专利名称：潜浮－浪高动能机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种波浪动能机，特别涉及一种潜浮-浪高动能机。
背景技术：
众所周知，占地球表面积百分之七十以上的海洋，蕴藏着无穷无尽的能量，将这些能量提取转化利用一直是人们追求的目标。我国是一个临海国家，海岸线长达2万多公里，近海蕴藏的海浪能量是巨大的，我国有五湖四海，五大湖泊蕴藏的能量也是十分可观的。但是在目前，对五湖四海蕴藏的能量的开发利用仍屈指可数，且处于实验探索阶段。解决问题的关键是设计出一种或多种能高效提取海浪能量的设备，显然、当这种设备运行的经济性和热力发电具有可比性时，才能被推广应用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高效的潜浮-浪高动能机，在常用的同等浪高条件下，提取的能量大幅度提高。现有技术在常规情况下只能提取的波浪的能量，而本方案除提取该波浪能量外，还可提取一种价值可观的潜能，以此提升技术水平。
一种潜浮-浪高动能机，包括机架，能量输出装置，锚，其特征在于机架1是由多个纵向长管11、纵向管11a、横向长管12、横向管12a、竖管13构成一体，其顶层设有平台；设有波浪探测器2，集能机构3，集能控制装置4，其中波浪探测器2由挂架21、销轴22、摆杆23、浮筒24构成，挂架21固定在位于顶层的纵向管11a上，挂架21上装有销轴22，摆杆23的上部固定在销轴22上，浮筒24安装在摆杆23的下端部；集能机构3由固定座31、摆轴32、双臂杆33、导轮34、滑轮35、扇形齿轮36、伸缩筒37构成，固定座31分别安装在顶层相邻的纵向管11a上，摆轴32穿过2个双臂杆33后通过轴承套装在固定座31上，2个双臂杆33之间装有相互啮合的扇形齿轮36，双臂杆33的上端部装有导轮34和滑轮35，伸缩筒37安装在双臂杆33的下端部；集能控制装置4含有一个电路板和一组导轮限位装置，一个辅助限位装置，电路板布置在机架1的平台上，其电路由电源E、双杠行程开关JKL211、延时器T1和T2、电磁铁S1和S2组成，双杠行程开关JKL211布置在与挂架21作相对运动的摆杆23上；导轮限位装置布置在与机架平台固定连接的底板上，由导轨41、始升闸42、隔板43、闸片44、始降闸45、驱动器46、带有复位弹簧的闸块47、缓冲器48、始伸闸49组成，采用左右对称布置的2个导轨41，导轨41是由A-B-C-D-A线段围成的曲面板的边缘，始升闸42布置在2个导轨之间上端部的间隔处，隔板43布置在2个导轨之间下端部的间隔处，隔板43的左侧和右侧分别布置闸片44、始降闸45以及驱动器46，带有复位弹簧的闸块47布置在导轨上端部外侧，缓冲器48布置在闸块47上方，始伸闸49位于闸块47上方外侧，电磁铁S1和S2分别布置在始升闸42上方和驱动器46下方，位于隔板43两侧的电磁铁S2並联；辅助限位装置布置在固定于机架平台的另一个底板上用于控制缓冲器48和始伸闸49的动作，由与摆杆23上端部相连的连杆4a、拨杆座4b、拨杆4c、拉簧4d、杠杆4e和4e′、拉钩4f、摆块及摆块轴4j、限位槽及限位销4k、杠杆销4g、滚轮4h、挡块4m、顶杆4n、弹簧及簧座4o组成，拨杆4c的一端安装在拨杆座4b上，其另一端卡住在始伸闸49的导杆上，拉簧4d的两端装在拨杆4c上，杠杆4e和4e′及拉钩4f的一端采用杠杆销4g连在一起，杠杆4e和4e′的另一端装在拨杆4c上，拉钩4f的另一端钩住缓冲器48，摆块轴4j焊在连杆下面，布置在限位槽内的限位销焊在连杆的下表面，挡块4m位于连杆4a的下方，固定在底板上，顶杆4n固定在挡块4m上，摆块4j钩住伸出外部的杠杆销4g外面的滚轮4h。能量输出装置5由中间轴51和52、伞齿轮53和54、同步带轮及同步带55构成，中间轴51和52分别安装在机架平台上，且两者相互垂直，相互啮合的伞齿轮53和54分别安装在中间轴51和52上，在摆轴32上装有超越离合器，该离合器与中间轴51之间采用同步带轮及同步带55连接；伸缩筒37由管轴37a、左轴毂37b、右轴毂37c、左端盖37d、右端盖37e、移盘37f、左翘板37g、右翘板37h、护管37j、橡胶套37k组合而成；延时器T1和T2的延时时间长短视波浪传播速度而定；驱动器46由摆杆46a和46b、运动副46c和46d、拉杆46e和复位弹簧46f、电磁铁S2组成，其中摆杆46a和46b、拉杆46e、复位弹簧46f的一端由轴销连接在一起，运动副46c设置在始降闸45上，运动副46d设置在底板上，复位弹簧46f的另一端固定在底板上，双杠行程开关的b-b导通，电磁铁S2通电，拉动拉杆46e带动始降闸45外移。
参照图6和图7，以下详细说明本潜浮-浪高动能机的运行过程。
·如图7所示，导轮在A-B行程运行时，位于水面上方的伸缩筒横向收缩，伸缩筒体积缩小比重增大。
·导轮在B-C行程运行时，伸缩筒依靠自身单摆重量快速潜入水中，推动闸块后由于惯性作用撞击缓冲器，缓冲器向外位移，始伸闸动作。
·导轮进入C-D行程，缓冲器、闸块相继复位。
·导轮运行到导轨的D处时，装在摆杆23上的双杠行程开关由于摆杆23与挂架21的相对运动，双杠行程开关中的a-a导通，电磁铁S1吸引始升闸上升。
·导轮进入导轨上的D-A行程，伸缩筒在水中其外周面上受到水压，使翘板被压平，和橡胶套的回弹收缩力，迫使伸缩筒快速伸长数倍，筒体体积增大，比重减小，波浪来时，快速浮至浪峰，并被锁定。当波浪一过去，便悬在空中，借其自身惯性及波浪抬高作用，导轮进入A-A′区间，受闸片阻挡及始降闸挤压而暂停移动。
·由于摆轴与挂架的相对运动，双杠行程开关的b-b导通，电磁铁S2工作，驱动驱动器带动始降闸向外位移，导轮返回，且再一次进入行程A-B。导轮以此往复运动，处于水下的伸缩筒快速上升和随波浪上升至浪峰的行程中驱动摆轴23转动，提取的能量提供给能量输出装置，对外供给动力源。
本动能机采用抛锚定位定向，纵向长管11对准波浪前沿，确保动能机提取的能量值稳定。
同现有技术比较，本发明具有如下突出优点1)除提取常规的波浪能量外，小型机伸缩筒潜入水中深度为1.5～2.5米，提取的能量提高80％以上；2)纵向长管11对准波浪前沿，提取能量值稳定；3)本机输出的动能不用转换成电能，而直接驱动水泵从海底采矿或用于发电，如吸取海底富含矿物质的悬浮物；4)结构简单，安装维护方便。对深海及浅海海域皆可适用，利于建造大型集能基地。
图1为潜浮-浪高动能机的结构示意图。
图2为支架的结构示意图。
图3为波浪探测器、集能机构、能量输出装置的安装图。
图4为伸缩筒收缩状态示意图。
图5为伸缩筒扩张状态示意图。
图6为控制电路图。
图7为导轮运行轨迹及控制部件图。
图8为辅助限位装置结构示意图。
图9和图10为混凝土锚及钢板接线箱结构图。
具体实施例方式
实施例1一种潜浮-浪高动能机，如图1～图3所示，在底层采用2根平行排列的纵向长管11，中心距为19m，每根尺寸为φ1.5×100m，管内分隔为三部分，中段视风浪大小适量充水，首尾两段中空，两端呈流线形，通过抛锚定位，该锥状体对着来浪方向，中层的纵向长管位于底层纵向长管上方，处于水的界面上，与底层纵向长管的中心距为4.5m。如图3所示，浮筒和伸缩筒的轴线与浪的前沿成平行布置，来浪先后将浮筒和伸缩筒顺势抬起。以5个尺寸为φ1×7m的伸缩筒为一组，提升行程为2.5mm，平均提升速度为每秒1米，输出有效浮力为5吨，每组输出功率为106kw，本动能机设置10组伸缩筒，输出总功率为1060kw。
实施例2一种潜浮-浪高动能机，以60个伸缩筒为10组，每组6个伸缩筒，伸缩筒直径不小于2m，每组输出功率为500kw，输出总功率为5000kw。
实施例3一种潜浮-浪高动能机，采用70个伸缩筒，以7个为1组，共分10组，伸缩筒直径不小于3m，伸缩筒潜水深度不小于4.5米，输出总功率不小于10000kw。图9和图10为混凝土锚和钢板接线箱的结构图，混凝土锚6由锚脚61，D形环62、丁字铁及锚索63构成。钢板接线箱65布置在混凝土锚中央上，包含密封套66，钢管67，电缆68，密封套69，导线夹65a，绝缘箱65b。
权利要求
1.一种潜浮—浪高动能机，包括机架，能量输出装置，锚，其特征在于机架(1)是由多个纵向长管(11)、纵向管(11a)、横向长管(12)、横向管(12a)、竖管(13)构成一体，其顶层设有平台；设有波浪探测器(2)，集能机构(3)，集能控制装置(4)，其中波浪探测器(2)由挂架(21)、销轴(22)、摆杆(23)、浮筒(24)构成，挂架(21)固定在位于顶层的纵向管(11a)上，挂架(21)上装有销轴(22)，摆杆(23)的上部固定在销轴(22)上，浮筒(24)安装在摆杆(23)的下端部；集能机构(3)由固定座(31)、摆轴(32)、双臂杆(33)、导轮(34)、滑轮(35)、扇形齿轮(36)、伸缩筒(37)构成，固定座(31)分别安装在顶层相邻的纵向管(11a)上，摆轴(32)穿过2个双臂杆(33)后通过轴承套装在固定座(31)上，2个双臂杆(33)之间装有相互啮合的扇形齿轮(36)，双臂杆(33)的上端部装有导轮(34)和滑轮(35)，伸缩筒(37)安装在双臂杆(33)的下端部；集能控制装置(4)含有一个电路板，一组导轮限位装置，一个辅助限位装置，电路板布置在机架(1)的平台上，其电路由电源(E)、双杠行程开关(JKL211)、延时器(T1和T2)、电磁铁(S1和S2)组成，双杠行程开关(JKL211)布置在与挂架(21)作相对运动的摆杆(23)上；导轮限位装置布置在与机架平台固定连接的底板上，由导轨(41)、始升闸(42)、隔板(43)、闸片(44)、始降闸(45)、驱动器(46)、带有复位弹簧的闸块(47)、缓冲器(48)、始伸闸(49)组成，采用左右对称布置的2个导轨(41)，始升闸(42)布置在2个导轨之间上端部的间隔处，隔板(43)布置在2个导轨之间下端部的间隔处，隔板(43)的左侧和右侧分别布置闸片(44)、始降闸(45)以及驱动器(46)，带有复位弹簧的闸块(47)布置在导轨上端部外侧，缓冲器(48)布置在闸块(47)上方，始伸闸(49)位于闸块(47)上方外侧，电磁铁(S1和S2)分别布置在始升闸(42)上方和驱动器(46)下方，位于隔板(43)两侧的电磁铁(S2)並联；辅助限位装置布置在固定于机架平台的另一个底板上用于控制缓冲器(48)和始伸闸(49)的动作，由与摆杆(23)上端部相连的连杆(4a)、拨杆座(4b)、拨杆(4c)、拉簧(4d)、杠杆(4e和4e′)、拉钩(4f)、摆块及摆块轴(4j)、限位槽及限位销(4k)、杠杆销(4g)、滚轮(4h)、挡块(4m)、顶杆(4n)、弹簧及簧座(4o)组成，拨杆(4c)的一端安装在拨杆座(4b)上，其另一端卡住在始伸闸(49)的导杆上，拉簧(4d)的两端装在拨杆(4c)上，杠杆(4e和4e′)及拉钩(4f)的一端采用杠杆销(4g)连在一起，杠杆(4e和4e′)的另一端装在拨杆(4c)上，拉钩(4f)的另一端钩住缓冲器(48)，摆块轴(4j)焊在连杆下面，布置在限位槽内的限位销焊在连杆的下表面，挡块(4m)位于连杆4a的下方，固定在底板上，顶杆(4n)固定在挡块(4m)上，摆块(4j)钩住伸出外部的杠杆销(4g)外面的滚轮4h；能量输出装置(5)由中间轴(51和52)、伞齿轮(53和54)、同步带轮及同步带(55)构成，中间轴(51和52)分别安装在机架平台上，且两者相互垂直，相互啮合的伞齿轮(53和54)分别安装在中间轴(51和52)上，在摆轴(32)上装有超越离合器，该离合器与中间轴(51)之间采用同步带轮及同步带(55)连接。
2.根据权利要求1所述的潜浮—浪高动能机，其特征在于伸缩筒(37)由管轴(37a)、左轴毂(37b)、右轴毂(37c)、左端盖(37d)、右端盖(37e)、移盘(37f)、左翘板(37g)、右翘板(37h)、护管(37j)、橡胶套(37k)组合而成。
3.根据权利要求1所述的潜浮—浪高动能机，其特征在于延时器(T1和T2)的延时时间长短视波浪传播速度而定。
4.根据权利要求1所述的潜浮—浪高动能机，其特征在于导轨(41)是由A-B-C-D-A线段围成的曲面板的边缘。
5.根据权利要求1所述的潜浮—浪高动能机，其特征在于驱动器(46)由摆杆(46a和46b)、运动副(46c和46d)、拉杆(46e)和复位弹簧(46f)、电磁铁(S2)组成，其中摆杆(46a和46b)、拉杆(46e)、复位弹簧(46f)的一端由轴销连接在一起，运动副(46c)设置在始降闸(45)上，运动副(46d)设置在底板上，复位弹簧(46f)的另一端固定在底板上，双杠行程开关的b-b导通，电磁铁(S2)通电，拉动拉杆(46e)带动始降闸(45)外移。
全文摘要
一种潜浮－浪高动能机，由机架(1)、波浪探测器(2)、集能机构(3)、集能控制装置(4)、能量输出装置(5)以及锚构成，集能机构(3)作水上－水下往复摆动运动，提取波浪能量和在水中运动时的潜能，能量输出装置(5)向外部提供动力源。同现有技术比较，本发明具有如下突出优点1)除提取常规的波浪能量外，小型机伸缩筒潜入水中深度为1.5～2.5米，提取的能量提高80％以上；2)纵向长管11对准波浪前沿，提取能量值稳定；3)本机输出的动能不用转换成电能，而直接驱动水泵从海底采矿或用于发电，如吸取海底富含矿物质的悬浮物；4)结构简单，安装维护方便。对深海及浅海海域皆可适用，利于建造大型集能基地。
文档编号F03B13/14GK1800630SQ20051006232
公开日2006年7月12日 申请日期2005年12月30日 优先权日2005年12月30日
发明者黄金伦 申请人:黄金伦