波浪能发电平台吸波浮体结构的制作方法

1.本发明涉及波浪能发电装置技术领域，特别涉及一种波浪能发电平台吸波浮体结构。


背景技术：

2.波浪能发电是以波浪的能量为动力生产电能。海洋波浪蕴藏着巨大的能量。通过某种装置可将波浪的能量转换为机械的、气压的或液压的能量，然后通过传动机构、气轮机、水轮机或油压马达驱动发电机发电。
3.波浪能发电装置通过拖航运输到某一海域进行工作，把海浪的波浪转换为绿色电能，从而实现对海岛的稳定供电。作为一种依附在海洋中的可再生能源，波浪能因其可再生性和绿色环保优点，已成为一种亟待开发的具有战略意义的新能源。波浪能不仅可以为远海岛礁提供清洁电力供应，实现能源结构的绿色转型，还可助力蓝色经济发展，支撑海洋观测、海水淡化和水处理、海上制氢、深海养殖等应用发展。
4.波浪能液压能量转换系统是波浪能到电能的中间传递过程，可以视作波浪能的负载端，以及电能的输入端。液压系统将波浪能发电装置吸波浮体吸收的波浪作为动力源，驱动连接在发电装置上液压缸做功，液压缸在往复运动过程中将能量以压力能的形式存储在液压油中，并将液压油输送至蓄能单元，待液压油的压力达到设定值时开始释放，驱动液压马达旋转带动发电机发电，从而实现波浪能到电能的转化。
5.中国发明cn202210782717.0中公开一种下挂式液压波浪能发电浮体，包括浮体本体、弹簧回复液压缸、锚链、能量转换装置，浮体本体的底部通过钢索与弹簧回复液压缸中缸体的顶部相连，弹簧回复液压缸的活塞杆向下延伸并通过锚链与海底固定；弹簧回复液压缸中的液压油路与能量转换装置中的液压管路相连，液压管路的输出端与能量转换装置中的液压马达发电机相连；弹簧回复液压缸中的液压油路与油箱相连。利用了浮体本体、弹簧回复液压缸、能量转换装置，在整个系统的运动过程中逐步实现由海洋波浪能到浮体机械能；由浮体机械能到液压能；由液压能到电能的转换。
6.上述的浮体本体采用钢索与液压缸连接，由于钢索为非完全刚性连接，导致浮体本体传递到液压缸的能量随着平台的起伏会受到影响，能量传递受到限制。而浮体本体的形状难以充分利用波浪的能量，两者效率叠加导致发电平台整体发电效率难以达到预期。


技术实现要素：

7.本发明旨在至少解决现有技术中存在的“浮体本体采用钢索与液压缸连接，由于钢索为非完全刚性连接，导致浮体本体传递到液压缸的能量随着平台的起伏会受到影响，能量传递受到限制。而浮体本体的形状难以充分利用波浪的能量，两者效率叠加导致发电平台整体发电效率难以达到预期”的技术问题。为此，本发明提出一种波浪能发电平台吸波浮体结构，流线型设计，能量转化率更高，提高发电效率。结构简单，满足安装施工要求，提高安装质量。
8.根据本发明的一些实施例的波浪能发电平台吸波浮体结构，应用于波浪能发电装置上，包括波浪能发电平台，所述波浪能发电平台设置有液压装置和浮体装置转轴；包括：
9.浮体装置摇臂，与所述浮体装置转轴转动连接；
10.吸波浮体结构，与所述浮体装置摇臂连接，所述吸波浮体结构的一侧与所述液压装置连接，当所述吸波浮体结构绕所述浮体装置转轴转动时，所述吸波浮体结构推动所述液压装置工作，使机械能转化为液压内能，所述液压装置再转化成电能；
11.其中，所述吸波浮体结构呈鹰头形状的流线型结构，所述吸波浮体结构和所述浮体装置摇臂之间焊接连接，形成刚性连接。
12.根据本发明的一些实施例，所述吸波浮体结构、所述浮体装置摇臂和所述液压装置组成一组发电单元，所述波浪能发电平台上布置有至少一组所述发电单元。
13.根据本发明的一些实施例，所述吸波浮体结构采用船级钢材制成，至少采用a级钢材。
14.根据本发明的一些实施例，所述吸波浮体结构的整体外形线性平顺，呈弧线形式，用于提升所述吸波浮体结构在波浪和海流中的吸波效果，提升发电效率；所述吸波浮体结构的r1直径为1100mm～1200mm，r2直径为30000mm～33000mm，r3直径为1000mm～1200mm，r4直径为25000mm～26000mm，r5直径为900mm～1100mm，r6直径为10000mm～12000mm。
15.根据本发明的一些实施例，所述吸波浮体结构的内部设置有浮体平台，所述浮体平台把所述吸波浮体结构的内部分为上下两部分；所述吸波浮体结构的内部上半部设置有下封板、前端板、上封板、外板纵桁和后端板；所述吸波浮体结构的内部下半部设置有所述下封板、下端板、后封板和外板纵骨。
16.根据本发明的一些实施例，所述吸波浮体结构的内部设置有加强肋结构，所述加强肋结构包括强肋腹板和垂直扶强材，所述强肋腹板与所述垂直扶强材相互焊接，所述强肋腹板与所述浮体平台上下两端分布；所述强肋腹板一端与所述浮体平台焊接，另一端分别与所述前端板、所述上封板、所述下封板、所述后封板、所述后端板和所述下端板焊接，形成所述吸波浮体结构的鹰头框架结构。
17.根据本发明的一些实施例，所述吸波浮体结构的内部设置有横壁结构，所述横壁结构包括横壁板和横壁扶强材，所述横壁扶强材与所述强肋腹板焊接，所述横壁板沿所述浮体平台上下两端分布；所述横壁板分别与所述前端板、所述上封板、所述下封板、所述后封板、所述后端板和所述下端板焊接，形成所述吸波浮体结构的硬头框架结构，将所述吸波浮体结构的内部结构和外板连接形成一个密封框架结构，用于提升所述吸波浮体结构的整体强度和降低整体重量。
18.根据本发明的一些实施例，所述强肋腹板和所述横壁板分别采用板材结构；且或，所述垂直扶强材和所述横壁扶强材采用扁钢或球扁钢制成；且或，所述外板纵骨采用球扁钢材质制成。
19.根据本发明的一些实施例，所述上封板分别与所述横壁板和所述外板纵骨焊接，所述外板纵骨之间的间距d为500mm～700mm；所述外板纵桁采用t型组合梁结构，所述外板纵桁与所述上封板焊接，所述外板纵桁之间的间距c为2d～4d；所述强肋腹板与所述上封板焊接，所述强肋腹板之间的间距为b1或b2，间距b1为3d～6d，间距b2为3d～6d。
20.根据本发明的一些实施例，所述浮体装置摇臂设置有上轴臂，所述上轴臂与所述
上封板焊接，所述上轴臂之间的间距为9d～18d。
21.根据本发明的一些实施例的波浪能发电平台吸波浮体结构，至少具有如下有益效果：所述浮体装置摇臂和所述吸波浮体结构之间焊接固定，采用刚性连接，结构简单，能量传递效率更高，减少能量传递损失。而所述吸波浮体结构采用鹰头形状的流线型结构，能够增大其与波浪或海流之间的能量转化效率，使所述吸波浮体结构更容易被推动，提升发电装置的整体发电效率。
22.本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
23.本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
24.图1为本发明实施例波浪能发电平台吸波浮体结构的装置整体侧视图；
25.图2为本发明实施例波浪能发电平台吸波浮体结构的结构线型图；
26.图3为本发明实施例波浪能发电平台吸波浮体结构的横剖面图；
27.图4为本发明实施例波浪能发电平台吸波浮体结构的强肋剖面图；
28.图5为本发明实施例波浪能发电平台吸波浮体结构的横壁剖面图；
29.图6为本发明实施例波浪能发电平台吸波浮体结构的仰视图；
30.图7为本发明实施例波浪能发电平台吸波浮体结构的俯视图。
31.附图标记：
32.波浪能发电平台100、浮体装置转轴200、浮体装置摇臂300、液压装置400、
33.吸波浮体结构500、前端板501、上封板502、下封板503、后封板504、后端板505、下端板506、浮体平台507、外板纵骨508、外板纵桁509、强肋腹板510、垂直扶强材511、横壁板512、横壁扶强材513。
具体实施方式
34.下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
35.在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右、顶、底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发明和简化描述，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发明的限制。
36.在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
37.本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体
含义。
38.下面参考图1-图7描述根据本发明实施例的波浪能发电平台吸波浮体结构。
39.如图1-图7所示，波浪能发电平台吸波浮体结构主要应用于波浪能发电装置上，包括波浪能发电平台100，波浪能发电平台100设置有液压装置400和浮体装置转轴200。具体地，包括浮体装置摇臂300和吸波浮体结构500，浮体装置摇臂300与浮体装置转轴200转动连接。浮体装置摇臂300为刚性结构，与现有的钢索结构不同，浮体装置摇臂300不会受波浪或海流的起伏而影响其力臂的长度，从而保证能量转化过程中传动效率不受影响。
40.吸波浮体结构500与浮体装置摇臂300连接，吸波浮体结构500的一侧与液压装置400的推杆连接，当吸波浮体结构500受到波浪或海流推动时，吸波浮体结构500与浮体装置摇臂300绕浮体装置转轴200转动，吸波浮体结构500推动液压装置400的推杆工作，使液压缸内压缩，从而使机械能转化为液压内能，液压装置400再转化成电能。波浪能发电装置的发电原理为本领域技术人员所熟知的技术方案，在本实施例中不再详细描述。
41.其中，吸波浮体结构500呈鹰头形状的流线型结构，吸波浮体结构500和浮体装置摇臂300之间焊接连接，形成刚性连接，能够减少吸波浮体结构500在绕浮体装置摇臂300转动并推动液压装置400压缩过程中的能量损失，从而有效提升发电装置的能量转换效率。本发明的吸波浮体结构500和浮体装置摇臂300能够减少海浪起伏导致的发电效率下降情况，使波浪能发电装置的发电效率更加稳定高效。
42.在本发明的一些实施例中，如图1所示，吸波浮体结构500、浮体装置摇臂300和液压装置400组成一组发电单元，波浪能发电平台100上布置有至少一组发电单元。
43.具体地，波浪能发电平台100上能够同时布置多组发电单元，具体布置数量根据波浪能发电平台100的尺寸决定，所有发电单元并排布置，从而提升波浪能发电平台100的稳定性和提高发电效率。
44.在本发明的一些实施例中，吸波浮体结构500采用船级钢材制成，至少采用a级钢材。具体地，船级钢材的分为a、b、c、d4个等级，这4个等级的钢材的屈服强度不小于235n/mm2和抗拉强度400～520n/mm2一样，只是不同温度下的冲击韧性不一样。吸波浮体结构500具体采用的钢材等级根据波浪能发电平台100实际运营海域决定，本发明对吸波浮体结构500采用的船级钢材等级不一一赘述，应理解，在不脱离本发明基本构思的前提下，吸波浮体结构500采用的船级钢材等级灵活变换，均应视为在本发明限定的保护范围之内。
45.在本发明的一些实施例中，如图2所示，吸波浮体结构500的整体外形线性平顺，呈弧线形式，用于提升吸波浮体结构500在波浪和海流中的吸波效果，提升发电效率；吸波浮体结构500的r1直径为1100mm～1200mm，r2直径为30000mm～33000mm，r3直径为1000mm～1200mm，r4直径为25000mm～26000mm，r5直径为900mm～1100mm，r直径为10000mm～12000mm。
46.根据上述r1、r2、r3、r4、r5和r6的直径范围限定，能够使吸波浮体结构500的整体形状与鹰头正立外形形状相似，即让吸波浮体结构500呈鹰头的形状，符合流体动力学，能够被波浪或海流更容易推动，从而提升能量转化效率，更高效利用波浪能发电。
47.具体地，r1直径为1160mm，r2直径为31900mm，r3直径为1000mm，r4直径为26000mm，r5直径为1000mm，r6直径为11300mm。
48.应理解，r1、r2、r3、r4、r5和r6的选用直径并非唯一实施方式，在其他一些实施例
中，r1、r2、r3、r4、r5和r6的直径在限定范围内任意选值组合。本发明对r1、r2、r3、r4、r5和r6的选用直径和组合形式不一一赘述，应理解，在不脱离本发明基本构思的前提下，r1、r2、r3、r4、r5和r6的选用直径和组合形式灵活变换，均应视为在本发明限定的保护范围之内。
49.在本发明的一些实施例中，如图3-图5所示，为了减轻吸波浮体结构500的整体重量，并且提升吸波浮体结构500的整体结构强度，需要在吸波浮体结构500的内部设置各种加强筋，并且要根据吸波浮体结构500的不同部位设置局部加强结构。还需要使吸波浮体结构500形成封闭式结构，使波浪推动吸波浮体结构500转动时能够捕获更多波浪能，从而提升波浪能发电平台100的整体发电效率。
50.具体地。吸波浮体结构500的内部设置有浮体平台507，浮体平台507把吸波浮体结构500的内部分为上下两部分。吸波浮体结构500的内部上半部设置有下封板503、前端板501、上封板502、外板纵桁509和后端板505。吸波浮体结构500的内部下半部设置有下封板503、下端板506、后封板504和外板纵骨508。
51.吸波浮体结构500的两侧壁周缘通过下封板503、前端板501、上封板502、外板纵桁509、后端板505、下端板506、后封板504和外板纵骨508连接，使吸波浮体的结构强度增加，避免长时间使用下导致吸波浮体结构500外壳变形影响发电效率，提升使用寿命。
52.在本发明的一些实施例中，如图3-图5所示，吸波浮体结构500的内部设置有加强肋结构，加强肋结构包括强肋腹板510和垂直扶强材511，强肋腹板510与垂直扶强材511相互焊接，强肋腹板510与浮体平台507上下两端分布。强肋腹板510一端与浮体平台507焊接，另一端分别与前端板501、上封板502、下封板503、后封板504、后端板505和下端板506焊接，形成吸波浮体结构500的鹰头框架结构。
53.具体地，在吸波浮体结构500内部增加各种垂直方向的加强筋，从而提升吸波浮体结构500的纵向结构强度，防止吸波浮体结构500纵向受波浪冲击变形。
54.在本发明的一些实施例中，如图3-图5所示，吸波浮体结构500的内部设置有横壁结构，横壁结构包括横壁板512和横壁扶强材513，横壁扶强材513与强肋腹板510焊接，横壁板512沿浮体平台507上下两端分布。横壁板512分别与前端板501、上封板502、下封板503、后封板504、后端板505和下端板506焊接，形成吸波浮体结构500的硬头框架结构，将吸波浮体结构500的内部结构和外板连接形成一个密封框架结构，用于提升吸波浮体结构500的整体强度和降低整体重量。
55.具体地，在吸波浮体结构500内部增加各种横向方向的加强筋，从而提升吸波浮体结构500的横向结构强度，防止吸波浮体结构500横向受波浪冲击变形。吸波浮体结构500通过横纵方向的加强筋连接，在提高了整体结构强度的同时，也减少了内部钢材的使用，有效降低吸波浮体结构500的整体重量。
56.在本发明的一些实施例中，强肋腹板510和横壁板512分别采用板材结构。且或，垂直扶强材511和横壁扶强材513采用扁钢或球扁钢制成。且或，外板纵骨508采用球扁钢材质制成。应理解，在不脱离本发明基本构思的前提下，强肋腹板510、横壁板512、垂直扶强材511、横壁扶强材513和外板纵骨508采用的材料类型灵活变换，均应视为在本发明限定的保护范围之内。
57.在本发明的一些实施例中，如图6和图7所示，上封板502分别与横壁板512和外板纵骨508焊接，外板纵骨508之间的间距d为500mm～700mm。外板纵桁509采用t型组合梁结
构，外板纵桁509与上封板502焊接，外板纵桁509之间的间距c为2d～4d。强肋腹板510与上封板502焊接，强肋腹板510之间的间距为b1或b2，间距b1为3d～6d，间距b2为3d～6d。
58.根据吸波浮体结构500的不同尺寸选择不同的间距d，从而调整整体结构的加强件布局，使整体结构的各位置均保持稳定的连接强度，提升使用寿命。
59.在本发明的一些实施例中，如图6和图7所示，浮体装置摇臂300设置有上轴臂，上轴臂与上封板502焊接，上轴臂之间的间距为9d～18d。上轴臂与上封板502焊接，能够增加吸波浮体结构500和浮体装置摇臂300之间的连接强度，避免吸波浮体结构500长时间受海浪冲击导致吸波浮体结构500和浮体装置摇臂300之间的连接松动。
60.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“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发明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。
61.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

技术特征：
1.一种波浪能发电平台吸波浮体结构，应用于波浪能发电装置上，包括波浪能发电平台(100)，所述波浪能发电平台(100)设置有液压装置(400)和浮体装置转轴(200)；其特征在于，包括：浮体装置摇臂(300)，与所述浮体装置转轴(200)转动连接；吸波浮体结构(500)，与所述浮体装置摇臂(300)连接，所述吸波浮体结构(500)的一侧与所述液压装置(400)连接，当所述吸波浮体结构(500)绕所述浮体装置转轴(200)转动时，所述吸波浮体结构(500)推动所述液压装置(400)工作，使机械能转化为液压内能，所述液压装置(400)再转化成电能；其中，所述吸波浮体结构(500)呈鹰头形状的流线型结构，所述吸波浮体结构(500)和所述浮体装置摇臂(300)之间焊接连接，形成刚性连接。2.根据权利要求1所述的波浪能发电平台吸波浮体结构，其特征在于，所述吸波浮体结构(500)、所述浮体装置摇臂(300)和所述液压装置(400)组成一组发电单元，所述波浪能发电平台(100)上布置有至少一组所述发电单元。3.根据权利要求1所述的波浪能发电平台吸波浮体结构，其特征在于，所述吸波浮体结构(500)采用船级钢材制成，至少采用a级钢材。4.根据权利要求1所述的波浪能发电平台吸波浮体结构，其特征在于，所述吸波浮体结构(500)的整体外形线性平顺，呈弧线形式，用于提升所述吸波浮体结构(500)在波浪和海流中的吸波效果，提升发电效率；所述吸波浮体结构(500)的r1直径为1100mm～1200mm，r2直径为30000mm～33000mm，r3直径为1000mm～1200mm，r4直径为25000mm～26000mm，r5直径为900mm～1100mm，r6直径为10000mm～12000mm。5.根据权利要求1至4任意一项所述的波浪能发电平台吸波浮体结构，其特征在于，所述吸波浮体结构(500)的内部设置有浮体平台(507)，所述浮体平台(507)把所述吸波浮体结构(500)的内部分为上下两部分；所述吸波浮体结构(500)的内部上半部设置有下封板(503)、前端板(501)、上封板(502)、外板纵桁(509)和后端板(505)；所述吸波浮体结构(500)的内部下半部设置有所述下封板(503)、下端板(506)、后封板(504)和外板纵骨(508)。6.根据权利要求5所述的波浪能发电平台吸波浮体结构，其特征在于，所述吸波浮体结构(500)的内部设置有加强肋结构，所述加强肋结构包括强肋腹板(510)和垂直扶强材(511)，所述强肋腹板(510)与所述垂直扶强材(511)相互焊接，所述强肋腹板(510)与所述浮体平台(507)上下两端分布；所述强肋腹板(510)一端与所述浮体平台(507)焊接，另一端分别与所述前端板(501)、所述上封板(502)、所述下封板(503)、所述后封板(504)、所述后端板(505)和所述下端板(506)焊接，形成所述吸波浮体结构(500)的鹰头框架结构。7.根据权利要求6所述的波浪能发电平台吸波浮体结构，其特征在于，所述吸波浮体结构(500)的内部设置有横壁结构，所述横壁结构包括横壁板(512)和横壁扶强材(513)，所述横壁扶强材(513)与所述强肋腹板(510)焊接，所述横壁板(512)沿所述浮体平台(507)上下两端分布；
所述横壁板(512)分别与所述前端板(501)、所述上封板(502)、所述下封板(503)、所述后封板(504)、所述后端板(505)和所述下端板(506)焊接，形成所述吸波浮体结构(500)的硬头框架结构，将所述吸波浮体结构(500)的内部结构和外板连接形成一个密封框架结构，用于提升所述吸波浮体结构(500)的整体强度和降低整体重量。8.根据权利要求7所述的波浪能发电平台吸波浮体结构，其特征在于，所述强肋腹板(510)和所述横壁板(512)分别采用板材结构；且或，所述垂直扶强材(511)和所述横壁扶强材(513)采用扁钢或球扁钢制成；且或，所述外板纵骨(508)采用球扁钢材质制成。9.根据权利要求7所述的波浪能发电平台吸波浮体结构，其特征在于，所述上封板(502)分别与所述横壁板(512)和所述外板纵骨(508)焊接，所述外板纵骨(508)之间的间距d为500mm～700mm；所述外板纵桁(509)采用t型组合梁结构，所述外板纵桁(509)与所述上封板(502)焊接，所述外板纵桁(509)之间的间距c为2d～4d；所述强肋腹板(510)与所述上封板(502)焊接，所述强肋腹板(510)之间的间距为b1或b2，间距b1为3d～6d，间距b2为3d～6d。10.根据权利要求9所述的波浪能发电平台吸波浮体结构，其特征在于，所述浮体装置摇臂(300)设置有上轴臂，所述上轴臂与所述上封板(502)焊接，所述上轴臂之间的间距为9d～18d。

技术总结
本发明公开了波浪能发电平台吸波浮体结构，涉及波浪能发电装置技术领域，包括浮体装置摇臂，与浮体装置转轴转动连接；吸波浮体结构，与浮体装置摇臂连接，吸波浮体结构的一侧与液压装置连接；其中，吸波浮体结构呈鹰头形状的流线型结构，吸波浮体结构和浮体装置摇臂之间焊接连接，形成刚性连接。根据本发明的波浪能发电平台吸波浮体结构，浮体装置摇臂和吸波浮体结构之间焊接固定，采用刚性连接，结构简单，能量传递效率更高，减少能量传递损失。而吸波浮体结构采用鹰头形状的流线型结构，能够增大其与波浪或海流之间的能量转化效率，使吸波浮体结构更容易被推动，提升发电装置的整体发电效率。发电效率。发电效率。


技术研发人员：庄瑞民 陈剑亮
受保护的技术使用者：广东中远海运重工有限公司
技术研发日：2022.11.29
技术公布日：2023/5/16