[发明专利]一种波力发电的宽频带波能捕获装置和设计方法

权利要求书

1.一种波力发电的宽频带波能捕获装置，包括：设置在水下宽大的水口，所述的水口通过外水道与安装有水轮机转子的整流罩的底部连接，所述的整流罩的上部通过内水道与水箱的底部连接，其特征在于，所述的水箱与内水道相连的水箱底部较小，水箱上部较大，所述的水箱底部和水箱上部平滑过渡连接，形成喇叭形，水箱的上口是敞开的。

2.根据权利要求1所述的波能捕获装置，其特征在于，所述的水箱的水平截面是圆形、椭圆形、矩形中的一种。

3.根据权利要求2所述的波能捕获装置，其特征在于，所述水箱的水平截面为矩形，所述水箱靠近水轮机转子并与水轮机转子回转轴平行的前箱板与水平面垂直，所述的前箱板与水轮机转子回转轴垂直的左、右侧箱板连接，所述的左、右侧箱板与水平面垂直，所述的左、右侧箱板与后箱板连接，所述的后箱板与左右侧箱板垂直，所述的后箱板与前箱板成一定倾角。

4.根据权利要求3所述的波能捕获装置，其特征在于，所述的后箱板与前箱板之间的倾角为0 ~ 52度。

5.一种权利要求3所述波能捕获装置的设计方法，其特征在于，所述方法的步骤如下：

确定启动力矩的步骤：用于依据波能捕获装置的机械动力性能设定波能捕获装置的启动力矩为M₀； 

确定周期范围的步骤：用于根据海浪谱确定波能捕获装置的固有角频率范围ω₁~ω₂，其中ω₁为固有角频率下限，ω₂为固有角频率上限，其中，固有周期下限T₁=2π/ω₂，固有周期上限T₂=2π/ω₁；

确定淹没深度的步骤：用于依据波能捕获装置的尺寸和波能捕获装置的平均固有周期确定波能捕获装置淹没于水下的深度；

暂定转子尺寸的步骤：用于初步设定或依据“判断T_1计是否等于T₁的步骤”的调整，确定一个转子暂定尺寸；

计算试算固有周期下限的步骤：用于依据转子暂定尺寸，按照波能捕获装置周期的计算方法计算出水箱最低水位时的试算固有周期限T_1计； 

判断T_1计是否等于T₁的步骤：用于判断试算固有周期下限T_1计是否等于固有周期下限T₁，如果大于T₁则减小转子尺寸，并回到“暂定转子尺寸的步骤”；如果小于T₁则增大转子尺寸，并回到“暂定转子尺寸的步骤”，如果等于T₁则进入下一步骤；

估计水箱中波高的步骤：用于依据外部波浪设计波高估计水箱中的波高；

暂定水箱后箱板倾角的步骤：用于依据水箱中的波高或依据“判断T_2计是否等于T₂的步骤”调整的结果，设定一个后箱板与前箱板之间的试算倾角；

计算试算固有周期上限的步骤：用于依据试算倾角计算试算固有周期上限T_2计；

判断T_2计是否等于T₂的步骤：用于判断试算固有周期上限T_2计是否等于固有周期上限T₂，如果大于T₂，则减小后箱板倾角并回到“暂定水箱后箱板倾角的步骤”，如果小于T₂则增大后箱板倾角并回到“暂定水箱后箱板倾角的步骤”，如果等于T₂则进入下一步骤；

完成设计的步骤：用于依据转子尺寸和后箱板倾角完成波能捕获装置其他尺寸设计。