专利名称:一种近海波浪能量转换利用装置制造方法
【专利摘要】本实用涉及一种近海波浪能量转换利用装置。主要解决现有波浪能量转换利用装置不能够有效的吸收波浪传递的能量，转换效率低，以及不能自动适应潮位涨落的技术问题。包括浮筒、支撑架、2组伸缩筒、摆架以及支座，浮筒固定于支撑架上，支撑架与摆架相铰接，摆架与支座相铰接，第一伸缩筒两端与支撑架、摆架相铰接，第二伸缩筒的两端分别与摆架与支座相铰接。由于该装置利用浮筒作为波浪能量主要接收体，波浪的铅垂方向振荡水体的作用力和水平分力都能发挥作用，提高了转换效率；采取折叠式臂架结构，可减短伸缩筒的总行程保证了伸缩筒的压杆稳定性，且能够自动适应潮位涨落。具有减少海水的浸蚀、避免海洋污泥和附着物的不利影响的优点，提高了运动可靠性。
【专利说明】一种近海波浪能量转换利用装置
【技术领域】
[0001]本实用涉及一种转换利用装置，尤其是指一种近海波浪能量转换利用装置。有较高的能量转换效率且能够自动适应潮位变化。波浪能够使巨轮上下浮沉，其中蕴藏巨大能量，波浪能属于新能源，可开发利用于发电或在海水淡化等领域作为动力源。
【背景技术】
[0002]目前，公知的各种近海波浪能量机械转换装置中，有漂浮式和基座固定式。漂浮式用链条锚定于海底，土建成本低，但管理不便且接岸电缆容易受损；基座固定式便于管理和铺设接岸电缆，故应用相对广泛。在各类基座固定式波浪能量机械转换装置中，比较典型的结构有振荡浮子式和摆板式。振荡浮子式是在海面上设置直立圆柱形振荡浮子，振荡浮子随波浪上下起伏，驱动与之相连接的伸缩筒，伸缩筒为直线往复电机或液压油缸，若选用直线往复电机，则波浪能转换成非固定频率交流电，经整流逆变成工频交流电，从而实现波浪能转换发电，比较适合于即发即用的用电场合，但直线电机不易购置。若伸缩筒选用液压油缸，则波浪能转换成液压能贮存，再驱动油马达-发电机组发电，经整流逆变成工频交流电，从而实现波浪能转换发电，比较适合于用电低谷时(如夜间)贮能，用电高峰时放能多发电的场合。浮子式对波浪上下振荡水体的能量吸收利用率较高，但对水平分力的利用率不足；并且，海面潮位低时，浮子在低位振荡，潮位高时，浮子在高位振荡，潮位高度变化越大，那么伸缩筒的所需总行程越长，从力学的角度，其压杆稳定性将变差，另外导柱的水下部份容易生锈或附着污物，将影响浮子的运动。摆板式是沿波浪峰线放置带转轴的挡波板，挡波板随着波浪在水平方向往复摆动，驱动与之相连接的伸缩筒，从而实现波浪能转换。但海水潮位越低，挡板将越趋向于铅垂，对波浪上下振荡水体的利用率越小，不利于波浪能量转换率的提尚。
[0003]实用内容
[0004]为了克服【背景技术】的缺点与不足之处，本实用提供一种具有折叠结构的装置来吸收和转换波浪能量，使得波浪的铅垂方向振荡水体和水平分力的能量都能够发挥作用，从而提高波浪能量转换率；而且还能够自动适应潮位的涨落。
[0005]本实用的技术方案是:一种近海波浪能量转换利用装置，包括浮筒、支撑架、第一伸缩筒、第二伸缩筒、摆架以及支座，所述浮筒固定于支撑架的侧面，所述支撑架与摆架的一端相铰接，所述摆架的另一端与支座相铰接，所述第一伸缩筒的一端与支撑架相铰接，所述第一伸缩筒的另一端与摆架相铰接，所述第二伸缩筒的一端与摆架相铰接，所述第二伸缩筒的另一端与支座相铰接。
[0006]所述摆架包括相焊接的空心主梁、肋板、第一空心纵梁、第二空心纵梁、空心斜梁及第三空心纵梁，所述第一空心纵梁和第二空心纵梁垂直于空心主梁，所述肋板连接空心主梁和第一空心纵梁，所述空心斜梁为2根倾斜设置呈V形并位于第一空心纵梁、第二空心纵梁之间，所述第三空心纵梁位于2根空心斜梁之间。
[0007]所述支撑板包括主梁、肋板、面板、斜梁、第一纵梁、第二纵梁、第三纵梁以及第四纵梁，所述第一纵梁、第二纵梁、第三纵梁以及第四纵梁依次相隔分布并垂直于主梁，所述斜梁连接于第二纵梁与第四纵梁之间，所述面板连接于第一纵梁和第二纵梁之间，所述肋板分别连接于第一纵梁和主梁以及第二纵梁和主梁之间，所述浮筒固定于面板上。
[0008]所述浮筒包括底板、外肋板、围板以及内肋板，所述底板位于围板的底部，所述外肋板位于围板的外围，所述内肋板位于围板的内部，所述底板与支撑架固定连接。
[0009]所述底板与面板相焊接或通过螺栓固定连接。
[0010]所述摆架的上下端均设有伸缩筒支座，所述伸缩筒支座上设有销轴孔。
[0011]本实用具有以下有益效果:由于该装置利用浮筒作为波浪能量主要接收体，波浪的铅垂方向振荡水体的作用力和水平分力都能发挥作用，提高了转换效率；采取折叠式臂架结构，可减短作动筒的总行程保证了作动力筒的压杆稳定性，且能够自动适应潮位涨落。折叠式转换装置机构的运动副全部置于水面之上，减少了海水的浸蚀、也避免了海洋污泥和附着物的不利影响，提高了运动可靠性。
【附图说明】
[0012]图1为本实用的结构示意图。
[0013]图2为本实用中摆架的结构示意图。
[0014]图3为本实用中支撑架的结构示意图。
[0015]图4为本实用中摆架的局部结构放大图。
[0016]图5为本实用中浮筒的结构示意图。
[0017]图6为本实用中浮筒A向的结构放大图。
[0018]图7为本实用的液压原理图。
[0019]图中，浮筒1，底板11，外肋板12，围板13，内肋板14，支撑架2，主梁21，肋板22，面板23，斜梁24，第一纵梁25，第二纵梁26，第三纵梁27，第四纵梁28，第一伸缩筒3，第二伸缩筒4，摆架5，空心主梁51，肋板52，第一空心纵梁53，第二空心纵梁54，空心斜梁55，第三空心纵梁56，支座6，伸缩筒支座7，销轴孔8，油箱9，过滤器10，单向阀15，液压油缸16，溢流阀17，插装阀18，蓄能器19，电磁阀20，马达30，动力器件31，蓄能器32，压力传感器33ο
【具体实施方式】
[0020]下面针对附图对本实用的实施例作进一步说明:
[0021]一种近海波浪能量转换利用装置，包括浮筒1、支撑架2、第一伸缩筒3、第二伸缩筒4、摆架5以及支座6，所述浮筒I固定于支撑架2的侧面，所述支撑架2与摆架5的一端相铰接，所述摆架5的另一端与支座6相铰接，所述第一伸缩筒3的一端与支撑架2相铰接，所述第一伸缩筒3的另一端与摆架5相铰接，所述第二伸缩筒4的一端与摆架5相铰接，所述第二伸缩筒4的另一端与支座6相铰接，所述第一伸缩筒3、第二伸缩筒4均为液压油缸、气缸或能够进行能量转换的往复式伸缩器件。如图所示，近海折叠式波浪能量转换利用装置的构成图，带有浮筒I的安装于支撑架2，支撑架2与摆架5由销轴连接，与伸缩筒一起组成折叠式臂架结构；摆架5、伸缩筒与支座6铰接，摆架5可绕支座6的铰链中心摆动。支座6有2个，摆架5和支撑架分别铰接于支座上，支座6由地脚螺栓固定在粧台(或岸堤)上。折叠式装置由浮筒I支撑悬浮于水面，当波浪来临，波峰冲击浮筒1，伸缩筒受力压缩，对波浪能量进行转换，当浮筒I处于波谷时，浮力减少，在重力作用下，伸缩筒被拉出。伸缩筒随着波浪的起伏持续伸缩，波浪能量被持续转换。当潮位升高时，浮筒I将支撑架2与摆架5抬升后，浮筒I在高潮位随波振荡工作，如图中的双点划线所示；当潮位降低时，浮筒1、支撑架2和摆架5下移，浮筒I在低潮位随波振荡工作，从而自动适应潮位涨落。
[0022]在本实用中，所述摆架5包括相焊接的空心主梁51、肋板52、第一空心纵梁53、第二空心纵梁54、空心斜梁55及第三空心纵梁56，所述第一空心纵梁53和第二空心纵梁54垂直于空心主梁51，所述肋板52连接空心主梁51和第一空心纵梁53，所述空心斜梁55为2根倾斜设置呈V形并位于第一空心纵梁53、第二空心纵梁54之间，所述第三空心纵梁56位于2根空心斜梁55之间。上述连接方式均用焊接相互固定，上述结构分布形成的摆架，具有牢固性高和稳定性好的效果，空心主梁的两端均开有销轴孔，一端通过轴铰接于支座上，另一端通过轴铰接于支撑架上，伸缩筒支座开有销轴孔，第一伸缩筒和第二伸缩筒分别通过轴铰接于伸缩筒支座上。
[0023]在本实用中，所述支撑板2包括主梁21、肋板22、面板23、斜梁24、第一纵梁25、第二纵梁26、第三纵梁27以及第四纵梁28，所述第一纵梁25、第二纵梁26、第三纵梁27以及第四纵梁28依次相隔分布并垂直于主梁21，所述斜梁24连接于第二纵梁26与第四纵梁28之间，所述面板23连接于第一纵梁25和第二纵梁26之间，所述肋板22分别连接于第一纵梁25和主梁21以及第二纵梁26和主梁21之间，所述浮筒I固定于面板23上。采用上述结构连接方式并用焊接进行固定，有效的提高支撑板2的牢固性和稳定性。
[0024]在本实用中，所述浮筒I包括底板11、外肋板12、围板13以及内肋板14，所述底板11位于围板13的底部，所述外肋板12位于围板13的外围，所述内肋板14位于围板13的内部，所述底板11与支撑架2固定连接。
[0025]在本实用中，所述底板11与面板23相焊接或通过螺栓固定连接。支撑板2的面板23和浮筒I的底板11固定连接，浮筒由螺栓固定于支撑架或者用焊接方式固定于支撑架。所述摆架5的上下端以及支撑板2上均设有伸缩筒支座7，所述伸缩筒支座7上设有销轴孔8。
[0026]在本实用中，伸缩筒选用的是液压油缸，在波浪驱动下，经过浮筒和折叠臂架的传递转换，液压油缸16作往复运动，使得油箱9中的油液由过滤器10，经单向阀15配油后，被泵入蓄能器19中，波浪能量被转换成液压能贮存，系统最高工作压力由溢流阀17限定。需要使用液压能时，电磁阀20通电，插装阀18打开，高压液压油驱动马达30旋转。若动力器件31选用发电机则可发电；若选用水泵则可提供高压水给海水淡化装置里的反渗透膜进行淡化。当蓄能器19中的压力降至安全下限值，压力传感器33发出指令使电磁阀20断电，工作中的蓄能器19停止放能，从而得到保护，并转换至另一只蓄能器32放能继续工作。
[0027]实施例不应视为对实用的限制，但任何基于本实用的精神所作的改进，都应在本实用的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种近海波浪能量转换利用装置，其特征在于:包括浮筒(1)、支撑架(2)、第一伸缩筒(3)、第二伸缩筒(4)、摆架(5)以及支座(6)，所述浮筒(I)固定于支撑架(2)的侧面，所述支撑架(2)与摆架(5)的一端相铰接，所述摆架(5)的另一端与支座(6)相铰接，所述第一伸缩筒(3)的一端与支撑架(2)相铰接，所述第一伸缩筒(3)的另一端与摆架(5)相铰接，所述第二伸缩筒(4)的一端与摆架(5)相铰接，所述第二伸缩筒(4)的另一端与支座(6)相铰接。2.根据权利要求1所述的近海波浪能量转换利用装置，其特征在于:所述摆架(5)包括相焊接的空心主梁(51)、肋板(52)、第一空心纵梁(53)、第二空心纵梁(54)、空心斜梁(55)及第三空心纵梁(56)，所述第一空心纵梁(53)和第二空心纵梁(54)垂直于空心主梁(51)，所述肋板(52)连接空心主梁(51)和第一空心纵梁(53)，所述空心斜梁(55)为2根倾斜设置呈V形并位于第一空心纵梁(53)、第二空心纵梁(54)之间，所述第三空心纵梁(56)位于2根空心斜梁(55)之间。3.根据权利要求1所述的近海波浪能量转换利用装置，其特征在于:所述支撑板(2)包括主梁(21)、肋板(22)、面板(23)、斜梁(24)、第一纵梁(25)、第二纵梁(26)、第三纵梁(27)以及第四纵梁(28)，所述第一纵梁(25)、第二纵梁(26)、第三纵梁(27)以及第四纵梁(28)依次相隔分布并垂直于主梁(21)，所述斜梁(24)连接于第二纵梁(26)与第四纵梁(28)之间，所述面板(23)连接于第一纵梁(25)和第三纵梁(27)之间，所述肋板(22)分别连接于第一纵梁(25)和主梁(21)以及第二纵梁(26)和主梁(21)之间，所述浮筒(I)固定于面板(23)上。4.根据权利要求1或2或3所述的近海波浪能量转换利用装置，其特征在于:所述浮筒(I)包括底板(11)、外肋板(12)、围板(13)以及内肋板(14)，所述底板(11)位于围板(13)的底部，所述外肋板(12)位于围板(13)的外围，所述内肋板(14)位于围板(13)的内部，所述底板(11)与支撑架(2)固定连接。5.根据权利要求4所述的近海波浪能量转换利用装置，其特征在于:所述底板(11)与面板(23)相焊接或通过螺栓固定连接。6.根据权利要求1或2或3所述的近海波浪能量转换利用装置，其特征在于:所述摆架(5)的上下端以及支撑板(2)上均设有伸缩筒支座(7)，所述伸缩筒支座(7)上设有销轴孔(8)0
【文档编号】F03B13-14GK204283719SQ201420743332
【发明者】韦家础 [申请人]浙江国际海运职业技术学院