专利名称：海洋波能量毯的制作方法
技术领域：
本申请涉及一种海洋波能量毯。
背景技术：
海水的运动分为洋流、潮汐和海浪三种形式。洋流，又称海流，是指大洋表层海水常年大规模地沿一定方向进行的较为稳定的流动。潮汐，是指海水在月球和太阳引力作用下发生的周期性涨落现象。海浪，是指发生在海洋中的一种波动现象。海水的这三种形式的运动都会产生大量的动能，且该能源是清洁的能源，不产生任何污染。如果能够将该能源加以利用，意义可谓非常重大。
发明内容
在下文中给出关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。根据本发明的一方面，一种海洋波能量毯包括排列成矩形的多个能量转换组，每个所述能量转换组包括漂浮于海洋中的能量浮筒、发电机和配重物；其中:所述能量浮筒包括漂浮体，所述漂浮体是长形的并且能够在垂直方向上设置一个或多个；所述发电机的一端与能量浮筒连接，另一端与配重物连接；所述配重物处于海水中的深度大于所述能量浮筒处于海水中的深度；所述发电机用于将所述能量浮筒与所述配重物之间相对运动的动能转化为电能。更进一步地，海洋波能量毯中的每个能量转换组还包括推进器；所述推进器通过电驱动，使海洋波能量毯横向于海洋波伫立。更进一步地，海洋波能量毯中的每个能量转换组还包括弹性管，每一所述能量浮筒均包括一个漂浮体；所述漂浮体通过弹性管与相邻的能量浮筒的漂浮体彼此连接。更进一步地，海洋波能量毯中的弹性管向下引导使得船能够在能量浮筒之间通行。更进一步地，海洋波能量毯中的弹性管为螺旋盘绕的弹簧。更进一步地，海洋波能量毯中的每个能量转换组还包括电子调节装置，所述漂浮体内具有容器，所述电子调节装置在相应高波的情况下处于俯仰运动，使得所述海洋波能量毯在洋流中下潜，利用电驱动的泵将海水泵入漂浮体内的容器中，使得海洋波能量毯保持在预设的水深； 当海洋波平静时，排出所述容器中的海水，使得所述海洋波能量毯上浮至海面。
更进一步地，海洋波能量毯中的弹性管中安置有用于导出电能量的电缆，所述电缆的插接端设置在能量浮筒的上表面。更进一步地，海洋波能量毯可转动地连接到海底电缆，使得其可以在海平面上围绕自身的垂直轴线转动，而不会缠绕海底电缆。更进一步地，海洋波能量毯中的发电机包括气密封的发电机壳体以及位于所述发电机壳体内的电流发生器、油涡轮和液压阀；所述能量浮筒的漂浮体通过位于其下部的、可全向运动的万向节与发电机壳体连接。更进一步地，海洋波能量毯中的发电机壳体的下部连接有液压缸；
所述液压缸的下部顺序连接有浮性体和铰接杆；所述铰接杆的下部通过可全向转动的球窝接头与所述配重物相连。更进一步地，海洋波能量毯中的各能量浮筒的配重物处于不同的水深。更进一步地，海洋波能量毯中的漂浮体的中部具有开口，所述发电机壳体能够通过开口升起；所述开口中具有固定箱，所述发电机壳体通过所述万向节固定在所述固定箱上；所述固定箱用楔形物固定在漂浮体上。更进一步地，海洋波能量毯中的铰接杆(13)在爆发的海洋波的奔流袭击长形漂浮体时扣合和弹开。更进一步地，海洋波能量毯中的液压缸包括两个舱、液压油管路、油涡轮及其喷嘴、止回阀、吸气阀和活塞；液压缸的两个舱通过液压油管路分别与油涡轮的喷嘴连接；设置在喷嘴之前的止回阀和设置在油填充物中的吸气阀在活塞在液压缸中往复运动时吸取油，并通过喷嘴将油喷射到油涡轮的转子上。更进一步地，海洋波能量毯中的油涡轮具有两个喷嘴；所述两个喷嘴的横截面通过喷嘴针来调节；所述每个能量转换组还包括电子调节装置，通过电子调节装置来调节所述活塞在所述液压缸中的运动速度，从而使得液压缸的两个舱中始终保持所期望的油压，进而将所期望的力作用于所述活塞上。更进一步地，海洋波能量毯中的活塞在液压缸中的位置由电子调节装置借助能够以磁性方式读取的标度尺来识别。更进一步地，海洋波能量毯中的发电机的电流发生器包括飞轮；所述飞轮由硬质的磁化缸构成，当所述飞轮转动时，电线圈中产生电流。本发明的海洋波能量毯可将海水运动产生的动能转换为电能并输出。
参照下面结合附图对本发明实施例的说明，会更加容易地理解本发明的以上和其它目的、特点和优点。附图中的部件只是为了示出本发明的原理。在附图中，相同的或类似的技术特征或部件将采用相同或类似的附图标记来表示。图1a为本发明的海洋波能量毯的一种实施方式的主视图；图1b为图1a的俯视图2为本发明的海洋波能量毯其中一个能量转换组的结构图；其中:I——漂浮体；2—推进器；3-弹性管；4——万向节；5——海洋波能量毯；6——能量浮筒；7——发电机壳体；8——电流发生器；9——油涡轮；
10——插接端；11——液压缸；12-浮性体；13——铰接杆；14——球窝接头；15——配重物；16-固定箱；17——楔形物；18——橡胶封套；20——液压缸的舱；21——液压油管路；22-喷嘴；23-止回阀；25-吸气阀；26——活塞；27-弹簧；28-测量传感器；29-飞轮；30——喷嘴针。
具体实施例方式参见图1a所示，为本发明的海洋波能量毯的一种实施方式的结构图，图1b为图1a的俯视图。海洋波能量毯5，包括多个排列成矩形的能量转换组。每个能量转换组都包括漂浮于海洋中的能量浮筒6、发电机和配重物15。参见图2所示，为海洋波能量毯5其中一个能量转换组的一种实施方式的结构图。能量浮筒6包括漂浮体1，漂浮体I可以设置为长形，例如矩形，并且能够在垂直方向上设置一个或多个。
发电机的一端与能量浮筒6连接，另一端与配重物15连接。配重物15的一端与发电机连接，且配重物15处于海水中的深度大于能量浮筒6处于海水中的深度。发电机将能量浮筒6与配重物15之间相对运动的动能转化为电能。由于能量浮筒6与配重物15处于海水中的不同深度，不同深度的海水运动速度不同，因而能量浮筒6与配重物15之间可产生速度差，发电机利用该速度差，将动能转换为电能并输出。作为一种实施方式，海洋波能量毯5中的每个能量转换组还可以包括推进器2，推进器2可通过电驱动，使海洋波能量毯5在海浪运动时保持水平位置相对固定。相较漂浮体为圆形的情况下，长形的漂浮体I可在受海洋波撞击时，获得更多的能量，并且可以使推进器在保持海洋波能量毯5水平位置相对固定时，付出更小的功率，例如每个能量浮筒6所需的功率可低于50千瓦。海洋波能量毯5可在海岸上被组装并且随后以受卫星控制的方式利用通过海洋波产生的电流借助推进器2漂浮至其使用位置。能量浮筒6也可以单独借助合适的力漂浮至其使用位置并且在那里组装成海洋波能量毯。多个海洋波能量毯5可组装形成海洋波电站，并且通过卫星控制，固定在海洋中的某个位置上。多个海洋波能量毯5可借助电驱动的推进器2)维持在该位置上。在小的海洋深度的情况下，海洋波能量毯可以通过可转动的连接而锚定在海底。作为一种实施方式，海洋波能量毯5中的每个能量转换组还包括弹性管3，且每一个能量浮筒6还可包括漂浮体I。漂浮体I通过弹性管3与相邻的能量浮筒6的漂浮体I彼此连接。海洋波能量毯5中的弹性管3通过向下引导，带动能量浮筒6潜入海水较深处，从而可使得船在能量浮筒6之间通行。作为一种优选方式，海洋波能量毯5中的弹性管3可以是螺旋盘绕的弹簧，或者任何其他本领域技术人员熟知的弹性体。作为一种优选方式，海洋波能量毯5中的每个能量转换组还可以包括电子调节装置。电子调节装置在相应高波的情况下处于俯仰运动，使得海洋波能量毯5可以在洋流中下潜。在洋流中，海洋波能量毯5可如潜水艇没入水面之下大约30米，以便受保护而免受毁坏并且由于海水运动而进一步提供电流。例如，可以利用电驱动的泵将海水泵入漂浮体I内的容器中，使得海洋波能量毯保持在预设的水深。当海洋波平静时，排出容器中的海水，从而可以使得海洋波能量毯5上浮至海面。作为一种实施方式，海洋波能量毯5中的弹性管3中可安置有用于导出电能量的电缆，电缆的插接端10例如可以设置在能量浮筒6的上表面。作为一种实施方式，海洋波能量毯5可转动地连接到海底电缆，使得其可以在海平面上围绕自身的垂直轴线转动，而不会缠绕海底电缆。当海洋波能量毯5转动时，与之相连的海底电缆扭曲，而不缠绕。作为一种实施方式，海洋波能量毪5中的发电机可包括气密封的发电机壳体7以及位于发电机壳体7内的电流发生器8、油涡轮9和液压阀。能量浮筒6的漂浮体I通过位于其下部的、可全向运动的万向节4与发电机壳体7连接。海洋波能量毯5中的发电机壳体7的下部连接有液压缸11。液压缸11的下部顺序连接有浮性体12和铰接杆 13。铰接杆13的下部通过可全向转动的球窝接头14与配重物15相连。配重物15可由混凝土制成。浮性体设计为使得配重物15、铰接杆13和浮性体12悬浮于水中并且没有拉力或压力施加到液压缸11上。液压缸11外部可用填充有油的橡胶封套18来防止海水进入。铰接杆13在爆发的海洋波的奔流袭击长形漂浮体I时，可以扣合和弹开，由此限制了作用力并且防止铰接杆13折断。作为一种优选方案，海洋波能量毯5中的各能量浮筒6的配重物15处于不同的水深，从而可避免各配重物15之间相互碰撞而造成的能量损失。作为一种优选方案，海洋波能量毯5中的漂浮体I例如可由混凝土制成。漂浮体I内可设置漂浮舱，漂浮舱内例如可填充轻质泡沫。漂浮体I的中部具有开口，发电机壳体7能够通过开口升起，用于维护或更换。开口中具有固定箱16，发电机壳体7通过万向节4固定在固定箱16上。固定箱16可用楔形物17固定在漂浮体I上，楔形物可在受腐蚀的状态中被打落。为了升起发电机壳体7，可在漂浮体I上设置起动架。借助于此，在波浪适中的情况下，可以将发电机拔出。作为一种优选方案，海洋波能量毯5中的液压缸包括两个舱20、液压油管路21、油涡轮9及其喷嘴22、止回阀23、吸气阀25和活塞26。液压缸11的两个舱20通过液压油管路21分别与油涡轮9的喷嘴22连接。设置在喷嘴之前的止回阀23和设置在油填充物中的吸气阀25在活塞26在液压缸11中往复运动时吸取油，并通过喷嘴22将油喷射到油涡轮9的转子上。作为一种优选方案，海洋波能量毯5中的油涡轮9的喷嘴22可为两个。两个喷嘴22的横截面可通过喷嘴针30来调节。在海水剧烈波动时，电子调节装置借助喷嘴针30打开油涡轮9的喷嘴22，使得喷嘴22的横截面增宽从而降低液压力，进而避免超过电流发生器8的允许功率。海洋波能量毯5还可通过电子调节装置来调节活塞26在液压缸11中的运动速度，从而使得液压缸11的两个舱20中始终保持所期望的油压，进而将所期望的力作用于活塞26上。作为一种优选方案，液压缸11中可设置端位置衰减器(图中未示出)，使得漂浮体I与配重物15的之间的相对运动在超出液压缸11的最大行程时可被平缓地制动，从而避免过大的力出现。通过相应选择作用于活塞(26，图2)上的力，电子调节装置实现活塞的来回运动保持在液压缸(11，图2)的两个端部位置之间的中部中。作为一种优选方案，海洋波能量毯5中的活塞26在液压缸11中的位置可由电子调节装置借助作用于测量传感器28的弹簧27来识别，或者电子调节装置借助能够以磁性方式读取的标度尺来识别。作为一种优选方案，海洋波能量毯5中的发电机的电流发生器8可包括飞轮29。飞轮29可使电流发生器8在由海洋波波动而引起的油涡轮9的输出功率不均匀时，较为均匀地输出电流。作为一种实施方式，飞轮29可由硬质的磁化缸构成。在该实施方式中，当飞轮29转动时，切割磁化缸的磁力线，从而可使电流发生器8中的电线圈中产生电流。
采用本发明的海洋波能量毯，可将海水运动产生的动能转换为电能并输出，节省了日益减少的不可再生资源，更加利于环保。上面对本发明的一些实施方式进行了详细的描述。如本领域的普通技术人员所能理解的，本发明的方法和装置的全部或者任何步骤或者部件，可以在任何计算设备(包括处理器、存储介质等)或者计算设备的网络中，以硬件、固件、软件或者它们的组合加以实现，这是本领域普通技术人员在了解本发明的内容的情况下运用他们的基本编程技能就能实现的，因此不需在此具体说明。此外，显而易见的是，在上面的说明中涉及到可能的外部操作的时候，无疑要使用与任何计算设备相连的任何显示设备和任何输入设备、相应的接口和控制程序。总而言之，计算机、计算机系统或者计算机网络中的相关硬件、软件和实现本发明的前述方法中的各种操作的硬件、固件、软件或者它们的组合，即构成本发明的设备及其各组成部件。因此，基于上述理解，本发明的目的还可以通过在任何信息处理设备上运行一个程序或者一组程序来实现。所述信息处理设备可以是公知的通用设备。因此，本发明的目的也可以仅仅通过提供包含实现所述方法或者设备的程序代码的程序产品来实现。也就是说，这样的程序产品也构成本发明，并且存储或者传输这样的程序产品的介质也构成本发明。显然，所述存储或者传输介质可以是本领域技术人员已知的，或者将来所开发出来的任何类型的存储或者传输介质，因此也没有必要在此对各种存储或者传输介质一一列举。在本发明的设备和方法中，显然，各部件或各步骤是可以分解、组合和/或分解后重新组合的。这些分解和/或重新组合应视为本发明的等效方案。还需要指出的是，执行上述系列处理的步骤可以自然地按照说明的顺序按时间顺序执行，但是并不需要一定按照时间顺序执行。某些步骤可以并行或彼此独立地执行。同时，在上面对本发明具体实施例的描述中，针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。
应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、要素、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、要素、步骤或组件的存在或附加。虽然已经详细说明了本发明及其优点，但是应当理解在不超出由所附的权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下可以进行各种改变、替代和变换。而且，本申请的范围不仅限于说明书所描述的过程、设备、手段、方法和步骤的具体实施例。本领域内的普通技术人员从本发明的公开内容将容易理解，根据本发明可以使用执行与在此所述的相应实施例基本相同的功能或者获得与其基本相同的结果的、现有和将来要被开发的过程、设备、手段、方法或者步骤。因此，所附的权利要求旨在在它们的范围内包括这样的过程、设备、手段、方法或者步骤。
权利要求
1.一种海洋波能量毯(5)，其特征在于，所述海洋波能量毯包括排列成矩形的多个能量转换组，每个所述能量转换组包括漂浮于海洋中的能量浮筒出)、发电机和配重物； 其中 所述能量浮筒(6)包括漂浮体(I)，所述漂浮体(I)是长形的并且能够在垂直方向上设置一个或多个； 所述发电机的一端与能量浮筒连接，另一端与配重物连接； 所述配重物处于海水中的深度大于所述能量浮筒处于海水中的深度； 所述发电机用于将所述能量浮筒与所述配重物之间相对运动的动能转化为电能。
2.根据权利要求I所述的海洋波能量毯(5)，其特征在于，所述每个能量转换组还包括推进器(2);所述推进器(2)通过电驱动，使海洋波能量毯横向于海洋波伫立。
3.根据权利要求I所述的海洋波能量毯，其特征在于，所述每个能量转换组还包括弹性管(3)，每一所述能量浮筒(6)均包括一个漂浮体(I)； 所述漂浮体(I)通过弹性管(3)与相邻的能量浮筒的漂浮体彼此连接。
4.根据权利要求3所述的海洋波能量毯，其特征在于，所述弹性管(3)向下引导使得船能够在能量浮筒(6)之间通行。
5.根据权利要求4所述的海洋波能量毯，其特征在于所述弹性管(3)为螺旋盘绕的弹黃。
6.根据权利要求I所述的海洋波能量毯，其特征在于，所述每个能量转换组还包括电子调节装置，所述漂浮体(I)内具有容器，所述电子调节装置在相应高波的情况下处于俯仰运动，使得所述海洋波能量毯在洋流中下潜，利用电驱动的泵将海水泵入漂浮体(I)内的容器中，使得海洋波能量毯保持在预设的水深； 当海洋波平静时，排出所述容器中的海水，使得所述海洋波能量毯上浮至海面。
7.根据权利要求3所述的海洋波能量毯，其特征在于，所述弹性管(3)中安置有用于导出电能量的电缆，所述电缆的插接端设置在能量浮筒的上表面。
8.根据权利要求I所述的海洋波能量毯，其特征在于，所述海洋波能量毯可转动地连接到海底电缆，使得其可以在海平面上围绕自身的垂直轴线转动，而不会缠绕海底电缆。
9.根据权利要求I所述的海洋波能量毯，其特征在于，所述发电机包括气密封的发电机壳体(7)以及位于所述发电机壳体(7)内的电流发生器、油涡轮(9)和液压阀；所述能量浮筒的漂浮体(I)通过位于其下部的、可全向运动的万向节(4)与发电机壳体(7)连接。
10.根据权利要求9所述的海洋波能量毯，其特征在于，所述发电机壳体(7)的下部连接有液压缸(11)； 所述液压缸的下部顺序连接有浮性体(12)和铰接杆(13)； 所述铰接杆(13)的下部通过可全向转动的球窝接头(14)与所述配重物(15)相连。
11.根据权利要求I所述的海洋波能量毯，其特征在于，各能量浮筒(6)的配重物(15)处于不同的水深。
12.根据权利要求9所述的海洋波能量毯，其特征在于所述漂浮体(I)的中部具有开口，所述发电机壳体(7)能够通过开口升起； 所述开口中具有固定箱(16)，所述发电机壳体(7)通过所述万向节(4)固定在所述固定箱上；所述固定箱用楔形物(17)固定在漂浮体(I)上。
13.根据权利要求10所述的海洋波能量毯，其特征在于 所述铰接杆(13)在爆发的海洋波的奔流袭击长形漂浮体(I)时扣合和弹开。
14.根据权利要求10所述的海洋波能量毯，其特征在于，所述液压缸(11)包括两个舱(20)、液压油管路(21)、油涡轮(9)及其喷嘴(22)、止回阀(23)、吸气阀(25)和活塞(26)； 液压缸(11)的两个舱(20)通过液压油管路(21)分别与油涡轮(9)的喷嘴(22)连接;设置在喷嘴(22)之前的止回阀(23)和设置在油填充物中的吸气阀(25)在活塞(26)在液压缸(11)中往复运动时吸取油，并通过喷嘴(22)将油喷射到油涡轮(9)的转子上。
15.根据权利要求14所述的海洋波能量毯，其特征在于所述油涡轮(9)具有两个喷嘴(22)； 所述两个喷嘴(22)的横截面通过喷嘴针(30)来调节； 所述每个能量转换组还包括电子调节装置，通过电子调节装置来调节所述活塞(26)在所述液压缸(11)中的运动速度，从而使得液压缸(11)的两个舱(20)中始终保持所期望的油压，进而将所期望的力作用于所述活塞(26)上。
16.根据权利要求15所述的海洋波能量毯，其特征在于，所述活塞(26)在液压缸(11)中的位置由电子调节装置借助能够以磁性方式读取的标度尺来识别。
17.根据权利要求9所述的海洋波能量毯，其特征在于所述发电机的电流发生器包括飞轮(29)； 所述飞轮由硬质的磁化缸构成，当所述飞轮转动时，电线圈中产生电流。
全文摘要
本发明涉及一种海洋波能量毯。海洋波能量毯包括多个排列成矩形的能量转换组，每个能量转换组包括漂浮于海洋中的能量浮筒、发电机和配重物。其中能量浮筒包括漂浮体，漂浮体是长形的并且能够在垂直方向上设置一个或多个。发电机的一端与能量浮筒连接，另一端与配重物连接。配重物与发电机连接，且配重物处于海水中的深度大于能量浮筒处于海水中的深度。发电机将能量浮筒与配重物之间相对运动的动能转化为电能。采用本发明的海洋波能量毯，可将海水运动产生的动能转换为电能并输出，节省了日益减少的不可再生资源，更加利于环保。
文档编号F03B17/00GK103256171SQ201210041319
公开日2013年8月21日 申请日期2012年2月21日 优先权日2012年2月21日
发明者张建洪 申请人:张建洪