[發明專利]一種海上秋千式防波發電裝置及其設計方法

在審

• 申請號: 201810647968.1
• 申請日: 2018-06-22
• 公開（公告）號: CN108561265A
• 公開（公告）日: 2018-09-21
• 發明（設計）人: 趙國成;肖龍飛;王彤彤;梁帥;唐雷;王震;俞璐;蘇澤煒;趙偉杰
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: F03B13/16
• 分類號: F03B13/16;F03B11/00;G06F17/50
• 代理公司: 上海伯瑞杰知識產權代理有限公司 31227
• 代理人: 王一琦

1.一種海上秋千式防波發電裝置，其特征在于：

包括發電模塊(1)、傳動模塊(2)、浮子模塊(3)、支撐件；

所述支撐件固定設置在防波堤的相鄰防波塊之間的位置，支撐件上固定設置發電模塊(1)，發電模塊(1)通過向下垂設的傳動模塊(2)與浮子模塊(3)連接；

所述浮子模塊(3)包括橄欖形的浮子，所述浮子具有中空腔體，外形上部呈中間凸起，中間向四周具有緩慢向下的坡度，凸起的部位具有注水孔(301)；浮子內設有液位傳感器和自動排水泵，浮子底部設有排水口，自動排水泵根據液位傳感器的液位信號實施自動排水，從而控制浮子內的壓載水量在設定的范圍內；壓載水量使浮子模塊(3)具有設定的吃水深度，該吃水深度使浮子模塊(3)與海波浪的固有頻率相同或相近。

2.如權利要求1所述的海上秋千式防波發電裝置，其特征在于：所述橄欖形的浮子的四個角上設有導纜孔(302)，導纜孔內穿過纜繩，纜繩與所述傳動模塊(2)連接。

3.如權利要求2所述的海上秋千式防波發電裝置，其特征在于：所述浮子的底部設有若干縱向擋板(303)。

4.如權利要求1所述的海上秋千式防波發電裝置，其特征在于：所述發電模塊(1)設有減速發電機(104)，減速發電機(104)通過彈簧緩沖結構(103)與卷簧結構(102)連接，卷簧機構(102)可被單向壓縮，用于儲存機械能；所述減速發電機(104)與整流穩壓模塊(106)和儲電模塊(105)連接。

5.如權利要求1所述的海上秋千式防波發電裝置，其特征在于：所述傳動模塊(2)是柔性繩。

6.一種權利要求1所述的海上秋千式防波發電裝置的設計方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、獲取浮子模塊固有頻率與壓載水吃水深度之間的關系：

浮子模塊(3)的固有頻率：算式中，K為結構剛度，m為結構質量，ρ為海水密度，取值1025kg/m³，g為重力加速度，取值9.8N/kg，S為結構水線面積，V_排為結構排水體積；

水線面積近似為：S＝π(z₀+z)²，z為吃水深度，z₀為結構底面半徑；排水體積近似為：

設則所述固有頻率

進而獲取浮子模塊(3)的吃水深度與固有頻率之間的一一對應的關系；

S2、根據所在海域的海波浪的固有頻率，設定與之相同或相近的浮子模塊的固有頻率；

S3、根據該固有頻率找到浮子模塊(3)對應的吃水深度；

S4、賦予浮子模塊(3)內壓載水液面自檢以及壓載水主動排水的能力，通過壓載水液面自檢和主動排水調節并獲取設定的浮子模塊(3)的整體重量，從而間接地調節并獲取浮子模塊(3)的設定吃水深度，該設定吃水深度與所需浮子模塊與海波浪達到相同或相近的固有頻率的吃水深度相同。