具体地，如图1和图2所示，该六边形浮台包括第一浮台110和第二浮台120。其中，第一浮台110和第二浮台120平行设置，且第一浮台110和第二浮台120之间设置有用于容纳能量转换装置220的容纳腔。

本实施例中，鸭体210固定于第一浮台110的侧边上，能量转换装置220容纳于第一浮台110和第二浮台120之间。可以理解地，第二浮台120覆盖在能量转换装置220上端，可用于保护能量转换装置220。

在一个实施例中，如图1和图3所示，鸭体210包括主动轮211、单向棘轮结构212和转动腔213。其中，转动腔213通过传动装置连接单向棘轮结构212，单向棘轮结构212与主动轮211啮合。

在一个实施例中，鸭体210与能量装换装置220之间固定连接有转动轴214。转动腔213可绕转动轴214转动。

需要说明的是，单向棘轮结构212是一种单向间歇运动机构，用于单向驱动，在转动腔213绕转动轴214转动时，单向棘轮机构可保证转动腔213单向做功。

在一个实施例中，如图1和图4所示，鸭体210还包括尾舵215，尾舵215设置在转动腔213的下端。

本实施例中，尾舵215是块竖放的板，可以调节转动腔213的方位，使它对正波浪方向。可以理解地，尾舵215与转动腔213相对固定，同时转动腔213可绕多边形浮台100转动一定角度，在可转动的范围中，尾舵215受到来流的冲击，随波浪改变转动腔213的迎浪方向，保证了最大的受力角，提高了能量的捕获效率。

在一个实施例中，如图1和图5所示，能量转换装置220包括发电机221和变速飞轮222。其中，发电机221与变速飞轮222机械连接，变速飞轮222与主动轮211通过传送带连接。

本实施例中，能量换能装置220使用变速飞轮222蓄能，保证发电机221的持续快速旋转，以提高发电机221发电的稳定性。

具体地，发电机221设置为永磁交流电机。

本实施例中，永磁交流电机启动力矩小，阻力低，其发电效率较其它发电机高。

在一个实施例中，如图1和图6所示，发电机221和变速飞轮222设置在鸭体210内，能量换能装置220包括蓄电池223。其中蓄电池223连接发电机221，发电机221与变速飞轮222机械连接，变速飞轮222与主动轮211机械连接。本实施例中，蓄电池223与发电机221通过电缆连接，用于存储发电机221的电能。

在一个实施例中，如图7所示，点头鸭波浪能转换装置还包括重心调节装置230，该重心调节装置230固定于鸭体上，用于调节鸭体的重心位置。

本实施例中，重心调节装置230设置为多根圆柱体金属棒，且该多根圆柱体金属棒固定于鸭体的“鸭嘴”处，以使点头鸭波浪能转换装置随波浪的攻角保持稳定的范围。具体地，该攻角范围保持在70°～90°。

需要说明的是，点头鸭波浪能转换装置在攻角为70°～90°时所受到的波浪力最大。因此，为了保证点头鸭波浪能转换装置在工作状态时时刻保持70°～90°的攻角，本实施例通过添加重物使点头鸭波浪能转换装置的重心位置发生偏移可以实现点头鸭波浪能转换装置的攻角一直保持在70°～90°，并且当攻角呈钝角姿态时，重心位置又发生偏移，使点头鸭波浪能转换装置重新回到70°～90°，从而大大提高了系统的稳定性。

在一个实施例中，多角度点头鸭式波浪能转换装置还包括升降杆，所述升降杆与多边形浮台滑动连接，用于调节多边形浮台沿竖直方向上的位置。

需要说明的是，随着波浪高度的增加，鸭体的摆动幅度越来越大，当鸭体摆动幅度与水平线呈超过90°后，换能装置将会“翻车”，即丧失发电功能。因此，本实施例中设置了升降杆与多边形浮台滑动连接，通过该升降杆可实现对多边形浮台高度的调节(即调节鸭体的高度)，从而实现对点头鸭波浪能转换装置工作状态的调节，使发电系统实时处在最佳工作状态。

在一个实施例中，如图8所示，多角度点头鸭式波浪能转换装置还包括至少一片聚波板300，各聚波板300分别固定于多边形浮台100的各个顶角上。

聚波板300是块竖放的板，其可以通过波浪的绕射或折射使多角度点头鸭式波浪能转换装置采集更多的波浪能。

在一个实施例中，如图9所示，聚波板300还设置在点头鸭波浪能转换装置200的下端。

本实施例中，通过在点头鸭波浪能转换装置200的侧面和下端分别设置聚波板300，从而提高了波浪能的捕获效率。可以理解地，在每个点头鸭波浪能转换装置200的两端以及底部设置聚波板300，通过波浪的绕射及折射，将更多的波浪能集中采集，在横向和纵向上起到聚集波能的作用。

上述多角度点头鸭式波浪能转换装置中，包括多边形浮台100和至少一个点头鸭波浪能转换装置200，通过在多边形浮台100的各个侧边上设置点头鸭波浪能转换装置200，从而提高了波浪能的捕获效率。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种多角度点头鸭式波浪能转换装置，其特征在于，包括多边形浮台和至少一个点头鸭波浪能转换装置；

各所述点头鸭波浪能转换装置分别固定于所述多边形浮台的各个侧边上；

各所述点头鸭波浪能转换装置包括鸭体和能量转换装置，所述鸭体与所述能量转换装置机械连接，所述鸭体用于采集波浪能，所述能量转换装置用于将所述波浪能转换为电能。

2.根据权利要求1所述的多角度点头鸭式波浪能转换装置，其特征在于，所述多边形浮台设置为六边形浮台。

3.根据权利要求2所述的多角度点头鸭式波浪能转换装置，其特征在于，所述六边形浮台包括第一浮台和第二浮台，所述第一浮台和所述第二浮台平行设置，且所述第一浮台和所述第二浮台之间设置有用于容纳所述能量转换装置的容纳腔。

4.根据权利要求1所述的多角度点头鸭式波浪能转换装置，其特征在于，所述鸭体包括主动轮、单向棘轮结构和转动腔，所述转动腔通过传动装置连接所述单向棘轮结构，所述单向棘轮结构与所述主动轮啮合。

5.根据权利要求4所述的多角度点头鸭式波浪能转换装置，其特征在于，所述鸭体还包括尾舵，所述尾舵设置在所述转动腔的下端。

6.根据权利要求4所述的多角度点头鸭式波浪能转换装置，其特征在于，所述能量转换装置包括发电机和变速飞轮，所述发电机与所述变速飞轮机械连接，所述变速飞轮与所述主动轮通过传送带连接。

7.根据权利要求6所述的多角度点头鸭式波浪能转换装置，其特征在于，所述发电机设置为永磁交流电机。

8.根据权利要求1所述的多角度点头鸭式波浪能转换装置，其特征在于，所述点头鸭波浪能转换装置还包括重心调节装置，所述重心调节装置固定于所述鸭体上，用于调节所述鸭体的重心位置。

9.根据权利要求1所述的多角度点头鸭式波浪能转换装置，其特征在于，还包括升降杆，所述升降杆与所述多边形浮台滑动连接，用于调节所述多边形浮台沿竖直方向上的位置。

10.根据权利要求1所述的多角度点头鸭式波浪能转换装置，其特征在于，还包括至少一片聚波板，各所述聚波板分别固定于所述多边形浮台的各个顶角上。

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