[发明专利]波浪能和潮流能捕获装置

说明书

技术领域

本发明涉及海洋能的开发和转用技术领域，具体地是一种波浪能和潮流能捕获装置。

背景技术

随着现代化的高速发展，绿色新能源的开发利用已经成为可持续化发展的重要组成部分，而海洋占据着地球总面积的71％，其将会成为未来可再生能源利用的重要来源。现有技术中对于海洋新能源的开发主要是通过机械或者液压装置将波浪能和/或潮流能转化成可控制的机械能和/或液压能，从而供给执行机构。例如授权公告号为CN 102562424 B的发明专利——波浪能捕获装置，其通过摆动液压缸和伸缩液压缸同时完成对于水平方向和垂直方向的海洋能的捕获，但是该现有技术中，其伸缩液压缸受到单一方向的水平力时只能完成一次伸长或者压缩，也就是说，上述的现有技术中的波浪能捕获装置对于水平流向的潮流能只能在其流向交变过程中才能完成一次活塞运动，因此其对于水平方向的潮流能的利用率是非常低的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种可以捕获垂直方向的波浪能和水平方向的潮流能，且利用率高的波浪能和潮流能捕获装置。

本发明所采取的技术方案是：提供一种波浪能和潮流能捕获装置，它包括基座、安装架、浮子和伸缩气缸，所述安装架固定于基座上，伸缩气缸的缸体与安装架铰接，伸缩气缸的活塞杆与浮子铰接，所述伸缩气缸的缸体上设有气体只能从外界进入缸体内的第一单向阀和出气口，所述浮子的下端设有潮流能采集器，潮流能采集器与浮子之间通过若干连接杆固定。

作为优选，所述潮流能采集器包括壳体、叶轮、发电机和带有密封腔的密封罩，所述壳体内设有供水流通过的通道，密封罩固定于通道内，发电机设于密封罩的密封腔内，所述叶轮设于通道内，且叶轮中心轴的一端通过一支架与壳体转动配合，叶轮中心轴的另一端与密封罩的外壁转动配合，所述密封罩内近叶轮的位置设有第一磁盘，所述第一磁盘的中心与发电机的转轴固定，叶轮上设有与第一磁盘相对应的第二磁盘，第二磁盘与叶轮固定，且第二磁盘轴线的延长线与叶轮轴线的延长线共线。

作为一种改进，所述壳体内的通道呈竖直方向设置，通道的下方设有用于使水平流向的水流沿竖直方向进入通道的挡块，挡块的轴线与通道中轴线的延长线共线，所述挡块与壳体之间通过若干第二连接杆固定。

进一步地，所述挡块为圆锥形，且挡块沿自身中轴线的纵截面的母线朝中轴线所在位置内凹呈弧线。

作为另一种改进，所述浮子包括下端带有开口的本体，本体的开口端设有用于密封本体的弹性密封片，所述本体上设有可以使本体内的空腔与外界相连通的电磁开关阀。

作为优选，所述的弹性密封片包括基础弹性层和加强层，所述加强层有若干弹性块组成，弹性块的一端与基础弹性层的位于本体的空腔所在一侧的内壁固定，弹性块的另一端的横截面面积小于弹性块近基础弹性层一侧的横截面面积，且全部的弹性块近基础弹性层的横截面面积之和大于本体开口端的横截面面积。

作为最后一种改进，所述伸缩气缸的活塞杆与浮子铰接是指，伸缩气缸与浮子之间设有一延长杆和辅助定位杆，延长杆的一端与浮子固定，辅助定位杆的一端与基座和/或安装架铰接，延长杆的另一端和辅助定位杆的另一端以及伸缩气缸的活塞杆均与同一销轴铰接。

采用以上结构后，本发明的波浪能和潮流能捕获装置与现有技术相比具有以下优点：首先，通过伸缩气缸可以有效收集垂直方向的波浪能，通过另外的潮流能采集器可以有效收集水平方向的潮流能，同时完成水平和垂直方向的能量采集，其次，通过将潮流能采集器设于浮子下端可以很好的起到重锤的作用，防止浮子翻滚扭曲，使浮子很好的立于水面上。

优选地，所述潮流能采集器通过叶轮带动发电机作功产生电能，尤其在于，通过密封罩隔绝了海水对于发电机的各零部件的侵蚀，并且配合第一磁块和第二磁块的联动作用下，发电机的转轴无需直接与叶轮连接，由此可以实现发电机与叶轮分体式结构，可以使发电机直接伸入水下作业。最终减少了由于海水对于发电机转轴的腐蚀。另外，由于轴上无需设置密封圈，因此减少了密封圈对于轴的摩擦力，能源利用率高，并且避免了由于密封圈过紧导致的发电机转轴上的摩擦力较大，以及密封圈过松导致的泄露的问题。

优选地，所述挡块可以将任意水平方向的水流均转化成朝向通道流入的竖直方向的水流，因此，无论水平方向的潮流能如何变向均不会影响对于潮流能的采集。

优选地，将锥形挡块的斜面设置成凹弧型，减少了水流撞击挡块的作用力。