本发明专利技术公开了一种基于漂浮平台的翘尾式波浪能采集装置，包括翘尾式吸波浮体，所述翘尾式吸波浮体位于一对船型侧附体之间。所述翘尾式吸波浮体的上端与传动轴连接，下部向后半浮于水中。所述传动轴的两端分别通过轴承、轴承支座与一对船型侧附体的上端连接。在所述翘尾式吸波浮体的下面设有升浪板，升浪板的两侧分别与所述一对船型侧附体连接。在所述一对船型侧附体之间分别连接有前支撑框架和后支撑框架。在所述翘尾式吸波浮体的上方横向布置有门形支架，门形支架立柱的底部分别固定连接在所述一对船型侧附体顶部。在所述门型支架的上横梁与翘尾式吸波浮体的平面形背面之间设有液压缸。此套装置的设计具有较高的性价比，有利于产业化。
【技术实现步骤摘要】
一种基于漂浮平台的翘尾式波浪能采集装置
本专利技术涉及一种波浪能发电领域的能量采集装置，特别是涉及一种基于漂浮平台的以新型翘尾式吸波浮体为主体的波浪能采集装置。
技术介绍
波浪能是海洋能中蕴含最丰富的一种清洁能源，波浪能量表现出来的具体形式就是巨大的向前的推力和向上的浮力。随着人类对清洁能源的渴望和探索，对波浪能利用技术的研究也取得了很大的进展，获得了大量的研究成果，这些成果主要应用于发电领域。目前，已经建成或公开的波浪能采集装置主要分为岸基式和漂浮式两种类型。岸基式波浪能采集装置因受沿岸地形和海洋潮汐的影响较大，建造和维护成本较高，不适合大范围推广。漂浮式波浪能采集装置因为不受沿岸地形的影响，而且可以在陆地上制造完成后直接投放到目标海域，工作环境适应性强，建造和维护成本较低，成为目前主要的研究与发展方向。发展比较成熟的漂浮式波浪能采集装置的种类主要有空气透平式、随波筏式、波浪摆式、震荡浮子式、点头鸭式等，因点头鸭式具有同时吸收波浪的水平推力和向上浮力的特点，能量采集效率较高，而其它种类装置的波浪能采集方式主要是对波浪能的单向力进行吸收，采集效率较低。点头鸭式的缺点在于，它的机械结构大部分设在吸波体内且处于水平面以下，对吸波体结构的强度和密闭性的设计要求非常严格，很难适应大浪的冲击，容易形成海水渗漏，造成损坏。还因点头鸭式的结构特点，它对波浪的初期能量采集效率很高，但随着波浪的前进至最终被截止，鸭体迎波面与水平面之间的夹角逐渐加大，吸收波浪向上浮力的作用面逐渐减小，使装置的采集效率逐渐降低，从而使点头鸭式采集装置具有了对低能波的采集效率高，而对高能波的采集效率反而降低的缺点。目前，新出现一种具有半潜船特征的漂浮鹰式波浪能发电装置，中国专利技术专利：CN102661231A，此专利技术公开了一种具有半潜船特征的新型漂浮鹰式波浪能发电装置，其包括鹰头型吸波浮体、船型水下附体和门型支撑臂，鹰头型吸波浮体与门型支撑臂的上端固定连接，门型支撑臂的下端与第一铰链连接，第一铰链通过底座与船型水下附体固定连接，门型支撑臂连同鹰头型吸波浮体可绕第一铰链旋转运动，船型水下附体的两端安装有L型水下附体，L型水下附体通过第二铰链与船型水下附体连接，L型水下附体可绕第二铰链旋转，船型水下附体的正上方和鹰头型吸波浮体的下方安装有主浮体，船型水下附体设有浮力舱和设备舱，船型水下附体甲板上端两侧中间部位设有浮力调节舱。此专利技术的吸波浮体由点头鸭式装置发展而来，对吸波浮体的迎波面有所改进，但为了增加对高能波的采集效率，吸波浮体下部增加了门型支撑臂，从而增大了吸波浮体的浮动旋转半径，为了使整套装置在工作中保持稳定，相应的提高了其水下附体的体积，使整体装置造价较高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，克服现有技术中存在的缺陷，提供一种结构简单、稳固、容易制造，且投放和维护方便的波浪能采集装置。此装置的设计要求做到：一、整套装置以漂浮式为基础。二、装置的能量转换及传递部分与海水脱离，避免大浪对装置产生破坏，避免海水渗漏对内部装置产生腐蚀，增强装置的抵抗风浪的能力。三、装置的吸波浮体要满足能够充份吸收波浪能量的条件，提高装置对波浪能的吸收效率。四、要减少装置的附体及辅助设施在整体装置中所占的比例，即用少的附体来支持多的吸波浮体来工作，降低造价。以上几个问题的统一解决，将使此装置更适于应用，易于推广。为实现上述目的，本专利技术的技术方案是设计一种基于漂浮平台的翘尾式波浪能采集装置，其特征在于，所述装置包括翘尾式吸波浮体，所述翘尾式吸波浮体位于一对船型侧附体之间，所述翘尾式吸波浮体的上端与传动轴连接，下部向后半浮于水中，所述传动轴的两端分别通过轴承、轴承支座与一对船型侧附体的上端连接，在所述翘尾式吸波浮体的下面设有升浪板，升浪板的两侧分别与所述一对船型侧附体连接，在所述一对船型侧附体之间分别连接有前支撑框架和后支撑框架，所述翘尾式吸波浮体处于所述前支撑框架和后支撑框架之间；在所述翘尾式吸波浮体的上方横向布置有门形支架，门形支架立柱的底部分别固定连接在所述一对船型侧附体顶部，所述翘尾式吸波浮体为空心壳体结构，在所述翘尾式吸波浮体前侧设弧面形的迎波面。为了便于翘尾式吸波浮体吸收波浪能，优选的技术方案是，所述翘尾式吸波浮体包括弧面形的前迎波面、平面形背面、弧面形底面、扇形的两侧面和弧面形上端面。所述弧面形底面与弧面形上端面均是以传动轴的中心线为圆心的圆弧面。所述弧面形的前迎波面为向所述翘尾式吸波浮体内侧凹进的圆弧面。在海水处于静态的条件下，弧面形的前迎波面的1/3～1/2上部设置在水面以上。优选的，在海水处于静态的条件下，所述平面形的背面最下端与所述弧面形底面最上端的交接线与水平面齐平。优选的，所述弧面形的前迎波面为自上而下的弯曲半径渐变的弧面，在海水处于静态的条件下，此弧面在与水平面交点处的切面，与水平面形成45°夹角，且在所述弧面形的前迎波面在向后上方逐渐升起的过程中，形成的与水平面各交点处的切面全部与水平面形成45°夹角，一直到所述弧面形的前迎波面的最下端。为了便于翘尾式吸波浮体吸收波浪能，进一步优选的技术方案是，在所述升浪板上设有升浪板迎波面的上段和升浪板迎波面的下段，升浪板迎波面的上段是以轴的中心线为圆心的圆弧面，其圆弧面半径大于弧面形底面的圆弧面半径，升浪板迎波面的下段为升浪板迎波面的上段底部的切面，且升浪板迎波面下段的前端低于升浪板迎波面上段的下端，升浪板迎波面的上段上端的高度低于翘尾式吸波浮体的迎波面下端向后浮起的极限工作高度。为了避免翘尾式吸波浮体过渡摆动，进一步优选的技术方案还有，所述升浪板迎波面的上端与翘尾式吸波浮体的迎波面下端向后浮起的极限工作高度之间留有间隙，此间隙为波浪溢流口。为了使得波浪透过翘尾式吸波浮体下部及两侧的间隙而造成的能量损失达到最小，进一步优选的技术方案还有，所述翘尾式吸波浮体的弧面形底面与下附板迎波面的上段的圆弧面之间的间隙为1mm～5mm，所述翘尾式吸波浮体的扇形的两侧面与所述一对船型侧附体之间的间隙为1mm～5mm。为了进一步提高波浪能利用率，进一步优选的技术方案还有，在所述门型支架的上横梁与翘尾式吸波浮体的平面形背面之间设有液压缸以及与液压缸配合的活塞杆，液压缸的上端与所述门型支架的上横梁铰接，液压缸活塞杆的下端与所述翘尾式吸波浮体的平面形背面铰接。为了进一步提高波浪能利用率，进一步优选的技术方案还有，所述翘尾式吸波浮体弧面形的前迎波面下部与所述升浪板下段之间设有液压缸以及与液压缸配合的活塞杆，液压缸下端与升浪板迎波面下段的前端铰接，液压缸活塞杆的上端与所述翘尾式吸波浮体弧面形的前迎波面下部铰接。为了提高波浪能的利用效率，进一步优选的技术方案还有，所述翘尾式吸波浮体设有多块，横向布置在所述一对船型侧附体之间，在相邻的翘尾式吸波浮体之间设有隔板，隔板的下端与升浪板连接，隔板的前端、后端分别与前支撑框架和后支撑框架连接，隔板的上端设置在水面以上。为了便于调节船型侧附体浮在水面部分的高度，进一步优选的技术方案还有，在所述船型侧附体的下部设有浮力舱，浮力舱前后方向分布多个气室，气室的上部安装进气管、排气管，气室的下部安装进水管、排水管。进一步优选的技术方案还有，在升浪板的下部设有浮力舱，浮力舱左右横向布置且半潜于水中，浮本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于漂浮平台的翘尾式波浪能采集装置，其特征在于，所述装置包括翘尾式吸波浮体，所述翘尾式吸波浮体位于一对船型侧附体之间，所述翘尾式吸波浮体的上端与传动轴连接，下部向后半浮于水中，所述传动轴的两端分别通过轴承、轴承支座与一对船型侧附体的上端连接，在所述翘尾式吸波浮体的下面设有升浪板，升浪板的两侧分别与所述一对船型侧附体连接，在所述一对船型侧附体之间分别连接有前支撑框架和后支撑框架，所述翘尾式吸波浮体处于所述前支撑框架和后支撑框架之间，在所述翘尾式吸波浮体的上方横向布置有门形支架，门形支架立柱的底部分别固定连接在所述一对船型侧附体顶部，所述翘尾式吸波浮体为空心壳体结构，在所述翘尾式吸波浮体前侧设弧面形的迎波面。
【技术特征摘要】
1.一种基于漂浮平台的翘尾式波浪能采集装置，其特征在于，所述装置包括翘尾式吸波浮体，所述翘尾式吸波浮体位于一对船型侧附体之间，所述翘尾式吸波浮体的上端与传动轴连接，下部向后半浮于水中，所述传动轴的两端分别通过轴承、轴承支座与一对船型侧附体的上端连接，在所述翘尾式吸波浮体的下面设有升浪板，升浪板的两侧分别与所述一对船型侧附体连接，在所述一对船型侧附体之间分别连接有前支撑框架和后支撑框架，所述翘尾式吸波浮体处于所述前支撑框架和后支撑框架之间，在所述翘尾式吸波浮体的上方横向布置有门形支架，门形支架立柱的底部分别固定连接在所述一对船型侧附体顶部，所述翘尾式吸波浮体为空心壳体结构，在所述翘尾式吸波浮体前侧设弧面形的迎波面。2.如权利要求1所述的基于漂浮平台的翘尾式波浪能采集装置，其特征在于，所述翘尾式吸波浮体包括弧面形的前迎波面、平面形背面、弧面形底面、扇形的两侧面和弧面形上端面，其中弧面形的前迎波面为向吸波浮体内侧凹进的弧面，所述弧面形的前迎波面的1/3～1/2上部设置在水面以上，其弯曲半径大于水面以下的弯曲半径，所述弧面形底面与弧面形上端均是以传动轴的中心线为圆心的圆弧面，所述平面形的背面位于水面以上。3.如权利要求2所述的基于漂浮平台的翘尾式波浪能采集装置，其特征在于，在所述升浪板上设有升浪板迎波面的上段和升浪板迎波面的下段，升浪板迎波面的上段是以传动轴的中心线为圆心的圆弧面，其圆弧面半径大于所述翘尾式吸波浮体弧面形底面的圆弧面半径，升浪板迎波面的下段为升浪板迎波面的上段底部的切面，升浪板迎波面的上段上端的高度低于翘尾式吸波浮体的迎波面下端向后浮起的极限工作高度。4.如权利要求3所述的基于漂浮平台的翘尾式波浪能采集装置，其特征在于，所述升浪板迎波面的上段上端与翘尾式吸...
【专利技术属性】
技术研发人员：王晓旭，
申请(专利权)人：王晓旭，
类型：发明
国别省市：北京,11
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