[发明专利]可变频摆式波浪能吸收阻断装置

说明书

技术领域

本发明属于新能源设备和新型防波堤结构形式,特别涉及一种可变频摆式波浪能吸收阻断装置。

背景技术

在传统化石能源消耗造成的温室气体效应日益加重，且世界能源供应日趋紧张的形势下，各国都在加紧开发新型能源。

地球表面七成以上被水覆盖，海洋表面无时无刻不在翻滚着波浪，产生着巨大的能量。波浪能完全是一种可再生无污染能源，然而尽管目前对波浪理论的研究成果早已运用于工程实践，机械设计制造技术也早已应用于人类生产生活的各个方面，但仍然缺乏一种适用的机械形式能够将波浪的能量高效地采集并加以利用，这是在波浪能量利用研究中一直困扰人们的主要问题之一；另一方面，在水运基础设施建设领域，为了营造平稳的船舶装卸水域，需要建设防波堤以阻断波浪能的传播，然而传统的防波堤结构形式多是消散波浪能并阻断其传播，却无法将波浪能加以吸收利用，这是在防波堤设计建造和新型防波堤结构研究中一直困扰人们的主要问题之一。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种适用的机械形式和一种新型的防波堤结构形式，将波浪的能量以较高的效率采集以便转化利用，同时阻断波浪能的传播。

本发明的技术方案是：

一种波浪能量吸收阻断装置，其特征在于：其主体由摆筒、摆锤、摆锤定位装置、摆轴和摆座组成；摆锤和摆锤定位装置安装于摆筒内部；摆锤定位装置安装于摆锤和摆筒之间；摆筒安装于摆轴上；摆轴安装于摆座上。

摆筒迎浪侧的下部断面轮廓线为凹曲线，摆筒的背浪侧断面轮廓线为圆弧线。

摆锤上装有摆锤质心的摆动半径调节装置。

本发明的效果是：

本发明提供了一种既能用于将波浪能量吸收并转化成重物摆动形式的机械能，又能用于阻断波浪能量传播，自摆频率可调的波浪能吸收转化和阻断装置。

附图说明

图1 可变频摆式波浪能吸收阻断装置外形图；

图2  摆筒外形图；

图3  摆筒内部构造示意图；

图4  摆筒断面轮廓图；

图5  摆筒、摆轴、摆锤及摆锤定位装置之间的安装关系示意图；

图6  摆锤定位装置示意图；

图7  摆锤定位装置工作原理图；

图8  摆锤质心的摆动半径调节装置示意图。

具体实施方式

如图1所示的一种可变频摆式波浪能吸收阻断装置，其主体由摆座7、摆筒8和摆轴1组成。摆座7安装固定于海底，用于安装摆轴1并通过摆轴1安装摆筒8，从而确定摆筒8的摆动轴心。

如图2所示，摆筒8安装于摆轴1上。

如图3所示，摆筒8内部安装有摆锤6和摆锤定位装置5；摆锤定位装置5安装于摆锤6和摆筒8之间。

摆轴1的高程根据工程所在地的平均海平面高程确定，使得摆筒8在海水浮力作用下处于静止平衡位置时的姿态保持大致水平。

摆筒8的断面轮廓线如图4所示，图形的左侧为摆筒8的迎浪侧（即迎向波浪传来方向的一侧），图形的右侧为摆筒8的背浪侧（即与迎浪侧相背的一侧）。摆筒8的迎浪侧断面轮廓线4的尺度应满足在波浪浮托力作用下，摆筒8可带动摆锤6一同绕摆轴1摆动。

如图4所示，摆筒8迎浪侧的下部断面轮廓线3为凹曲线，使波峰水体运动方向折返，所形成的反作用力推动摆筒8绕摆轴1摆动。

如图4所示，摆筒8的背浪侧断面轮廓线2为圆弧线，使得摆筒8在做摆动运动时对邻接其背浪侧的水体造成的扰动最小，从而最大限度地阻断了能量的传播。

如图5所示，摆锤6通过摆锤定位装置5与摆筒8相接。摆锤定位装置5可驱动摆锤6相对于摆筒8移动从而改变两者质心的相对位置，来调整摆筒8在海水浮力作用下处于静止平衡位置时的姿态。

如图6所示，摆锤定位装置5由驱动装置51、制动装置52、离合装置53以及摆筒传动件54组成。摆锤定位装置5的工作原理如图7所示，当离合装置53接合、制动装置52解除制动时，启动驱动装置51即可使摆锤6相对于摆筒8移动从而改变两者质心的相对位置；当离合装置53接合、制动装置52施加制动时，摆锤6同摆筒8相对固定，构成一个可绕摆轴1摆动的摆锤与摆筒的结合体；当离合装置53分离时，摆锤6同摆筒8脱离接触，摆锤6不再受到摆筒8的驱动，使摆动体的摆动质量减小。通过改变摆动体的摆动质量，即可改变摆动体的固有摆动频率，使之与波浪的波动频率相匹配，从而提高波浪能吸收的效率。