[實用新型]基于新型系泊的點頭鴨式波浪能轉換裝置

有效

• 申請號: 201220234644.3
• 申請日: 2012-05-22
• 公開（公告）號: CN202851250U
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 古國維
• 申請（專利權）人: 古國維
• 主分類號: F03B13/14
• 分類號: F03B13/14;E02D27/52
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種通用的，將波浪面的波浪能高效率地轉換為電能的，稱作點頭鴨波浪能轉換裝置(下簡稱為點頭鴨裝置)的新結構，屬于海洋工程及波浪發電領域。?

背景技術

一位叫Salter的工程師在他1974年的論文中介紹了一種獨特的波能轉換方法，使二維正弦波的轉換效率可接近90％左右，如圖1，圖2所示。由于該裝置的形狀和運行特性酷似鴨的運動，因而稱其為點頭鴨。入射波的運動使動壓力可有效地推動鴨身繞軸線旋轉。另外，除動壓力外，流體靜壓力的改變也使接近鴨嘴的浮體部分做上升和下沉往復運動。由于這兩種壓力所產生的運動是同相位的，在波浪運動的一個周期內，點頭鴨將運動能和位能兩者同時通過液壓裝置轉化出去然后再由液壓或電力系統把動能轉換為電能。不過在不規則波作用下的點頭鴨裝置性能研究表明，在不規則波作用下，系統效率要低許多。在惡劣的海洋環境下，裝置也極易損壞，所以Salter點頭鴨沒有得到廣泛推廣。因此，為了讓點頭鴨裝置能發揮效能必須做到：?

1.裝置必須在一定水深范圍，即處于規則波范圍；?

2.必須有規避災難性海況(如臺風襲擊)的方法；?

3、必須有全天候的波面能利用能力，如圖1所示固定在海床情況，則在低潮位時鴨體露出水面利用不上波面能，而在高潮位時鴨體淹沒在波面下，從波浪理論知其所受的波浪力減少了。從海洋知識知潮位不但有天文潮(月亮周期引起)還有風景潮(大風引起)，因此將點頭鴨裝置錨固在海床是不可取的。?

目前國外有將點頭鴨波能轉換裝量用纜索在海底錨碇后張緊的辦法(見圖3)將點頭鴨裝置置于一定水深的規波區域，但如前述它仍有不但受潮位影響，而且抗浪能力也弱的缺點。另外、海底纜索錨碇也是困難的，都要動用昂貴的打樁船，由中國科技人員創造的漂浮式系泊如圖4示，其特點是a、在海底拋錨b.鴨體是漂浮的，其優點是不受潮位影響及可抗14級臺風，但從海洋工程更專業角度看圖4的方案，仍有下列問題；?

1、定點防飄移問題；用系船式辦法錨碇系泊很難保證其不“走錨”，一但“走錨”就產生飄移。因此、為了“定點”及可靠系泊，海洋工程中錨鏈不是采用這種“強制”式的，而是懸鏈錨形式，它已廣泛應用于單點系泊及“半潛式”鉆井船技術中，但這種懸鏈錨形式必須有足夠的水深造成“懸鏈狀”而且懸鏈錨很長，造價是極高昂的；?

2.從圖4看讓點頭鴨裝置下沉作規避動作可操作性不明確，從海洋工程經驗看“單點系泊”等也沒有采用下沉方式規避的先例，原因也是可操作性不強；?

3.海底錨固點的設置，若防止走錨而用樁，則因為動用海洋工程船舶，其費用就很高。在海洋石油開發工程中，海上安裝作業費用有時占到整個工程費用的30％-40％。?

因此，解決點頭鴨裝置錨固及系泊是緊迫的，有重要意義的課題。?

非專利文獻；?

1、波浪發電裝置的基本原理(百度文庫)?

2、波浪能技術及其前景(中國科學院廣州能源研究所、游亞戈研究員2010年11月24日?

3、海洋波浪能發電裝置的研究現狀與發展前景(張麗珍、羊曉晟、王世明、梁擁成、(上海海洋大學工程學院、上海)?

專利文獻；?

1、授權公告號CN?201962696U實用新型名稱：帶水力沖刷助沉及加固的基設置的水下杯形基礎(專利號：201020276443.0)發明人：古國維專利權人：古國維?

發明內容

分析了點頭鴨裝置錨固及系泊現狀，本實用新型提出了一種基于CN?201962696U公開的帶水力沖刷助沉及加固地基設置的水下杯形基礎的系泊方案，該技術方案的要點是：?

1.基于新型系泊的點頭鴨式波浪能轉換裝置，其特征是裝置系泊采用X，Y方向約束，Z方向自由方式，具體辦法是讓點頭鴨裝置四角能上下滑動在基礎立起的導管上。?

2.點頭鴨裝置四角能上下滑動在基礎立起的導管是與基礎預埋管套接而成。?

3.點頭鴨水下附體是通過沉墊式底座連接板與套入導管的滑動套筒連接板連接的。?

4.鴨體不作改動前提下，將其水下附體的板狀底座改為沉墊式，即封閉箱狀，并安裝有注水/排水管閥及進/排氣管閥，通過注/排水調節，讓點頭鴨裝置處于最理想的波面高度，在強臺風襲擊前，則注水下沉保護鴨體。?

5.沉墊式底座底面焊接有吊環，對應的基礎頂面予埋有吊耳。?

6.基礎為帶水力沖刷助沉及加固的基設置的水下杯形基礎，或是其它形式基礎，如重力式，沉箱式，樁基式等，基礎材料採用鋼筋混凝土，或者是鋼質的或復合材料的。?