一种可实现能量梯次俘获的波浪能俘获装置的制作方法

1.本技术涉及波浪能发电技术领域，尤其涉及一种可实现能量梯次俘获的波浪能俘获装置。


背景技术：

2.在众多的可再生能源中，波浪能是一种清洁、储量丰富的海洋可再生能源，具有能流密度大、分布广泛、可持续利用、不受时空局限等优点。
3.波浪能装置通常都有一定的波高工作范围，由于波浪具有波动性、间隙性与随机性，在波浪较小时因波浪力太小无法带动吸波浮体做功而不能发电，波浪较大时为确保装置安全性能不得不停止发电。受限于此，现有的波浪能装置很难适应不同的浪况，难以稳定发电，导致其仍无法大规模应用。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本技术的目的是提供一种可实现能量梯次俘获的波浪能俘获装置，用于解决现有的波浪能发电装置发电不稳定的问题。
5.为达到上述技术目的，本技术提供一种可实现能量梯次俘获的波浪能俘获装置，包括：一级获能组件、二级获能组件与三级获能组件；
6.所述一级获能组件包括：外吸波浮体、内吸波浮体与一级储能伸缩杆；
7.所述外吸波浮体的底面设置有开口槽；
8.所述内吸波浮体可滑动设置于所述开口槽内，且外周与所述开口槽的槽壁密封连接；
9.所述一级储能伸缩杆设置于所述开口槽内，且输出端连接所述内吸波浮体；
10.所述二级获能组件包括：支撑座、滑板与二级储能伸缩杆；
11.所述外吸波浮体沿竖直方向可转动设置于所述支撑座的前端；
12.所述滑板可前后滑动设置于所述支撑座上；
13.所述二级储能伸缩杆沿竖直方向可转动设置于所述滑板上，且所述二级储能伸缩杆的输出端沿竖直方向可转动连接所述外吸波浮体；
14.所述三级获能组件包括：三级储能伸缩杆；
15.所述支撑座上于所述滑板的后端设置有固定板；
16.所述三级储能伸缩杆固定于所述固定板上，且输出端连接所述滑板。
17.进一步地，所述内吸波浮体为锥式浮体。
18.进一步地，所述一级获能组件还包括：上限位环与下限位环；
19.所述上限位环与下限位环呈上下间隔分布设置于所述开口槽内；
20.所述内吸波浮体设置于所述所述上限位环与下限位环之间；
21.所述上限位环与下限位环用于限制所述内吸波浮体穿过。
22.进一步地，所述一级储能伸缩杆为液压油杆；
23.所述一级获能组件还包括：出油管、吸油管、输出油导管与输入油导管；
24.所述出油管、吸油管、输出油导管与输入油导管均设置于所述开口槽内；
25.所述一级储能伸缩杆内部通过所述出油管连通所述输出油导管，并通过所述吸油管连通所述输出油导管。
26.进一步地，所述一级储能伸缩杆包括多个。
27.进一步地，所述二级储能伸缩杆与三级储能伸缩杆均为液压油杆。
28.进一步地，所述外吸波浮体包括多个，且绕所述支撑座均匀分布。
29.进一步地，所述外吸波浮体为底面为曲面的椭圆式浮体。
30.进一步地，所述外吸波浮体通过十字转向基座连接所述支撑座；
31.所述二级储能伸缩杆通过十字转向基座连接所述滑板。
32.进一步地，所述十字转向基座沿竖直方向的转动角度范围在
±
12
°
以内，沿水平方向的转动角度范围在
±4°
以内。
33.从以上技术方案可以看出，本技术提供一种可实现能量梯次俘获的波浪能俘获装置，包括：一级获能组件、二级获能组件与三级获能组件；所述一级获能组件包括：外吸波浮体、内吸波浮体与一级储能伸缩杆；所述外吸波浮体的底面设置有开口槽；所述内吸波浮体可滑动设置于所述开口槽内，且外周与所述开口槽的槽壁密封连接；所述一级储能伸缩杆设置于所述开口槽内，且输出端连接所述内吸波浮体；所述二级获能组件包括：支撑座、滑板与二级储能伸缩杆；所述外吸波浮体沿竖直方向可转动设置于所述支撑座的前端；所述滑板可前后滑动设置于所述支撑座上；所述二级储能伸缩杆沿竖直方向可转动设置于所述滑板上，且所述二级储能伸缩杆的输出端沿竖直方向可转动连接所述外吸波浮体；所述三级获能组件包括：三级储能伸缩杆；所述支撑座上于所述滑板的后端设置有固定板；所述三级储能伸缩固定于所述固定板上，且输出端连接所述滑板。通过内吸波浮体可以将较微小的波浪能俘获，且不受波浪方向变化影响，可实现全浪向波浪能俘获；通过外吸波浮体可以在波浪较大时，跟随波浪起伏，提高能量俘获效率；通过三级储能伸缩杆可以在波浪更大使得外吸波浮体推动滑板移动时伸缩，实现从小浪到大浪的波浪能梯次俘获，从而提高波浪能俘获的稳定性，解决现有的波浪能发电装置发电不稳定的问题。
附图说明
34.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
35.图1为本技术实施例提供的一种可实现能量梯次俘获的波浪能俘获装置的整体结构在外吸波浮体半剖状态下的示意图；
36.图2为本技术实施例提供的一种可实现能量梯次俘获的波浪能俘获装置的内吸波浮体位置放大示意图
37.图3为本技术实施例提供的一种可实现能量梯次俘获的波浪能俘获装置的整体结构侧视图；
38.图4为本技术实施例提供的一种可实现能量梯次俘获的波浪能俘获装置的滑板与
一级储能伸缩杆连接位置放大图；
39.图5为本技术实施例提供的一种可实现能量梯次俘获的波浪能俘获装置的支撑座与外吸波浮体连接位置放大图。
具体实施方式
40.下面将结合附图对本技术实施例的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术实施例中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术所请求保护的范围。
41.在本技术实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
42.在本技术实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可更换连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术实施例中的具体含义。
43.请参阅图1至图5，本技术实施例中提供的一种可实现能量梯次俘获的波浪能俘获装置，包括：一级获能组件、二级获能组件与三级获能组件。
44.一级获能组件包括：外吸波浮体1、内吸波浮体2与一级储能伸缩杆15；外吸波浮体1的底面设置有开口槽；内吸波浮体2可滑动设置于开口槽内，且外周与开口槽的槽壁密封连接。一级储能伸缩杆15设置于开口槽内，且一级储能伸缩杆的输出端14连接内吸波浮体2。
45.具体来说，当波浪较小，也即波浪能资源较为匮乏时，体积较小的内吸波浮体2可以跟随小微浪的波动上下起伏，带动一级储能伸缩杆15伸缩，俘获小微浪的波浪能，且不受波浪方向变化影响，可实现全浪向波浪能俘获。
46.二级获能组件包括：支撑座6、滑板7与二级储能伸缩杆5；外吸波浮体1沿竖直方向可转动设置于支撑座6的前端；滑板7可前后滑动设置于支撑座6上；二级储能伸缩杆5沿竖直方向可转动设置于滑板7上，且二级储能伸缩杆的输出端4沿竖直方向可转动连接外吸波浮体1。
47.具体来说，外吸波浮体1可以通过l型杆连接支撑座6；二级储能伸缩杆5的输出端4沿竖直方向可转动设置于l型杆上。并且，外吸波浮体1可以设置为底面为曲面的椭圆式浮体，可减少旋涡的产生，提高能量俘获效率，后端背波面也采用曲面，可有效降低漂浮摆与波浪相互作用产生的辐射。
48.在当波浪较大时，内吸波浮体2会与外吸波浮体1一起跟随波浪起伏运动，从而将中大型的波浪能俘获。并且，外吸波浮体1不受波浪方向变化影响，可实现全浪向波浪能俘获。
49.三级获能组件包括：三级储能伸缩杆9；支撑座6上于滑板7的后端设置有固定板11；三级储能伸缩杆9固定于固定板11上，且三级储能伸缩杆的输出端8连接滑板。
50.在波浪进一步增大，超出前面二级获能组件所能俘获能量的极限时，外吸波浮体1与二级储能伸缩杆5会进一步推动滑板7前后滑动，从而使得三级储能伸缩杆9伸缩，实现从小浪到大浪的波浪能梯次俘获。
51.其中，一级储能伸缩杆15、二级储能伸缩杆5与三级储能伸缩杆9均分别连接至外设的储能发电装置，从而实现在三者伸缩时进行储能与发电。
52.支撑座6上可以设置有滑道。滑板7底部设置有凸块。凸块可滑动卡入滑道内，通过滑道为滑板7提供导向作用。滑板7前端可以设置有限位板。限位板与固定板11一起限制滑板7的滑动幅值。
53.在更具体的实施例中，内吸波浮体2为锥式浮体，可以更好的俘获小微浪的波浪能。
54.进一步地，一级获能组件还包括：上限位环13与下限位环12；上限位环13与下限位环12呈上下间隔分布设置于开口槽内；内吸波浮体2设置于上限位环13与下限位环12之间；上限位环13与下限位环12用于限制内吸波浮体2穿过。
55.具体来说，通过上限位环13与下限位环12，可以限制内吸波浮体2的运动幅度。并且，在波浪较大，内吸波浮体2运动至抵接上限位环13时，可以带动外吸波浮体1同步运动，实现阶梯式的浪能俘获且避免损坏一级储能伸缩杆15。
56.进一步地，一级储能伸缩杆15为液压油杆；一级获能组件还包括：出油管16、吸油管17、输出油导管18与输入油导管19；出油管16、吸油管17、输出油导管18与输入油导管19均设置于开口槽内；一级储能伸缩杆15内部通过出油管16连通输出油导管18，并通过吸油管17连通输出油导管19。
57.具体来说，二级储能伸缩杆5与三级储能伸缩杆9可以均为液压油杆。液压油杆组成的液压系统内部油路在现有技术中已有应用，涉及具体工程排布，不做赘述。在此仅以一级储能伸缩杆15为例说明油路能量变化过程：在内吸波浮体2向上运动时，会带动一级储能伸缩杆15的油缸缩回，此时一级储能伸缩杆15内部的无杆腔受压，将外部机械能转变为油液液压能，并通过出油管16和输出油导管18将液压油输入蓄能器，此过程为液压缸往外排油。在内吸波浮体2向下运动时，其油缸伸出，无杆腔由于单向阀的作用，蓄能器内的高压油无法返回油缸无杆腔，此时液压缸经过拉伸产生负压从高位油箱吸油。
58.在一个实施例中，一级储能伸缩杆15包括多个并呈分布式排布。从而工作人员可以根据实际情况选择投入的的数量从而改变内吸波浮体2与一级储能伸缩杆15的连接刚度，以调整内吸波浮体2的固有频率，使结构频率与波浪频率一致，进而实现波浪能的高效俘获。
59.在另一个实施例中，外吸波浮体1可以包括多个，且绕支撑座6均匀分布，实现全方位获能。
60.进一步地，外吸波浮体1通过十字转向基座20连接支撑座6；二级储能伸缩杆5通过十字转向基座20连接滑板7。
61.具体来说，通过十字转向基座20，使得外吸波浮体1与二级储能伸缩杆5除了沿竖直方向转动外，还可以沿水平放置摆动。
62.具体来说，当正面来波时，也即来波方向与外吸波浮体1正对时，波浪对外吸波浮体1产生向上的作用力，外吸波浮体1带动二级储能伸缩杆5上下摆动；当侧面来波时，也即来波方向与吸波浮体1不正对时，波浪对外吸波浮体1的作用力和外吸波浮体1对二级储能伸缩杆5作用力包含横向和纵向分量，二级储能伸缩杆5上下摆动的同时也会左右摆动。为保证二级储能伸缩杆5能量转化效率及安全性能，应使液压缸上下摆动为主，同时允许小幅的左右摆动，提高整体的稳定性与作业安全性。
63.在本实施例中，十字转向基座沿竖直方向的转动角度范围在
±
12
°
以内，沿水平方向的转动角度范围在
±4°
以内。
64.以上为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照实例对本技术进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述实例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但是凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。