CN215719200U - 一种可变形的多功能波浪能转换装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于海浪能发电设备的技术领域，具体公开了一种可变形的多功能波浪能转换装置，包括点吸收式波浪能发电装置；主动力系统，用于驱动点吸收式波浪能发电装置移动；辅助动力系统，用于在点吸收式波浪能发电装置移动时，使点吸收式波浪能发电装置转向；重量调节系统，用于调节点吸收式波浪能发电装置的浮力；多功能探测收集系统，与点吸收式波浪能发电装置电性连接，且随点吸收式波浪能发电装置同步移动，用于探测海洋资源；以及控制系统，用于与点吸收式波浪能发电装置、主动力系统、辅助动力系统、重量调节系统和多功能探测收集系统数据传输；本装置增加传统波浪能转换装置的功能，提高资源利用率。

Description

一种可变形的多功能波浪能转换装置

技术领域

本实用新型涉及海浪能发电设备的技术领域，尤其是一种可变形的多功能波浪能转换装置。

背景技术

海浪能作为一种拥有巨大潜力的新能源，从未被较全面的开发利用，我国拥有广阔的海域和极长的海岸线，海浪能新能源的应用潜力更是不可忽视。

目前，海上的波浪能转换装置已经有很多种，其中传统的点吸收式波浪能转换装置根据外形，尺寸，以及浮子与发电机间传动系统设计的不同被分为很多种类，但其核心结构都是由：海浪能吸收装置、传动系统、发电机、能量存储系统和控制系统等构成，且其主要功能是将波浪能转换为电能存储，或流入电网，但是这类波浪能转换装置功能单一，资源利用率低。

实用新型内容

针对现有技术中的问题，本实用新型的目的是要提供一种可变形的多功能波浪能转换装置，增加/丰富传统波浪能转换装置的功能，提高资源利用率。

为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

设计一种可变形的多功能波浪能转换装置，包括：

点吸收式波浪能发电装置；

主动力系统，用于驱动所述点吸收式波浪能发电装置移动；

辅助动力系统，用于在点吸收式波浪能发电装置移动时，使所述点吸收式波浪能发电装置转向；

重量调节系统，用于调节所述点吸收式波浪能发电装置的浮力；

多功能探测收集系统，与点吸收式波浪能发电装置电性连接，且随点吸收式波浪能发电装置同步移动，用于探测海洋资源；

以及控制系统，用于与所述点吸收式波浪能发电装置、主动力系统、辅助动力系统、重量调节系统和多功能探测收集系统数据传输。

进一步，所述点吸收式波浪能发电装置的浮子通过伸缩杆连接所述点吸收式波浪能发电装置的主体，且所述伸缩杆用于将浮子自海浪中吸收的能量传递至主体内的能量转换系统，所述主体设有能量储存系统。

进一步，还包括流体动力学外形的壳体，所述点吸收式波浪能发电装置的主体设于壳体内。

进一步，所述主动力系统包括设于壳体尾部的第一螺旋桨和驱动第一螺旋桨转动的第一电机。

进一步，所述辅助动力系统包括设于壳体两侧的第二螺旋桨和驱动第二螺旋桨转动的第二电机。

进一步，还包括设于壳体内的充放气装置，用于向所述浮子内充放气，进而使浮子的体积膨胀或收缩。

进一步，所述伸缩杆包括电动推杆。

进一步，所述重量调节系统包括分布于壳体内的蓄水仓以及用于向蓄水仓冲水的抽水泵和用于排除蓄水仓内水的排水泵。

进一步，所述多功能探测收集系统包括海洋资源观测设备、海水淡化设备、海水制氢设备和海水碳捕获等设备中至少一种。

本实用新型的有益技术效果是：

与现有技术相比，本实用新型提供的一种可变形的多功能波浪能转换装置结构与众不同，增设主动力系统、辅助动力系统和多功能探测收集系统，用于其它海洋资源开发和探测，且利用点吸收式波浪能发电装置发电供电，使得海洋波浪能转换的电能为其它海洋资源开发和探测提供支持和服务，为智能化海洋资源开发和探测提供核心的技术支持。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

附图1为一种可变形的多功能波浪能转换设备使用状态一的结构示意图（即非波浪能转换状态）；

附图2为一种可变形的多功能波浪能转换设备使用状态二的结构示意图（即波浪能转换状态）；

图中：1.浮子，2.壳体，3.主动力系统，4.侧翼，5.锁扣，

6.伸缩杆，7.多功能探测收集系统，8. 能量转换系统，9. 能量储存系统，10.控制系统，

11.重量调节系统，12.辅助动力系统，13.支架。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1和2所示，作为本实用新型一优选实施例的一种可变形的多功能波浪能转换装置，包括：点吸收式波浪能发电装置，为现有设备，具体原理不再详细赘述，用于将波浪能转换为电能。

主动力系统3，用于驱动点吸收式波浪能发电装置移动，即驱动点吸收式波浪能发电装置在海洋内移动。

辅助动力系统12，用于在点吸收式波浪能发电装置移动时，使所述点吸收式波浪能发电装置转向，以控制点吸收式波浪能发电装置的移动方向。

重量调节系统11，用于调节所述点吸收式波浪能发电装置的浮力，负责整个点吸收式波浪能发电装置的上浮与下沉，以及整个点吸收式波浪能发电装置的重量分布、平衡和体态。

多功能探测收集系统7，与点吸收式波浪能发电装置电性连接，具体地，多功能探测收集系统7还固定于点吸收式波浪能发电装置，进而随点吸收式波浪能发电装置同步移动，用于探测和开发海洋资源。

以及控制系统10，用于与所述点吸收式波浪能发电装置、主动力系统3、辅助动力系统12、重量调节系统11和多功能探测收集系统7数据传输，以便于控制点吸收式波浪能发电装置、主动力系统3、辅助动力系统12、重量调节系统11和多功能探测收集系统7的运行，以及接收点吸收式波浪能发电装置和多功能探测收集系统7的数据反馈。

应用本实用新型提供的可变形的多功能波浪能转换装置时，增设多功能探测收集系统7，用于其它海洋资源开发和探测，且利用点吸收式波浪能发电装置移动，使得海洋波浪能转换的电能为其它海洋资源开发和探测提供支持和服务，为智能化海洋资源开发和探测提供核心的技术支持。

在上述实施例的基础之上，点吸收式波浪能发电装置的浮子1通过伸缩杆6连接点吸收式波浪能发电装置的主体，通过伸缩杆6可驱动浮子1靠近或远离主体，且伸缩杆6用于将浮子1自海浪中吸收的能量传递至主体内的能量转换系统8，能量转换系统8可以是机械系统，亦可包含液压系统，或二者结合将伸缩杆6传递的能量传至发电机，并由发电机将其转换为电能，且主体设有用于储存电能的能量储存系统9，为整个装置各个部分提供电能，其中，发电机可为线性发电机或旋转发电机。

在上述实施例的基础之上，本装置还包括流体动力学外形的壳体2，点吸收式波浪能发电装置的主体设于壳体2内，利用壳体2便于在水中移动，降低阻力，且壳体2设有侧翼，保持航行过程中平衡。

在上述实施例的基础之上，主动力系统3包括设于壳体2尾部的第一螺旋桨和驱动第一螺旋桨转动的第一电机，通过第一螺旋桨驱动壳体2移动，类似于潜艇或水下无人机。

在上述实施例的基础之上，辅助动力系统12包括设于壳体2两侧的第二螺旋桨和驱动第二螺旋桨转动的第二电机，以通过驱动第二螺旋桨转动，进而推动壳体2的侧面偏转，实现转向。

需要说明的是，主动力系统3与辅助动力系统12相结合可以使点吸收式波浪能发电装置在六个自由度做到前后左右上下的平移、偏航、俯仰和翻滚。

为了更好的技术效果，在上述实施例的基础之上，浮子1可为橡胶、工程塑料或高硬度的可变型材质制成的球囊，其可被收缩或伸展，从而发生形变，在收缩态时，所有材质被压紧固定，形成流体动力学壳体的前（头）部，在伸展状态时，材质则构成中空的浮子结构（如附图2），本装置还包括设于壳体2内的充放气装置，用于向浮子1内充放气，进而使浮子1的体积膨胀或收缩，具体地，浮子1可被充气并处于伸展状态，可由可伸长和收缩的伸缩杆6放出，与主体分离，漂浮至水面吸收波浪能，此时，整个装置处于波浪能转换状态，以获取电能；同时浮子1亦可通过放气回到收缩态，再由可伸长和收缩的伸缩杆6收回，并重新由可控制的锁扣5将浮子1与主体固定结合为一体，此时，整个装置处于非波浪能转换状态，以便于点吸收式波浪能发电装置在水中移动，或消除浮子1的浮力以便于点吸收式波浪能发电装置下潜进行海洋资源开发和探测。

另外，进入波浪能转换状态时，重量调节系统11、主动力系统3和辅助动力系统12协调会调节点吸收式波浪能发电装置的位置（靠近水面）及体态（水下竖直，上半体朝上），充放气装置会为浮子1充气，同时浮子1开始变形至伸展状态，当浮子1完全伸展后，可控制的锁扣5会打开，同时可伸长和收缩的伸缩杆6将放出浮子1到达水面，至此整个装置的浮子1和主体分离完成并进入波浪能转换状态。

且进入波浪能转换状态时，浮子1位于水面，随波浪浮动并吸收波浪能，主体位于水下，保持竖直体态，不随浮子1一起运动，浮子1与主体间的相对运动产生的机械能将由可伸长和收缩的伸缩杆6传至能量转换系统8，并由其中的发电机转换为电能，转换的电能则由能量存储系统存储，且在进入波浪能转换状态时，动力系统、辅助动力系统12、重量调节系统11及其多功能探测收集系统7均可在条件允许的情况下亦可同时工作，并由能量存储系统提供能源。

在波浪能转换状态结束时，浮子1可被放气回到收缩态，并由可伸长和收缩的伸缩杆6收回主体，整个装置仍保持竖直体态，收回的浮子1会被可控制的锁扣5重新固定，至此重新结合为整体结构，且在完成结合后，整个装置回到非波浪能转换状态，整个装置可在波浪能转换状态及非转换状态间根据需求切换。

在上述实施例的基础之上，伸缩杆6包括电动推杆，电动推杆的活塞杆沿壳体2的轴向移动，活塞杆和壳体2之间设有动密封结构，以避免壳体2内进水。

在上述实施例的基础之上，重量调节系统11包括分布于壳体2内的蓄水仓以及用于向蓄水仓冲水的抽水泵和用于排除蓄水仓内水的排水泵，以便于通过冲排水调节壳体2的重量，控制壳体2的上浮或下沉，且通过该边各个蓄水仓的水量，可调节整个壳体2的重量分布、平衡和体态，且图中位置只为了帮助说明，并不局限于这一确切位置。

在上述实施例的基础之上，多功能探测收集系统7包括海洋资源观测设备、探测设备、海水淡化设备、海水制氢设备和海水碳捕获设备中至少一种，但也不仅限于这几种设备，可根据实际需求进行更换，且控制系统10包括导航模块，以便于指定路线，自动巡航。

需要说明的是，该区域并无固定设计，该区域是多功能区，是“为其它海洋资源开发和探测提供支持和服务，为智能化海洋资源开发和探测提供核心的技术支持”的区域，换句话说，海浪能所转换的电能就是为该区域服务的，比如海浪和海水的观测，该设备可以为其供电；比如电解淡化海水，该设备可以为其供电。这类技术有很多，比如碳捕获，就有很多种方法，不限于某一种设备，能够实现该功能即可。

更为具体地，海洋资源观测设备包括多种海洋观测传感器，例如： 1. 观测传感器：WAVE and TIDE SENSOR 4648/4648R，AADERAA DATA INSTRUMENT • 2. 观测传感器：SEAGUARDII DCP Doppler Current Profiler， AADERAA DATA INSTRUMENT。

海水淡化设备包含海水淡化室，其中可包括进水泵、高压泵、预处理室、反渗透膜等，本装置可为所包含的所有海水淡化设备提供能量。

海水碳捕获设备包含海水碳捕获功能，其中可包括海水预处理，海水电解，后处理等复杂过程，本装置可为所包含的所有海水碳捕获设备提供能量。

优选地，浮子1内设有可伸缩的支架13，在伸展状态时，该支架13设计可将浮子1伸展至有利于吸收波浪能的浮子1形状，并且可通过支架13收缩带动放气后的浮子1和可控制的锁扣5连接，可控制的锁扣5和控制系统10电性连接，实现自动控制。

另外，需要说明的是：在非波浪能转换状态时，浮子处于收缩，并被固定在点吸收式波浪能发电装置的主体的前端上，为一个腔体，提供浮力；在转换状态时，浮子可被充气、伸展并放出。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种可变形的多功能波浪能转换装置，其特征在于，包括：

点吸收式波浪能发电装置；

主动力系统，用于驱动所述点吸收式波浪能发电装置移动；

辅助动力系统，用于在点吸收式波浪能发电装置移动时，使所述点吸收式波浪能发电装置转向；

重量调节系统，用于调节所述点吸收式波浪能发电装置的浮力；

多功能探测收集系统，与点吸收式波浪能发电装置电性连接，且随点吸收式波浪能发电装置同步移动，用于探测或收集海洋资源；

以及控制系统，用于与所述点吸收式波浪能发电装置、主动力系统、辅助动力系统、重量调节系统和多功能探测收集系统数据传输。

2.根据权利要求1所述的可变形的多功能波浪能转换装置，其特征在于，所述点吸收式波浪能发电装置的浮子通过伸缩杆连接所述点吸收式波浪能发电装置的主体，且所述伸缩杆用于将浮子自海浪中吸收的能量传递至主体内的能量转换系统，所述主体设有能量储存系统。

3.根据权利要求2所述的可变形的多功能波浪能转换装置，其特征在于，还包括流体动力学外形的壳体，所述点吸收式波浪能发电装置的主体设于壳体内。

4.根据权利要求3所述的可变形的多功能波浪能转换装置，其特征在于，所述主动力系统包括设于壳体尾部的螺旋桨和驱动螺旋桨转动的第一电机。

5.根据权利要求3所述的可变形的多功能波浪能转换装置，其特征在于，所述辅助动力系统包括设于壳体两侧的第二螺旋桨和驱动第二螺旋桨转动的第二电机。

6.根据权利要求3所述的可变形的多功能波浪能转换装置，其特征在于，还包括设于壳体内的充放气装置，用于向所述浮子内充放气，进而使浮子的体积膨胀或收缩。

7.根据权利要求2所述的可变形的多功能波浪能转换装置，其特征在于，所述伸缩杆包括电动推杆。

8.根据权利要求3所述的可变形的多功能波浪能转换装置，其特征在于，所述重量调节系统包括分布于壳体内的蓄水仓以及用于向蓄水仓冲水的抽水泵和用于排除蓄水仓内水的排水泵。

9.根据权利要求1所述的可变形的多功能波浪能转换装置，其特征在于，所述多功能探测收集系统包括海洋资源观测设备、海水淡化设备、海水制氢设备和海水碳捕获设备中至少一种。

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