一种波浪能俘能装置的制作方法

本发明涉及能量回收，具体涉及一种波浪能俘能装置。

背景技术：

1、根据国际能源署发布的数据，海洋波浪能的潜在规模相当大。据估计，全球的波浪能总潜力为每年7500–8000太瓦时，这相当于全球能源需求的2–4倍，说明波浪能可能是一种很有前景的清洁能源。

2、波浪能俘能装置的开发是近年来国内外研究的热点之一。一些波浪能俘能装置为独立结构，专门为采集波浪能而设计，比如美国finavera renewables公司开发的aquabuoy；苏格兰pelamis wave power公司开发的pelamis；丹麦wave dragon公司开发的wave dragon等。另外，一类波浪能俘能装置可与现有的海洋工程结构进行集成。比如安装在浮式风机上的垂荡振子；安装在防波堤上的杠杆式点吸收器；与海洋平台系泊连接的漂浮式点吸收器等。这些装置虽没有成熟的产品，但是属于近年来国内外研究热点之一。

3、因此，如何提供一种波浪能俘能装置便成为了本领域技术人员急需解决的技术问题。

技术实现思路

1、为实现上述目的，本发明提供一种波浪能俘能装置。具体技术方案如下：

2、一种波浪能俘能装置，包括沿竖直方向布置且能够沿该竖直方向上下伸缩的弹性体，该弹性体的上端固定连接一运动体，该弹性体的下端设置为随船体同步运动，还包括能量输出体，该能量输出体的一端固定连接所述运动体。

3、作为优选，所述弹性体为弹簧。

4、作为优选，还包括沿竖直方向布置且固定连接至所述船体的导向体，其匹配所述运动体使得该运动体沿竖直方向上下移动。

5、作为优选，包括呈相对布置的上板体和下板体，所述上板体和下板体对应的四个角落处均通过一滑杆相连接，所述下板体固定连接至所述船体，所述运动体为一方形块状体，其开设有对应每个滑杆的穿孔，所述四个滑杆分别穿过相对应的穿孔使得该四个滑杆形成所述导向体。

6、作为优选，所述上板体、下板体和四个所述滑杆形成一框架，所述弹簧位于所述框架内，所述弹簧的下端固定连接至所述下板体。

7、作为优选，一个弹簧、一个运动体和一个能量输出体形成一个俘能单元，所述俘能单元的数量为至少两个，该至少两个俘能单元呈串联沿竖直方向布置于所述框架内，靠上的俘能单元的弹簧的下端固定连接至相邻靠下的俘能单元的运动体。

8、作为优选，所述框架安装于船体内部或者安装于甲板上。

9、作为优选，所述运动体设置为重量能够变化的结构体。

10、作为优选，所述运动体的内部形成有容水腔室，该运动体上开设贯穿至其腔室的注水孔。

11、本发明提供的波浪能俘能装置，具有如下技术效果：

12、可安装在船舶内部或甲板上，不会改变船体外部的流线形态，相比于传统地安装在船舶外部的波浪能装置，该设计对船舶航行阻力和操纵性影响较小；尺寸小，不过多占用船舶内部或甲板空间；干燥的工作环境，装置不会受到海水的直接侵蚀，运行稳定易于维护；从能量守恒的角度，波浪能被吸收了一部分后，对船体做功将减小，有利于实现船舶减摇；市场前景广阔，该方案不仅适合于各种船型，也可推广至多种海洋工程结构中。

13、适用于各类船型，包括运输船、载客船、工程船、海洋平台和军事舰艇。也可推广至多种类型的海洋工程结构领域，比如海洋观测浮标、海上风电平台、浮式防波堤、半潜式钻井平台等。应用前景广阔。

14、船舶三自由度运动吸收波浪能：垂荡、横摇、纵摇。船舶垂荡可以激发运动体的上下振荡运动。然而，船舶的横摇和纵摇也可激发运动体的振荡运动。当船舶倾斜，滑杆也随之倾斜。运动体沿着滑杆轴向重力分量减小，从而施加给弹簧的压力减小，而弹簧竖直时为预压状态，内部存在抵抗运动体重力的推力，此时弹簧会将运动体沿着滑杆轴向推动。当船舶往复横摇或纵摇，弹簧对运动体的推力也将交替产生，从而使其发生振荡运动。还可扩展将多个运动体串联在一个能量俘获系统中；以及液压发电系统被直线发电机代替。

15、将机械能转换为电能，即船舶在波浪下的垂荡、横摇、纵摇激发运动体沿着滑杆往复振荡运动，从而驱动液压发电系统或直线发电机发电，利用蓄电池进行电能储存或直接为船舶供电。

技术特征：

1.一种波浪能俘能装置，其特征在于，包括沿竖直方向布置且能够沿该竖直方向上下伸缩的弹性体，该弹性体的上端固定连接一运动体，该弹性体的下端设置为随船体同步运动，还包括能量输出体，该能量输出体的一端固定连接所述运动体。

2.根据权利要求1所述的波浪能俘能装置，其特征在于，所述弹性体为弹簧。

3.根据权利要求2所述的波浪能俘能装置，其特征在于，还包括沿竖直方向布置且固定连接至所述船体的导向体，其匹配所述运动体使得该运动体沿竖直方向上下移动。

4.根据权利要求3所述的波浪能俘能装置，其特征在于，包括呈相对布置的上板体和下板体，所述上板体和下板体对应的四个角落处均通过一滑杆相连接，所述下板体固定连接至所述船体，所述运动体为一方形块状体，其开设有对应每个滑杆的穿孔，所述四个滑杆分别穿过相对应的穿孔使得该四个滑杆形成所述导向体。

5.根据权利要求4所述的波浪能俘能装置，其特征在于，所述上板体、下板体和四个所述滑杆形成一框架，所述弹簧位于所述框架内，所述弹簧的下端固定连接至所述下板体。

6.根据权利要求5所述的波浪能俘能装置，其特征在于，一个弹簧、一个运动体和一个能量输出体形成一个俘能单元，所述俘能单元的数量为至少两个，该至少两个俘能单元呈串联沿竖直方向布置于所述框架内，靠上的俘能单元的弹簧的下端固定连接至相邻靠下的俘能单元的运动体。

7.根据权利要求6所述的波浪能俘能装置，其特征在于，所述框架安装于船体内部或者安装于甲板上。

8.根据权利要求1所述的波浪能俘能装置，其特征在于，所述运动体设置为重量能够变化的结构体。

9.根据权利要求8所述的波浪能俘能装置，其特征在于，所述运动体的内部形成有容水腔室，该运动体上开设贯穿至其腔室的注水孔。

技术总结
本发明公开一种波浪能俘能装置，包括沿竖直方向布置且能够沿该竖直方向上下伸缩的弹性体，该弹性体的上端固定连接一运动体，该弹性体的下端设置为随船体同步运动，还包括能量输出体，该能量输出体的一端固定连接所述运动体。可安装在船舶内部或甲板上，不会改变船体外部的流线形态，相比于传统地安装在船舶外部的波浪能装置，该设计对船舶航行阻力和操纵性影响较小；尺寸小，不过多占用船舶内部或甲板空间；干燥的工作环境，装置不会受到海水的直接侵蚀，运行稳定易于维护；从能量守恒的角度，波浪能被吸收了一部分后，对船体做功将减小，有利于实现船舶减摇；市场前景广阔，该方案不仅适合于各种船型，也可推广至多种海洋工程结构中。

技术研发人员：刘尧,陈伟民,董国祥
受保护的技术使用者：上海船舶运输科学研究所有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/10