本發(fā)明涉及海洋工程，尤其涉及波浪能收集裝置、海上發(fā)電平臺(tái)和浮式可再生能源與養(yǎng)殖一體化平臺(tái)。

背景技術(shù)：

1、浮式平臺(tái)是一種用于海洋工程等領(lǐng)域的特殊結(jié)構(gòu)平臺(tái)。海洋環(huán)境復(fù)雜多變，在風(fēng)、浪、流的作用下，浮式平臺(tái)會(huì)出現(xiàn)較大的搖擺運(yùn)動(dòng)，嚴(yán)重降低浮式平臺(tái)在海洋環(huán)境中的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和安全性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一。為此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提出一種波浪能收集裝置，有利于減搖減蕩，提高浮式平臺(tái)的安全性。

2、本發(fā)明還提出一種海上發(fā)電平臺(tái)。

3、本發(fā)明還提出一種浮式可再生能源與養(yǎng)殖一體化平臺(tái)。

4、本發(fā)明第一方面實(shí)施例提供了一種波浪能收集裝置，波浪能收集裝置包括鴨式浮筒、連接臂、機(jī)械傳動(dòng)裝置和整流發(fā)電裝置；所述鴨式浮筒具有旋轉(zhuǎn)軸，所述鴨式浮筒被配置為波浪推動(dòng)所述鴨式浮筒繞所述旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)；所述鴨式浮筒具有相連的頭部和尾部；在垂直于所述旋轉(zhuǎn)軸的橫截面上，所述尾部的截面形狀為以所述旋轉(zhuǎn)軸為圓心的第一圓弧，所述頭部的截面形狀為第二準(zhǔn)線，所述第二準(zhǔn)線為所述第一圓弧的兩端沿遠(yuǎn)離所述旋轉(zhuǎn)軸的方向延伸并交匯形成的曲線；所述連接臂的一端轉(zhuǎn)動(dòng)連接在所述鴨式浮筒的所述旋轉(zhuǎn)軸處，所述連接臂的另一端用于連接浮式平臺(tái)以將所述鴨式浮筒掛設(shè)于浮式平臺(tái)上；所述連接臂圍設(shè)出安裝空間，所述機(jī)械傳動(dòng)裝置和所述整流發(fā)電裝置安裝在所述安裝空間內(nèi)，所述鴨式浮筒和所述整流發(fā)電裝置通過所述機(jī)械傳動(dòng)裝置傳動(dòng)連接。

5、在一些實(shí)施例中，所述第二準(zhǔn)線在遠(yuǎn)離所述旋轉(zhuǎn)軸的端部構(gòu)造為第二圓??；所述第一圓弧與所述第二圓弧沿背離彼此的方向凸出。

6、在一些實(shí)施例中，所述鴨式浮筒構(gòu)造為所述第一圓弧和所述第二準(zhǔn)線沿平行于所述旋轉(zhuǎn)軸方向延伸形成的柱體且延伸長度為l；所述第一圓弧的直徑為d1；所述第二圓弧的直徑為d2；其中，l=2*d1=4*d2。

7、在一些實(shí)施例中，所述頭部內(nèi)設(shè)有第一腔室，所述尾部內(nèi)設(shè)有第二腔室；所述第一腔室與所述第二腔室連通，以在所述第一腔室與所述第二腔室之間運(yùn)輸壓載物料。

8、在一些實(shí)施例中，所述第二準(zhǔn)線與所述第一圓弧相切。

9、在一些實(shí)施例中，所述連接臂的數(shù)量為兩個(gè)，所述鴨式浮筒鉸接在兩個(gè)所述連接臂之間。

10、在一些實(shí)施例中，所述機(jī)械傳動(dòng)裝置包括從動(dòng)輪、輸出輪、輸出軸和單向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；所述從動(dòng)輪由所述鴨式浮筒驅(qū)動(dòng)并用于帶動(dòng)所述輸出輪轉(zhuǎn)動(dòng)；所述輸出輪套設(shè)于所述輸出軸，兩者之間通過所述單向傳動(dòng)裝置傳動(dòng)；所述輸出軸傳動(dòng)連接所述整流發(fā)電裝置。

11、在一些實(shí)施例中，所述從動(dòng)輪的外圈具有沿其軸向間隔的第一輸入齒輪和第二輸入齒輪，所述第一輸入齒輪與所述第二輸入齒輪的直徑不同；所述輸出輪為軸向間隔設(shè)置在所述輸出軸的兩個(gè)，每個(gè)所述輸出輪的外圈具有輸出齒輪，其中一個(gè)為第一輸出齒輪，另一個(gè)為第二輸出齒輪；所述機(jī)械傳動(dòng)裝置還包括中間齒輪；所述第一輸入齒輪與所述第一輸出齒輪直接嚙合傳動(dòng)，所述第二輸入齒輪與所述第二輸出齒輪間隔開且均嚙合于所述中間齒輪。

12、在一些實(shí)施例中，所述單向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括設(shè)在所述輸出輪的內(nèi)圈上的第一單向傳動(dòng)件和設(shè)置在所述輸出軸上的第二單向傳動(dòng)件；所述輸出輪在向第一方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，所述第一單向傳動(dòng)件與所述第二單向傳動(dòng)件在所述輸出軸的周向上抵接配合以帶動(dòng)所述輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)；所述輸出齒輪在向與所述第一方向相反的第二方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，所述第一單向傳動(dòng)件與所述第二單向傳動(dòng)件脫離傳動(dòng)配合。

13、在一些實(shí)施例中，所述第一單向傳動(dòng)件和所述第二單向傳動(dòng)件中的一個(gè)構(gòu)造為棘輪，另一個(gè)構(gòu)造為棘爪，所述棘爪通過彈性件安裝在棘爪腔內(nèi)，所述彈性件用于施加使所述棘爪伸出所述棘爪腔的彈性力；所述第一單向傳動(dòng)件在向所述第一方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，所述棘輪與所述棘爪在所述輸出軸的周向方向上抵接以驅(qū)動(dòng)所述棘爪轉(zhuǎn)動(dòng)；所述第一單向傳動(dòng)件在向所述第二方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，所述棘輪與所述棘爪在所述輸出軸的徑向上抵接以使所述棘爪縮回至棘爪腔內(nèi)。

14、在一些實(shí)施例中，所述機(jī)械傳動(dòng)裝置還包括輸入輪和撓性傳動(dòng)件；所述輸入輪與所述鴨式浮筒同軸設(shè)置；所述輸入輪與所述從動(dòng)輪通過撓性傳動(dòng)件同步轉(zhuǎn)動(dòng)。

15、在一些實(shí)施例中，所述整流發(fā)電裝置包括發(fā)電機(jī)和慣性輪，所述發(fā)電機(jī)通過所述慣性輪連接所述機(jī)械傳動(dòng)裝置的輸出軸。

16、在一些實(shí)施例中，所述整流發(fā)電裝置還包括行星齒輪箱，所述發(fā)電機(jī)與所述輸出軸通過所述行星齒輪箱連接，所述行星齒輪箱用于提升轉(zhuǎn)速。

17、本發(fā)明第二方面實(shí)施例提供了一種海上發(fā)電平臺(tái)，海上發(fā)電平臺(tái)包括浮式平臺(tái)和本發(fā)明第一方面實(shí)施例的波浪能收集裝置，所述浮式平臺(tái)上設(shè)有多個(gè)立柱和多個(gè)連梁，相鄰的兩個(gè)所述立柱之間通過所述連梁連接；多個(gè)波浪能收集裝置安裝在所述連梁上。海上發(fā)電平臺(tái)還包括浮式水平軸風(fēng)機(jī)，浮式水平軸風(fēng)機(jī)設(shè)于所述立柱上。

18、本發(fā)明第三方面實(shí)施例提供了一種浮式可再生能源與養(yǎng)殖一體化平臺(tái)，包括本發(fā)明第二方面實(shí)施例的海上發(fā)電平臺(tái)，所述浮式平臺(tái)內(nèi)設(shè)有養(yǎng)殖網(wǎng)箱體。

19、結(jié)合技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明提供的實(shí)施例具有以下優(yōu)點(diǎn)：結(jié)合技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明提供的實(shí)施例具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）在波浪的作用下，波浪產(chǎn)生的動(dòng)壓力首先施加在鴨式浮筒的頭部，使整個(gè)鴨式浮筒繞旋轉(zhuǎn)軸往復(fù)擺動(dòng)，整流發(fā)電裝置通過機(jī)械傳動(dòng)裝置傳動(dòng)連接鴨式浮筒進(jìn)行發(fā)電。在這個(gè)過程中，鴨式浮筒將波浪能轉(zhuǎn)化為自身的動(dòng)能，機(jī)械傳動(dòng)裝置將鴨式浮筒的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，整流發(fā)電裝置將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。頭部連接尾部且沿遠(yuǎn)離旋轉(zhuǎn)軸的方向延伸，通過該結(jié)構(gòu)設(shè)置，可以增大波浪能施加在鴨式浮筒上的力臂，提高一級(jí)轉(zhuǎn)換效率，即提高鴨式浮筒對(duì)波浪能的吸收效率；（2）尾部垂直于旋轉(zhuǎn)軸的橫截面形狀為以旋轉(zhuǎn)軸為圓心的第一圓弧，減少波浪的反射與透射，增大波浪能的吸收效率，起到減搖減蕩的效果；（3）波浪能收集裝置還包括整流發(fā)電裝置和機(jī)械傳動(dòng)裝置，鴨式浮筒和整流發(fā)電裝置通過機(jī)械傳動(dòng)裝置傳動(dòng)連接；每個(gè)連接臂圍設(shè)出安裝空間，機(jī)械傳動(dòng)裝置和整流發(fā)電裝置安裝在安裝空間內(nèi)。連接臂內(nèi)集成有整流發(fā)電裝置、機(jī)械傳動(dòng)裝置，使得波浪能收集裝置實(shí)現(xiàn)了模塊化設(shè)計(jì)。在波浪能收集裝置與浮式平臺(tái)的組裝過程中，波浪能收集裝置提前裝配好后，連接臂的另一端直接安裝至浮式平臺(tái)上即可，這能夠簡化裝配過程，降低裝配難度，提高系統(tǒng)的靈活性。在應(yīng)用于浮式平臺(tái)的具體場景時(shí)，本實(shí)施例提供的波浪能收集裝置采用模塊化設(shè)計(jì)，能夠直接對(duì)故障或者損壞的波浪能收集裝置進(jìn)行更換，降低維修成本，提高系統(tǒng)的靈活性；（4）鴨式浮筒通過連接臂掛設(shè)在浮式平臺(tái)上，鴨式浮筒漂浮在水面上，使得浮式平臺(tái)整體的水線面面積增加，提升浮式平臺(tái)的穩(wěn)定性。

技術(shù)特征：

1.一種波浪能收集裝置，其特征在于，包括鴨式浮筒（1）、連接臂（2）、機(jī)械傳動(dòng)裝置（3）和整流發(fā)電裝置（4）；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的波浪能收集裝置，其特征在于，所述第二準(zhǔn)線（111）在遠(yuǎn)離所述旋轉(zhuǎn)軸（10）的端部構(gòu)造為第二圓?。?111）；

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的波浪能收集裝置，其特征在于，所述鴨式浮筒（1）構(gòu)造為所述第一圓?。?21）和所述第二準(zhǔn)線（111）沿平行于所述旋轉(zhuǎn)軸（10）方向延伸形成的柱體且延伸長度為l；

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的波浪能收集裝置，其特征在于，所述頭部（11）內(nèi)設(shè)有第一腔室（113），所述尾部（12）內(nèi)設(shè)有第二腔室（122）；

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的波浪能收集裝置，其特征在于，所述第二準(zhǔn)線（111）與所述第一圓弧（121）相切。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的波浪能收集裝置，其特征在于，所述連接臂（2）的數(shù)量為兩個(gè)，所述鴨式浮筒（1）鉸接在兩個(gè)所述連接臂（2）之間。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的波浪能收集裝置，其特征在于，所述機(jī)械傳動(dòng)裝置（3）包括從動(dòng)輪（32）、輸出輪（33）、輸出軸（34）和單向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的波浪能收集裝置，其特征在于，所述從動(dòng)輪（32）的外圈具有沿其軸向間隔的第一輸入齒輪（321）和第二輸入齒輪（322），所述第一輸入齒輪（321）與所述第二輸入齒輪（322）的直徑不同；

9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的波浪能收集裝置，其特征在于，所述單向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括設(shè)在所述輸出輪（33）的內(nèi)圈上的第一單向傳動(dòng)件和設(shè)置在所述輸出軸（34）上的第二單向傳動(dòng)件；

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的波浪能收集裝置，其特征在于，所述第一單向傳動(dòng)件和所述第二單向傳動(dòng)件中的一個(gè)構(gòu)造為棘輪（333），另一個(gè)構(gòu)造為棘爪（341），所述棘爪（341）通過彈性件安裝在棘爪腔內(nèi)，所述彈性件用于施加使所述棘爪伸出所述棘爪腔的彈性力；

11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的波浪能收集裝置，其特征在于，所述機(jī)械傳動(dòng)裝置還包括輸入輪（31）和撓性傳動(dòng)件（35）；

12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的波浪能收集裝置，其特征在于，所述從動(dòng)輪（32）直徑小于所述輸出輪（33）直徑。

13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的波浪能收集裝置，其特征在于，所述整流發(fā)電裝置（4）包括發(fā)電機(jī)（41）和慣性輪（42），所述發(fā)電機(jī)（41）通過所述慣性輪（42）連接所述機(jī)械傳動(dòng)裝置（3）的輸出軸（34）。

14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的波浪能收集裝置，其特征在于，所述整流發(fā)電裝置（4）還包括行星齒輪箱（43），所述發(fā)電機(jī)（41）與所述輸出軸（34）通過所述行星齒輪箱（43）連接，所述行星齒輪箱（43）用于提升轉(zhuǎn)速。

15.一種海上發(fā)電平臺(tái)，其特征在于，包括：

16.一種浮式可再生能源與養(yǎng)殖一體化平臺(tái)，其特征在于，包括根據(jù)權(quán)利要求15所述的海上發(fā)電平臺(tái)（1000）；

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種波浪能收集裝置、海上發(fā)電平臺(tái)和浮式可再生能源與養(yǎng)殖一體化平臺(tái)。波浪能收集裝置包括鴨式浮筒、連接臂、機(jī)械傳動(dòng)裝置和整流發(fā)電裝置；鴨式浮筒具有旋轉(zhuǎn)軸、頭部和尾部，尾部截面形狀為以旋轉(zhuǎn)軸為圓心的第一圓弧，頭部截面形狀為第一圓弧的兩端沿遠(yuǎn)離旋轉(zhuǎn)軸的方向延伸并交匯形成的曲線；連接臂的一端轉(zhuǎn)動(dòng)連接在鴨式浮筒的旋轉(zhuǎn)軸處，連接臂的另一端用于連接浮式平臺(tái)以將鴨式浮筒掛設(shè)于浮式平臺(tái)上；連接臂圍設(shè)出安裝空間，機(jī)械傳動(dòng)裝置和整流發(fā)電裝置安裝在安裝空間內(nèi)，鴨式浮筒和整流發(fā)電裝置通過機(jī)械傳動(dòng)裝置傳動(dòng)連接。本申請(qǐng)的波浪能收集裝置，通過將鴨式浮筒掛設(shè)在浮式平臺(tái)上，有利于減搖減蕩，提高浮式平臺(tái)的安全性。

技術(shù)研發(fā)人員：劉石,陶濤,楊毅,黃正,郭欣然,梁崇淦,王紅星,陳文,劉志剛,高雅,徐琪,區(qū)文俊
受保護(hù)的技術(shù)使用者：南方電網(wǎng)電力科技股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30