一种阿基米德浮式波浪能发电装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种浮式阿基米德波浪能收集装置。现有阿基米德波浪能收集装置均固定在浅海海底，安装基础设施的成本和操作难度大。针对此种情况，本发明专利技术做出优化改进，包括上部波浪能收集装置和下部结构，所述的下部结构包括桁架结构、垂荡板、系泊系统、浮力桶、压载舱，通过下部结构使装置浮力大于重力，并通过系泊系统使整机悬浮在设定深度，无需海底基础设施。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种阿基米德波浪能收集装置，尤其是应用于50～100m海域浮式结构收集装置。
技术介绍
随着化石能源的日益枯竭，海洋能作为可再生能源的一种受到极大的关注，其中包括波浪能。全世界波浪能的理论值约为〖10〗^9kW量级，是世界发电量的数百倍。据现有观测资料统计，全国波浪能资源平均理论功率大约〖10〗^7kW以上。除去台湾省，其他省份总和为700余万kW。全国沿岸波浪能密度分布，以浙江中部、台湾、福建省海坛岛以北、渤海海峡为最高，达5.11～7.73kW/m。目前，波浪能收集装置类型主要有振荡水柱式、越浪式、液压式。阿基米德悬挂式(AWS)波浪能收集装置属于机械液压式，整机都在水面以下，可以躲避恶劣的海况。但现有的原型机应用于浅海，下部需要固定于海底，需要海底基础设施，建造成本较大，并且受地形约束。
技术实现思路
为了解决现有阿基米德波浪收集装置的基础设施成本大、只能应用于浅海的不足，本专利技术提供一种浮式收集装置，该收集装置既能保证原有阿基米德波浪能收集装置的特性，同时不需要基础设施，利用于50～100m海域。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种阿基米德波浪能收集装置包括上部波浪能收集装置和下部结构，所述的下部结构包括桁架结构、垂荡板、系泊系统、浮力桶、压载舱，桁架结构的一端与波浪能收集装置相连，另
一端与压载舱相连，浮力桶设置在上部波浪能收集装置的底端；垂荡板安装在桁架结构上，系泊系统一端连接桁架结构，另一端固定连接，所述的阿基米德波浪能收集装置的浮力大于重力。进一步的，所述的上部波浪能收集装置为机械液压式波浪能收集装置，所述的机械液压式波浪能收集装置位于海平面以下，可以避免台风等恶劣海况。通过处于波浪的波谷与波峰时的压力差别实现波浪能转化为机械能，继而转化为电能，进一步的，所述的上部波浪能收集装置为阿基米德悬挂式波浪能收集装置。进一步的，所述的上部波浪能收集装置包括浮动盖、柱塞、气缸和直线电机，浮动盖与气缸水密滑动配合，浮动盖与柱塞，柱塞与气缸配合连接，直线电机用于将机械能转化为电能。优选的，所述的桁架结构由多根支撑柱组成。所述的系泊系统包括系泊点和多根系泊线缆；所述的系泊点设置在桁架结构的支撑柱上，所述系泊点位于浮心和整机重心的中间位置所在平面上，系泊点均匀分布在桁架结构上，系泊线缆一端与系泊点相连，另一端固定连接。所述的垂荡板具有多块，所述的多块垂荡板均匀分布在桁架结构上，增加下部结构的垂荡附加载荷与阻尼，使下部结构在指定位置上保持稳定。与现有技术相比，本专利技术具有的有益效果是：1.下部桁架结构、浮力桶、压载舱、系泊系统将装置稳定在水面以下一定位置，代替了原有装置的基础设施。2.桁架结构中间加上三块垂荡板，控制下部结构在垂荡方向的位移，以保证与浮动盖的相对运动。附图说明图1是本专利技术的结构示意图。图中1.浮动盖，2.柱塞，3.气缸，4.压缩空气，5.浮力桶，6.垂荡板，7.压载舱，8.支撑柱，9.系泊点，10.系泊系统。具体实施方式如图1所示，本专利技术公开了一种阿基米德波浪能收集装置包括上部波浪能收集装置和下部结构，所述的下部结构包括桁架结构、垂荡板6、系泊系统10、浮力桶5、压载舱7，桁架结构的一端与波浪能收集装置相连，另一端与压载舱相连，浮力桶设置在波浪能收集装置的底端；、垂荡板安装在桁架结构上，系泊系统一端连接桁架结构，另一端固定连接，在本实施例中，系泊系统的另一端与海底固定连接，整个装置全部在水下，压载舱7与浮力桶5提供重力与浮力，保证浮力略大于重力，同时保证倾覆稳定性；即所述的阿基米德波浪能收集装置的浮力大于重力。在本实施例中，所述的上部波浪能收集装置包括浮动盖1、柱塞2、气缸3和直线电机，浮动盖与气缸水密滑动配合，浮动盖与柱塞，柱塞与气缸配合连接，浮动盖1的相对运动，使柱塞2进行伸缩，产生压缩空气4的振动，从而将波浪能转化成机械能，再通过直线电机转化为电能。在本实施例中，所述的桁架结构由多根支撑柱8组成。所述的系泊系统包括系泊点9和多根系泊线缆；所述的系泊点设置在桁架结构的支撑柱8上，所述系泊点位于浮心和整机重心的中间位置所在平面上，系泊点均匀分布在桁架结构上，系泊线缆一端与系泊点相连，另一端固定连接。所述的垂荡板具有多块，所述的多块垂荡板均匀分布在桁架结构上，增加下部结构的垂荡附加载荷与阻尼，使下部结构在指定位置上保持稳定。本专利技术的工作原理是：整个装置全部在水下，避免台风等恶劣海况，压载舱7与浮力桶5提供重力与浮力，保证浮力略大于重力，同时保证倾覆稳定性；系泊系统10为半张紧式，控制装置在水中的位置；系泊点9设置在重心与浮心中间位置，保证在倾覆时有最佳的回复性能；垂荡板6提供下部结构的垂荡附加质量以控制下部结构在垂荡方向的位移运动，保证与浮动盖1有相对运动，使柱塞2进行伸缩，产生空气振动，从而将波浪能转化成机械能，再通过直线电机转化为电能；浮动盖1与气缸3水密滑动配合。当装置处在波峰下时，装置与自由水面的距离增大，水压增大，整个装置有向下的瞬时压力。此时第一，浮力桶5提供储备浮力；第二，下部结构的垂荡板6提供垂荡附加质量，使垂
荡位移减小。两者保证下部结构的稳定，从而使浮动盖1向下压缩气缸3内空气，使柱塞2随浮动盖向下运动。当装置处在波谷下时，装置与自由水面的距离减小，水压减少，气缸3内空气膨胀，使浮动盖1上升，柱塞2向上运动回到初始位置，完成一个周期的振动。装置利用这种振动带动动力输出系统转换成电能。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种阿基米德波浪能收集装置，其特征在于包括上部波浪能收集装置和下部结构，所述的下部结构包括桁架结构、垂荡板、系泊系统、浮力桶、压载舱，桁架结构的一端与波浪能收集装置相连，另一端与压载舱相连，浮力桶设置在上部波浪能收集装置的底端；垂荡板安装在桁架结构上，系泊系统一端连接桁架结构，另一端固定连接，所述的阿基米德波浪能收集装置的浮力大于重力。

【技术特征摘要】
1.一种阿基米德波浪能收集装置，其特征在于包括上部波浪能收集装置和下部结构，所述的下部结构包括桁架结构、垂荡板、系泊系统、浮力桶、压载舱，桁架结构的一端与波浪能收集装置相连，另一端与压载舱相连，浮力桶设置在上部波浪能收集装置的底端；垂荡板安装在桁架结构上，系泊系统一端连接桁架结构，另一端固定连接，所述的阿基米德波浪能收集装置的浮力大于重力。2.根据权利要求1所述的阿基米德波浪能收集装置，其特征在于：所述的上部波浪能收集装置为机械液压式波浪能收集装置，所述的机械液压式波浪能收集装置位于海平面以下，避免恶劣海况。3.根据权利要求2所述的阿基米德波浪能收集装置，其特征在于所述的上部波浪能收集装置为阿基米德悬挂式波浪能收集装置。4.根据权利要求3所述的阿基米德波浪能收集装置，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：万占鸿，王家星，蔡凯迪，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33