一种可漂浮拖航的坐底式发电装置的制作方法

本发明涉及波浪能发电装置，具体涉及一种可漂浮拖航的坐底式发电装置。

背景技术：

随着世界经济的发展、人口的激增和社会的进步，人类对能源的需求日益增长。而占地球表面积70％的海洋，集中了97％的水量，蕴藏着大量的能源，包括波浪能、潮汐能、海流能、温差能、盐差能等。其中，波浪能由于开发过程中对环境影响小且以机械能形式存在，是品位最高的海洋能。利用波浪能发电可为边远海岛和海上设施等提供清洁能源，还可利用波浪能提供的动力进行海水淡化，从深海提取低温海水进行空调制冷以及制氢等。随着相关技术的发展以及世界各国科技工作者的努力，近年来，海洋波浪能发电技术取得了长足的进步，陆续有试验电站投入商业运行。可以预见，不远的将来，随着海洋波浪能发电技术日益成熟，将会有越来越多的海洋波浪能发电系统接入电网运行。

利用波浪发电，必须在海上建造浮体，目前在近岸海域应用的波浪能发电装置，浮体一般是通过海底基建方式的直接固定在海底，一来，海底施工难度大，需要用到打桩起重船等大型船只，施工时间长，费用高；二来，海底基础还需考虑海水腐蚀、海生物附着和抗御海上风暴等工程问题；三来，波浪能利用装置投放后，在使用过程中必然面临维护和维修问题，在实际作业海域很难对装置进行维护维修，如果能将装置回收至船坞就成为更好的选择。因此，对于近岸海域应用的波浪能发电装置，如何使装置便于安装投放同时易于回收维护和维修是设计波浪能利用装置需要考虑的重要问题。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明提供一种可漂浮拖航的坐底式发电装置，实现发电装置的漂浮拖航与坐底发电的有效结合。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种可漂浮拖航的坐底式发电装置，包括浮力调节舱，在浮力调节舱顶部设置有波浪能发电装置，在浮力调节舱底部设置有用于嵌入海底泥面的抓地结构；浮力调节舱排气进水使得装置依靠自重下沉至海底，通过抓地结构将装置固定在海底，波浪能发电装置处于工作水线，实现坐底发电；浮力调节舱加气排水使得装置上浮脱离海底，波浪能发电装置处于拖航水线，实现漂浮拖航。

进一步地，所述波浪能发电装置包括设置在浮力调节舱顶面的气室，气室下端两侧开设进浪口，上端开设通气口，通气口上安装有空气透平发电机。

进一步地，所述波浪能发电装置还包括安装在浮力调节舱顶面的气室舱，所述气室布置在气室舱内。

进一步地，所述波浪能发电装置还包括安装在气室舱顶面的保护舱，所述空气透平发电机布置在保护舱内。

进一步地，所述保护舱顶部设置有警示标记。

进一步地，所述抓地结构为均布在浮力调节舱底面的若干锥齿。

进一步地，所述浮力调节舱四周均布若干系泊吊耳，系泊缆一端连接系泊吊耳，另一端连接系泊锚。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、可与拖船配合使用，使装置易于投放和回收，降低了下水和维修成本，容易实现快速、高效的开发海洋波浪能资源。

2、可通过调节浮力调节舱内的水量适应作业工况、拖航移位工况等，机动灵活，不受潮位高度变化影响、海域水深、海底地形的限制。

3、本发明的发电装置既可在导航灯浮标、灯桩、灯塔等能源供应上应用，也可在边远海岛作为岛上动力及生活照明等能源供应，不会影响到正常的航行等海事活动，更加适合日益发展的海洋工程事业。

附图说明

图1为本实施例的可漂浮拖航的坐底式发电装置的结构实施图；

图2为本实施例的可漂浮拖航的坐底式发电装置的拖航状态示意图；

图3为本实施例的可漂浮拖航的坐底式发电装置的坐底发电状态示意图；

附图标记说明：1-浮力调节舱；2-气室舱；3-气室；4-空气透平发电机；5-保护舱；6-警示标记；7-抓地结构；8-排气管；9-排水管；10-系泊缆；11-系泊锚。

具体实施方式

下面将结合本实施例中的附图，对本申请的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

实施例

请参照图1至图3所示，本实施例的可漂浮拖航的坐底式发电装置，主要包括浮力调节舱1、气室舱2和保护舱5。

浮力调节舱1上端安装带气阀的排气管8，与配套的空气压缩机相连，实现浮力调节舱1进气或排气，浮力调节舱1两侧下端部分别安装带水阀的排水管9，实现浮力调节舱1进水或排水。

浮力调节舱1顶面安装气室舱2，气室舱2内安装有倒v型的气室3，气室下端两侧开设进浪口，上端开设通气口，通气口上安装有空气透平发电机4，保护舱5安装在气室舱2顶面，罩住空气透平发电机4。

为了保持空气的流通，保护舱5可设置若干透气窗，并在透气窗上配套开闭机构，不用时，可以将透气窗关闭。保护舱5的设计，可以有效保护其内的空气透平发电机4、控制器等元器件，免受雨水、海气的侵蚀，延长使用寿命。

保护舱5顶面还可以设置警示标记6，本实施例可采用带颜色的旗帜，优选红色，可以起到警示识别作用。

容易理解的，本实施例中，虽然由气室3和空气透平发电机4构成的波浪能发电装置采用的是振荡水柱技术，但是现有技术的其他形式的波浪能发电装置均可采用，例如可采用振荡浮子技术的漂浮鹰式波浪能发电装置等。

为实现波浪能发电装置的坐底发电，浮力调节舱1底面设置有能够轻易嵌入海底泥面的抓地结构7，可使发电装置固定在海底，在本实施例中，抓地结构7采用均布在浮力调节舱1底面的锥齿。

当浮力调节舱1排气进水时，发电装置向下潜，通过控制浮力调节舱1内的水量，可使得发电装置依靠自重下沉至海底，通过抓地结构7可将发电装置牢牢固定在海底，此时，气室舱2大半位于淹没于水面之下，实现发电装置的坐底发电，如图3所示。

当浮力调节舱1加气排水时，发电装置向上浮，通过控制浮力调节舱1内的水量，可使得发电装置最高升至浮力调节舱1顶面的甲板露出水面一定高度，通过与拖船的配合，实现发电装置的漂浮拖航，如图2所示。

为进一步固定发电装置，可以配套系泊结构，具体的，浮力调节舱1两侧设有系泊吊耳，系泊缆10一端连接系泊吊耳，另一端连接系泊锚11。

综上，本发明的可漂浮拖航的坐底式发电装置，通过对浮力调节舱加载水量的控制，实现发电装置的坐底发电和漂浮拖航的有效结合，特别适用于近海岸海域。相对于现有基建固定方式，本申请的升降抓地式设计便于发电装置的投放及固定，提高了发电装置的机动性和灵活性，降低了维护成本。浮力调节舱通过抓地结构固定在海底，保证了装置的稳定性，增加了发电装置的环境适应性，同时增加了发电装置的发电效率。本发明的发电装置可在导航灯浮标、灯桩、灯塔等能源供应上应用，在边远海岛作为岛上动力及生活照明等能源供应，不会影响到正常的航行等海事活动，更加适合日益发展的海洋工程事业。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例只是为了说明本发明的技术构思及特点，其目的是在于让本领域内的普通技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡是根据本发明内容的实质所做出的等效的变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。