波浪能捕获设备及动力系统的制作方法

1.本技术涉及发电技术领域，尤其涉及一种波浪能捕获设备及动力系统。


背景技术：

2.波浪能是海洋能的一种具体形态，也是海洋能中最主要的能源之一，它的开发和利用对缓解能源危机和减少环境污染是非常重要的。
3.目前，对波浪能的利用，通常会将波浪能转化为中间形式的能量，然后再利用中间形式的能量带动外接的动力设备做功，比如带动发电设备进行发电。按转化为不同中间形式的能量对波浪能捕获设备进行分类，可以分为机械式、气动式和液压式三类，目前主要会使用气动式和液压式两种。
4.气动式会通过泵气装置将波浪能转换成空气能，再由汽轮机借助空气能驱动发电机发电，液压式会通过泵液装置将波浪能转换为液体的压能或位能，再由驱动机(液体为海水时，驱动机为水轮机；液体为油时，驱动机为油压马达)驱动动力设备做功。目前，两种波浪能捕获设备都具有较复杂的结构，且建设施工的难度较大，无法大面积推广。


技术实现要素：

5.为克服相关技术中存在的波浪能捕获设备结构复杂，施工难度大，无法大面积推广的问题，本技术提供一种波浪能捕获设备及动力系统。
6.根据本技术的第一方面，提供一种波浪能捕获设备，所述波浪能捕获设备包括外浮套筒、内浮筒、锚定组件和动力输出组件；
7.所述内浮筒的一端活动嵌套在所述外浮套筒内，形成内浮筒与外浮套筒之间的第一气室；
8.所述内浮筒的另一端与所述锚定组件连接，用于对所述内浮筒进行锚定；
9.所述外浮套筒上固定设置有浮子，所述浮子用于跟随海浪的起伏带动所述外浮套筒与所述内浮筒之间发生往复位移，第一气室的气压根据所述往复位移，发生变化；
10.所述动力输出组件与所述外浮套筒相连接，并与所述第一气室连通，用于将因气压发生往复变化产生的空气能转化为机械能，并向外接的动力设备输出所述机械能，以带动所述动力设备做功。
11.在一个可选的实施方式中，所述动力输出组件包括气缸组件、活塞和连杆；
12.所述活塞嵌套在所述气缸组件的内部，所述气缸组件与所述活塞的一个端面形成第二气室，所述第二气室与所述第一气室连通；
13.所述连杆固定在所述活塞另一个端面上，所述第一气室的气压发生往复变化时，带动所述第二气室中的气压同步变化，以使所述活塞在所述气缸组件内往复运动；
14.所述连杆用于将所述活塞因在所述气缸组件内往复运动产生的机械能向外输出。
15.在一个可选的实施方式中，所述气缸组件包括缸体和缸套；
16.所述缸体与缸套耦合连接，所述活塞嵌套在所述缸套内。
17.在一个可选的实施方式中，所述浮子环绕设置在所述外浮套筒上。
18.在一个可选的实施方式中，所述浮子设置有开口和密封盖；
19.所述开口用于向所述浮子的内腔注入液体，以改变浮子的吃水深度；
20.所述密封盖设置在所述开口上。
21.在一个可选的实施方式中，所述锚定组件包括锚链和锚体；
22.所述锚链的一端与所述内浮筒固定连接，另一端与所述锚体固定连接。
23.在一个可选的实施方式中，所述锚定组件包括锚链；
24.所述锚链的一端与所述内浮筒固定连接，另一端与海床上的固定锚桩固定连接。
25.在一个可选的实施方式中，所述波浪能捕获设备还包括空气能传输管路；
26.所述空气能传输管路设置于所述第一气室与所述动力输出组件之间，用于将所述空气能传输至所述动力输出组件。
27.在一个可选的实施方式中，所述外浮套筒上设置有第一外凸接口，所述动力输出组件上设置有第二外凸接口；
28.所述空气能传输管路的一端固定套设在所述第一外凸接口上；
29.所述空气能传输管路的另一端固定套设在所述第二外凸接口上。
30.根据本技术的第二方面，提供一种动力系统，包括如本技术第一方面所述的波浪能捕获设备和动力设备；
31.所述动力设备与所述波浪能捕获设备固定连接，所述动力设备用于接收所述波浪能捕获设备输出的机械能，并利用所述机械能做功。
32.本技术提供的技术方案可以包括以下有益效果：波浪能捕获设备可以包括外浮套筒、内浮筒、锚定组件和动力输出组件，其中，内浮筒的一端活动嵌套在所述外浮套筒内，形成内浮筒与外浮套筒之间的第一气室；所述内浮筒的另一端与所述锚定组件连接，用于对所述内浮筒进行锚定；所述外浮套筒上固定设置有浮子，所述浮子用于跟随海浪的起伏带动所述外浮套筒与所述内浮筒之间发生往复位移，以使第一气室的气压根据所述往复位移，发生往复变化；所述动力输出组件与所述外浮套筒相连接，并与所述第一气室连通，用于将因气压发生往复变化产生的空气能转化为机械能，并向外外接的动力设备输出所述机械能，以带动所述动力设备做功。基于此，本技术的波浪能捕获设备仅需要外浮套筒、内浮筒、锚定组件和动力输出组件，就可以实现将波浪能转换为机械能后向外输出，结构更简单，成本更低。
33.应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本技术。
附图说明
34.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本技术的实施例，并与说明书一起用于解释本技术的原理。
35.图1是本技术的一个实施例提供的一种波浪能捕获设备的结构示意图；
36.图2为本技术的一个实施例提供的一种动力输出组件的结构示意图；
37.图3是本技术的一个实施例提供的一种锚定组件的结构示意图；
38.图4是本技术的另一实施例提供的一种动力系统的结构示意图。
具体实施方式
39.这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本技术相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本技术的一些方面相一致的例子。
40.请参阅图1，图1是本技术的一个实施例提供的一种波浪能捕获设备的结构示意图。
41.如图1所示，本实施例提供的波浪能捕获设备可以包括：外浮套筒101、内浮筒102、锚定组件103和动力输出组件104；
42.所述内浮筒的一端活动嵌套在所述外浮套筒内，形成内浮筒与外浮套筒之间的第一气室；
43.所述内浮筒的另一端与所述锚定组件连接，用于对所述内浮筒进行锚定；
44.所述外浮套筒上固定设置有浮子1011，所述浮子用于跟随海浪的起伏带动所述外浮套筒与所述内浮筒之间发生往复位移，以使第一气室的气压根据所述往复位移，发生往复变化；
45.所述动力输出组件与所述外浮套筒相连接，并与所述第一气室连通，用于将因气压发生往复变化产生的空气能转化为机械能，并向外外接的动力设备输出所述机械能，以带动所述动力设备做功。
46.基于上述结构，本实施例的波浪能捕获设备仅需要外浮套筒、内浮筒、锚定组件和动力输出组件，就可以实现将波浪能转换为机械能后向外输出，结构更简单，成本更低。
47.具体的，动力输出组件可以参阅图2，图2为本技术的一个实施例提供的一种动力输出组件的结构示意图。
48.如图2所示，动力输出组件可以包括气缸组件、活塞1041和连杆1042。其中，活塞嵌套在所述气缸组件的内部，所述气缸组件与所述活塞的一个端面形成第二气室，所述第二气室与所述第一气室连通；所述连杆固定在所述活塞另一个端面上，所述第一气室的气压发生往复变化时，带动所述第二气室中的气压同步变化，以使所述活塞在所述气缸组件内往复运动；所述连杆用于将所述活塞因在所述气缸组件内往复运动产生的机械能向外输出。
49.需要说明的是，由于第一气室与第二气室是连通的，因此，第一气室和第二气室的气压是相同的，那么在第一气室的气压根据往复位移发生变化时，第二气室的气压也会发生变化。活塞的一个端面与第二气室接触，另一个端面接触一个具有固定气压的环境(比如大气)，因此，第二气室的气压小于该固定气压时，活塞会被固定气压向第二气室方向推动，第二气室的气压大于固定气压时，活塞会被第二气室的气压向具有固定气压的环境方向推动。
50.由于连杆固定在活塞的另一端面上，在活塞被推动的情况下，连杆也会被带动发生往复运行，连杆的往复运动便是机械能的一种体现。
51.进一步地，上述气缸组件可以包括缸体1043和缸套1044，其中，缸体与缸套耦合连接，活塞嵌套在缸套内。基于该结构，活塞与缸体以及部分缸套就会围合形成第二气室，由于缸套的两端为开口，其中的一个开口与气缸耦合，密封连接，另一开口则可以与具有固定
气压的环境连通，比如直接连通大气。
52.另外，对于外浮套筒上的浮子的结构，也可以有多种具体的设置方式，比如，有多个浮子，分散固定在外浮套筒的周边，多个浮子可以保持在同一水平线上，以保证外浮套筒直立设置。
53.当然，浮子也可以环绕设置在外浮套筒上，浮子可以为“泳圈”形状，可以直接套设固定在外浮套筒上，固定的方式可以为焊接或者粘接。浮子也可以是与外浮套筒一体成型的结构，比如外浮套筒外壁外翻，回卷至外浮套筒的外壁上，从而形成一个空间，回卷处与外浮套筒接触处密封，使形成的空间与外界完全隔离，形成浮子。
54.为了改变浮子的吃水深度，可以在浮子上设置开口，可以通过开口向浮子的内腔注入液体，比如水，浮子的重力增大，吃水深度变深。
55.浮子还可以设置有密封盖，密封盖设置在开口上时，保证浮子内腔与外界隔绝，防止海水灌入浮子内腔。需要向浮子内腔注入液体时，可以将密封盖从开口上移除。需要说明的是，密封盖与开口之间的密封盖合的方式可以参考相关技术，此处不再赘述。
56.进一步地，锚定组件的具体结构可以参阅图3，图3是本技术的一个实施例提供的一种锚定组件的结构示意图。
57.如图3所示，锚定组件可以包括锚链1031和锚体1032，锚链的一端与内浮筒固定连接，另一端与锚体固定连接。锚体下沉到海床，保证内浮筒的高度不发生变化，面对海中不同深度的海床，可以通过调整锚链的长度，来使内浮筒浮在合适的位置。
58.当然，一些海床已经设置有固定的锚桩，那么锚定组件可以仅包括锚链，锚链的一端与内浮筒固定连接，另一端与海床上的固定锚桩固定连接。
59.需要说明的是，可以在内浮筒上设置扣环，锚链通过与扣环连接，进而实现与内浮筒的固定连接。
60.另外，为了使波浪能捕获设备可以向更远的地方输出机械能，本实施例中的波浪能捕获设备还可以包括空气能传输管路。其中，空气能传输管路设置于所述第一气室与所述动力输出组件之间，用于将所述空气能传输至所述动力输出组件。
61.具体的，空气能传输管路的一端连通第一气室，另一端连通第二气室，为了有效连接第一气室和第二气室，可以在外浮套筒上设置有第一外凸接口，所述动力输出组件上设置有第二外凸接口；所述空气能传输管路的一端固定套设在所述第一外凸接口上；所述空气能传输管路的另一端固定套设在所述第二外凸接口上。套设处可以利用端固件进行固定，端固件可以是卡扣或者卡子等部件。
62.请参阅图4，图4是本技术的另一实施例提供的一种动力系统的结构示意图。
63.如图4所示，本实施例提供的动力系统可以包括前述实施例提供的波浪能捕获设备100和动力设备200；
64.所述动力设备与所述波浪能捕获设备固定连接，所述动力设备用于接收所述波浪能捕获设备输出的机械能，并利用所述机械能做功。
65.在一个具体的例子中，动力设备可以是直线发电机，直线发电机的动子与连杆共轴连接，连杆往复运动时，会带动直线发电机的动子一起进行直线运动。直线发电机的动子上固定有两组极性相反且相间放置的永久磁环，动子运动将使直线电机的定子线圈绕组切割磁力线而发电。
66.需要说明的是，直线电机由动子和定子两部分组成，动子由动子轴、永久磁环、磁轭和隔板构成，磁轭是磁的良导体而隔板不导磁，磁环由磁轭和隔板加以约束并固定到动子轴上，磁环与隔板等宽，相邻的磁环极性相反；定子由定子铁芯和定子绕组两部分构成，铁芯的槽和齿等宽并与动子磁环等宽，线圈绕组镶嵌于槽中；动子插入定子中，动子与定子间存有气隙。当动子沿其轴向往复运动时将导致定子绕组中磁通发生改变而感应出电压，从而实现发电。
67.而本实施例中波浪能捕获设备的连杆在活塞的带动下，也是做直线往复运动的，那么直线发电机的动子与连杆共轴连接，连杆就会带动直线发电机的动子做直线往复运动，进而在定子线圈中感应出交流电压，实现利用波浪能进行发电。
68.可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。
69.需要说明的是，在本技术的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。
70.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本技术的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
71.尽管上面已经示出和描述了本技术的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本技术的限制，本领域的普通技术人员在本技术的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。