[发明专利]一种自浮体双驱动的波浪能收集装置

说明书

本发明涉及一种自浮体双驱动的波浪能收集装置，属于波浪能利用的绿色可再生能源领域。包括安装平台、波浪能收集部件、双棘轮部件、动力轴、联动部件和齿条支撑部件；安装平台为具有自浮力的框架结构；各波浪能收集部件均包括一个带有四个垂向通孔的浮体和齿面相向的两根齿条，按矩形分布固定在安装平台上；双棘轮部件为共用一个内环、两组同向棘爪和两个分设的独立转动外环；动力轴为将多个波浪能收集部件独自获得的机械能汇聚为稳定旋转的机械能；联动装置是将所有动力轴的旋转机械能汇聚成稳定、均匀的旋转机械能后传递给能量利用部件。本发明装置充分利用天然波浪的三维、随机和不恒定的自然属性，实现波浪能的收集。

技术领域

本发明属于波浪能利用的绿色再生能源领域，特别涉及一种自浮体双驱动的波浪能收集装置。

背景技术

波浪能是指水面波浪所具有的能量，在海洋、湖泊、水库中分布范围广、能量密度高，是一种快速发展的绿色再生能源。全球海洋波浪能蕴藏量约21亿千瓦，我国沿岸波浪能资源理论平均功率约0.13亿千瓦，具有良好的开发应用价值。

目前波浪能收集装置的类型主要有：聚波沉潜压差式、波浪衰减式、水柱振荡式、浪涌摆荡式、点头鸭式、越顶式、鹰式、筏式等等。按照波浪能收集方式大致可分为四类：离合器齿轮箱式、液压式、气压式和直驱式，但基本都是单体收集波浪能。近年来，采用直线转换电机直接将波浪能转换为电能的直驱式转换系统得到大力的发展。

波浪在空间上具有三维性，在时间上具有随机性，在频率、相位、波幅和方向等方面则具有不恒定性。这些特性对波浪能收集的负面影响很大，使单体波浪能收集装置的设计极为复杂，所收集的波浪能也很不稳定。现有各式波浪能转换装置的研发都在致力于降低波浪的三维性、随机性和不恒定性对波浪能收集的不利影响。

本申请人已于2018年提出了一种波浪能收集装置(申请公布号CN 109139341 A，申请公布日2019.01.04，后文简称“已申请专利”)。

上述已申请专利公开的核心理念为：充分利用波浪的三维性、随机性和不恒定性，各波浪能收集构件独立运行，通过棘轮驱动主轴沿一致方向旋转，经传动轴汇聚后获得稳定的机械能，实现波浪能的收集。

上述已申请专利的技术方案为：“包括工作平台、N个波浪能收集系统、传动装置、调速装置和能量转换系统”；“各波浪能收集系统均分别包括在框架上分别安装的一个水平主轴和M个平行设置的竖直滑轨，各滑轨上分别设有一个波浪能收集构件”。

上述已申请专利的关键结构体为“波浪能收集构件”，其实现要点是需要一个大型的工作平台和多个架设滑轨的框架。波浪能收集构件沿滑轨上下滑动，当浮球处于波谷的最下端时靠单一的连杆悬挂支撑。在波浪横向推力的作用下，浮球为一端约束的悬臂支撑，易于受损甚至折断。波浪能收集构件上升时，齿条啮合棘轮正向旋转做功，下降时棘轮反转不做功，属于单齿条驱动。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提出一种自浮体双驱动波浪能收集装置，充分利用波浪的三维性、随机性和不恒定性，对波浪能进行收集。相比于本申请人已申报的一种波浪能收集装置，本发明可省去工作平台，构筑物更加简洁，建造成本显著降低；一端单杆悬臂支撑浮球改为4轴两端支撑浮体，安全性大为提升；双齿条、双棘轮模式使波浪能收集部件上下运动均能做功，明显提高波浪能收集效率。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明提出的一种自浮体双驱动的波浪能收集装置，其特征在于，包括安装平台、M×N个波浪能收集部件、M×N个双棘轮部件、N根动力轴、联动部件和M×N个齿条支撑部件；其中，

所述安装平台为一框架结构，用于为所述波浪能收集部件提供安装基础，并为整体装置提供浮力；