[实用新型]浪向自适应多水道波浪聚焦型波能发电装置

说明书

本实用新型属于海洋能利用技术领域，提供浪向自适应多水道波浪聚焦型波能发电装置，包括能量采集系统、能量转换系统和支撑系统。通过双水道对波浪聚焦，箱体后面的水体质点运动波幅加倍。通过万向轴承连接装置与固定桩柱，装置开口始终朝向波浪流动方向，适应不同季节、水域条件，对环境要求低，可在广阔海域投入使用。在绕线桶中布置有几圈预拉伸弹簧压片，保证浮子无论是在波峰或是在波谷处，与之连接的尼龙绳索始终出于拉直状态，不会因松动造成绳索脱轨于滑轮组而不能正常工作。在与棘轮连接的固结齿轮上固定有一棘爪，使得绕线桶的双向转动中只有一个方向的转动带动棘轮的运转，从而确定发电舱中的飞轮转子单向储能，同时限制飞轮的动能上限。

技术领域

本实用新型属于海洋能利用技术领域，尤其涉及基于波浪聚焦和浪向自适应原理的波能发电装置。

背景技术

海洋蕴含着可观的能量。充分开发和利用海洋能源可有效填补当前世界的能源缺口。在诸多海洋能形式，波浪能因其不受时地限制且分布广泛等优点受到广泛关注，已显示出很好的应用潜力。然而，在世界范围内很多海域的波浪能资源虽然分布广泛，但密度不均且随季节波动很大,导致传统波浪能装置的波能利用率不高。本实用新型提出一种用于中低波能密度海域的波浪能发电装置，该装置可利用多水道结构进行波能聚焦，以增加当地海域可俘获波能的总量、提高波能的利用率。同时，该装置具有浪向自适应的特点，可以根据来浪方向调整装置的迎浪角度，以适应不同季节的浪向变化。

实用新型内容

本实用新型的目的是为中低波能密度和浪向变化的海域设计一种有效的波浪能发电装置。该装置的原理是构造两条对称的水道先将入射波浪一分为二，利用每条水道逐渐改变波浪的传播方向，水道再次交汇时，两个相同相位的波浪会迎头碰撞，产生更大的波高，这样便实现了波浪聚焦，增加了当地海域的可利用波能密度，本装置利用波浪聚焦位置处的波浪能来发电。同时，本装置可随浪向被动旋转，使水道入口始终处于迎浪方向，从而适应来浪方向不定的海域和浪向随季节变化的海域。

本实用新型的技术方案：

浪向自适应多水道波浪聚焦型波能发电装置，包括能量采集系统、能量转换系统和支撑系统；

所述的能量采集系统包括挡水外板1、流线型导流箱体2、浮子3、滑轨4、固定杆5、桩柱固定孔6、高强度尼龙绳索7和水道29；

挡水外板1在俯视方向看是簸箕形半开敞形状，工作时波浪从开口处进入，挡水外板1垂直穿过自由水面；挡水外板1套在流线型导流箱体2外围，在挡水外板1和流线型导流箱体2之间形成水道29区域；波浪从开口处进入时，被流线型导流箱体2分为左右两条对称的水道29；两条水道29逐渐改变波浪的传播方向，到水道交汇点30位置处时，两条水道的方向变为共线，使得两水道中波浪可迎头碰撞；用九根直径尽可能细且表面涂有抗腐蚀材料的高强度钢管作为连接用固定杆5，分别连接于抛物线型的挡水外板1和流线型导流箱体2的上下端之间，使得挡水外板1和流线型导流箱体2作为一个整体一同转动；从迎浪侧向背浪侧，挡水外板1和流线型导流箱体2的高度呈现抛物线型递增规律；挡水外板1和流线型导流箱体2之间的距离在前半段中呈现递减的规律，后半段中距离不变；在流线型导流箱体2下底面中心位置处有一个圆柱形凹陷的槽，即桩柱固定孔6，桩柱固定孔6通过转动轴承13与桩柱15上端相匹配；在水道交汇点30处靠近流线型导流箱体2的外壁面上，固定垂向滑轨4，圆柱状的浮子3连接在滑轨4上，并在浮子3下底面中心点位置连接一根高强度尼龙绳索7；工作时，波浪由挡水外板1的开口进入能量采集系统，由于流线型导流箱体2的阻碍作用，波浪被分为两部分进入两条水道；由于水道位置的逐渐变窄和变向，水位逐渐抬高并且波浪运动由开始的平行运动到最后的共线相向运动；在水道的最后，两股波浪相撞并叠加运动幅值，带动悬浮在此处的浮子3；浮子3跟随波浪上下运动的同时，其下侧相连的高强度尼龙绳索7将浮子3的动能收集并传送到能量转换系统；