[发明专利]水母式波浪能利用装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种离岸漂浮式波浪能利用装置。

技术背景

目前有各种各样的波浪能发电装置，其原因均是依靠波浪运动过程中产生的压差做功，通过能量转换装置将波浪能转换成电能。但是，目前的波浪能发电装置均存在结构复杂、能量转换效率低、不易于维护、成本高等缺点，不适应大规模推广应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种便于推广应用的离岸漂浮式波浪能利用装置。

本发明能量转换装置的主体为囊状泵，装置的外形类似海洋中的水母，所以取名为水母式波浪能利用装置。

本发明装置的结构如图1所示，装置上端为体积较大的软囊1，软囊1部分露出水面或全部淹没于水下，但不宜淹没过深，软囊1迎波宽度越大，装置吸收波浪的能量越多；软囊1下部开孔连接管路2；管路2末端连接活塞式囊3，活塞式囊3的作用类似于液压缸活塞；活塞式囊3的底部作用在块状浮体结构4的上端面，块状浮体结构4下端面连接装置的二级能量转换机构5，该机构可以是直线电机或液压缸等；活塞式囊3、块状浮体结构4、二级能量转换机构5都安装在桶状结构物6内自成一体；桶状结构物外侧上配有对称分布的浮体7；同时桶状结构物6通过锚链8系泊于海底。

本发明装置的工作原理是这样的：装置通过锚链系泊于海底，整个装置悬浮于海洋之中或软囊1部分露出海面。装置上端的软囊1淹没于海面之下时，波浪运动过程中由于波高的变化会产生压力差。软囊1在波浪运动过程中周期性的受到波浪产生的压力，波浪处于波峰阶段时，软囊1受到的压力较大，软囊1内装的水通过管道2被压向活塞囊3，活塞囊3克服块状浮体结构4提供的浮力，使原本处于收缩状态的活塞囊3在水压的作用下伸长，推动块状浮体结构4向下运动，块状浮体结构4推动下端的二级能量转换机构5运动，即将波浪能转换为其他形式的能量，该能量可以用来做功或发电。波浪处于波谷阶段时，软囊1受到的压力变小，块状浮体结构4提供的浮力大于波浪产生的压力，推动活塞囊3向上运动，将活塞囊3内的水通过管路2推回到软囊1，为下一周期向下压水做好准备，与此同时，块状浮体结构4提供的浮力拉动二级能量转换机构复位，为下一周期做功做好准备。软囊1部分露出水面时，软囊1一方面受到波高变化产生的压力变化，另一方面也受波浪冲击产生的动压。

本发明装置的技术要点是：1、软囊1部分露出水面或较浅的淹没于水下，装置通过锚链系泊于海底。2、软囊1在要有较大的体积，受波浪作用的面积越大，获得的能量也越大。3、块状浮体结构4的浮力起回复力的作用，但浮力不能过大，否则波浪产生的压力不足以克服块状浮体结构4产生的浮力，不能使活塞囊3向下运动，能量就无法被吸收转化。4、活塞囊3上端要和桶状结构物6为固定连接，否则其作用力无法向下传递。

为提高本发明装置的能量转换效率和工作状态稳定性，本发明装置可在结构上进一步改进，如图2所示。1、将软囊1底部增加一板状结构物9，通过软绳10将软囊1固定在板状结构物9之上。2、桶状结构物6底部增加一面积较大的板状结构物11，该板状结构物11上固定一垂直于板面和波浪行进方向的板状结构12。3、板状结构物9和11上下两板状结构物通过钢性架13连接，固为一体。

本发明装置的主要部件囊结构简单、无机械配合精度、安装方便，因此降低了施工难度，可使建造成本大幅降低，由于装置淹没于海面之下或小部分露于海面，其躲避风暴能力大幅提高，可长期运行而不被破坏。

本发明装置为开发波浪能发电装置提供了一条简捷之道，该装置的成功应用将有利于低成本的转换海洋波浪能。该发明装置使用范围广，有望成为一种大规模应用的飘浮式波浪能装置。

附图说明

图1是本发明实施例结构示意图之一；

图2是本发明实施例结构示意图之二；

图3为本发明活塞式囊3的一种设计结构示意图，其中a、b分别为活塞式囊向下做功之前和做功之后的形态变化示意图

附图标记说明：软囊1，管路2，活塞式囊3，块状浮体结构4，二级能量转换机构5，桶状结构物6，浮体7，锚链8，板状结构物9，软绳10，板状结构物11，板状结构12，钢性架13

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明内容作进一步详细说明：