[发明专利]一种全封闭惯性点吸式波浪能装置

权利要求书

1.一种全封闭惯性点吸式波浪能装置，其特征在于：包括浮子、机械系统、永磁直线发电机、电控模块(303)及锚泊装置，浮子包括保护罩(101)、上部甲板(102)、柱形圆筒(103)、下部甲板(104)及梭形整流罩(105)，机械系统包括传动轴系、质量块(212)、弹簧及框架支撑结构，永磁直线发电机包括永磁直线发电机动子(301)及永磁直线发电机定子(302)，电控模块(303)包括控制器、集成电路、储能装置和信号监测传感器，锚泊装置包括锚环(401)、锚链(402)及重力锚块(403)；其中，浮子通过锚泊装置系泊于海床，框架支撑结构安装于浮子内部，永磁直线发电机及电控模块安装于框架支撑结构上；所述的机械系统中的传动轴系包括传动轴(202)、第一轴承座(203)、第一轴承(206)、第二轴承(210)及第二轴承座(211)，传动轴(202)的上端连接有第一弹簧(201)，中上部固结有永磁直线发电机的动子(301)，中下部固结有质量块(212)，下端连接有第二弹簧(213)；传动轴(202)通过第一轴承座(203)、第一轴承(206)、第二轴承(210)及第二轴承座(211)连接并固定于框架支撑结构的中心线上，在第一轴承(206)及第二轴承(210)的约束下，传动轴(202)、质量块(212)及永磁直线发电机动子(301)沿中心轴线方向上下运动；所述的机械系统中的框架支撑结构为一整体结构，呈鼠笼型，材质为轻质金属、玻璃钢或复合材料，由上轮辐(205)、下轮辐(209)以及均布于轮辐外缘的连接杆(207)组成，其中连接杆(207)的数量大于三；框架支撑结构置于柱形圆筒(103)内，上轮辐(205)及下轮辐(209)的外缘分别通过螺栓与柱形圆筒(103)内壁的第一环形肋骨(204)及第二环形肋骨(208)连接并固定，上轮辐(205)及下轮辐(209)的中心分别开孔并设置法兰，第一轴承座(203)及第二轴承座(211)分别通过法兰安装在上轮辐(205)及下轮辐(209)上。

2.根据权利要求1所述的一种全封闭惯性点吸式波浪能装置，其特征在于：所述的浮子中的保护罩(101)连接于上部甲板(102)，上部甲板(102)通过螺栓与柱形圆筒(103)上端面的法兰孔连接，将柱形圆筒(103)封盖，下部甲板(104)与柱形圆筒(103)下端内壁面水密焊接，梭形整流罩(105)与柱形圆筒(103)的下端面通过螺栓连接或者焊接；整个浮子为全封闭式中空耐压水密结构，浮子组成部件的材质为不锈钢、玻璃钢或复合材料。

3.根据权利要求1或2所述的一种全封闭惯性点吸式波浪能装置，其特征在于：所述的柱形圆筒(103)内壁上设置有第一环形肋骨(204)及第二环形肋骨(208)，其中第二环形肋骨(208)为阶梯型结构，纵截面成L型；第一环形肋骨(204)位于柱形圆筒(103)内壁上部，第二环形肋骨(208)位于柱形圆筒(103)内壁下部，框架支撑架结构搭载在第一环形肋骨(204)及第二环形肋骨(208)上，与浮子形成整体结构。

4.根据权利要求1或2所述的一种全封闭惯性点吸式波浪能装置，其特征在于：所述的梭形整流罩(105)的几何外形为流线型变截面回转体，其型线数值的计算公式为：

其中，R₁为浮子柱形圆筒半径，R₂为梭形整流罩最下端圆截面半径，x为曲线上的点至曲线起始端的水平距离。

5.根据权利要求1所述的一种全封闭惯性点吸式波浪能装置，其特征在于：所述的质量块(212)由多层钢质或高密度金属结构的圆形片体组成，每个圆形片体沿径向开U型缝，沿径向嵌到传动轴(202)上，上下各层片体的U型缝交错布置，所有片体通过定位销和螺栓连接成一体；质量块的质量通过增减片体的数量和质量进行调节。

6.根据权利要求1所述的一种全封闭惯性点吸式波浪能装置，其特征在于：所述的永磁直线发电机定子(302)通过法兰与第一轴承座(203)及第二轴承座(211)连接，永磁直线发电机动子(301)与传动轴(202)设计为一体，或者以套装的方式连接为一体。

7.根据权利要求1所述的一种全封闭惯性点吸式波浪能装置，其特征在于：所述的锚泊装置中锚环(401)固结于浮子底部，通过锚链(402)与重力锚块(403)连接。