利用遠(yuǎn)海脈沖能形成的波浪發(fā)電的裝置制造方法
【專利摘要】利用遠(yuǎn)海脈沖能形成的波浪發(fā)電的裝置可象火電一樣常年永不停歇地穩(wěn)定發(fā)電，其在水體中浮起的整體支持裝置中的水下平衡翼流板在可調(diào)控大小的重力作用下能進(jìn)入水體中進(jìn)入需要的吃水深度，利用水下水體與水面波浪不同的起伏差，翼流板通過(guò)其中線上的固定板，為水面的中空水自擺搖梁的翹翹板式運(yùn)動(dòng)提供反作用力平臺(tái)，當(dāng)搖梁兩端的自滑式浮箱兩邊由上下阻板組成的兜拱形結(jié)構(gòu)在承接海水中由脈沖能形成的波浪時(shí)，一端被浪峰托起一端向海平面傾斜，其運(yùn)動(dòng)力可通過(guò)聯(lián)動(dòng)桿及杠桿帶動(dòng)水下密封箱內(nèi)安裝的線性發(fā)電機(jī)發(fā)電；裝置通過(guò)連接舵板定向；通過(guò)沉放于海床的帶錨式墜重物及加套自浮式鋼絲繩在海域定位；通過(guò)法蘭盤(pán)相互連接形成需要的規(guī)模。
【專利說(shuō)明】利用遠(yuǎn)海脈沖能形成的波浪發(fā)電的裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明的利用遠(yuǎn)海脈沖能形成的波浪發(fā)電的裝置，其動(dòng)能由海面永不停歇的由脈沖能形成的起伏波浪轉(zhuǎn)化而成，本發(fā)明在具有環(huán)保發(fā)電且不占用陸地的基礎(chǔ)上，還可以具備像煤電一樣的生產(chǎn)優(yōu)勢(shì):發(fā)電量長(zhǎng)年恒定、造價(jià)相對(duì)低廉、可形成現(xiàn)有用電規(guī)模，這是現(xiàn)有的其它清潔能源無(wú)法同時(shí)具備的優(yōu)勢(shì)，因此也是現(xiàn)有電網(wǎng)真正需要的能源:同時(shí)本發(fā)明中的沉放于海床的帶錨式墜重物可有意識(shí)地布陣成人工礁石，促進(jìn)海底生物繁衍。
【背景技術(shù)】
[0002]把遠(yuǎn)海海面上由脈沖能形成的波浪轉(zhuǎn)換為電能是人們長(zhǎng)期的愿望，由脈沖能形成的波浪起伏的高低水頭勢(shì)能差是一種資源豐富、永不停歇的可靠勢(shì)能，使用時(shí)不排放二氧化碳及燃燒污染物，是防止全球變暖及空氣污染的對(duì)策之一。由陽(yáng)光、地球自轉(zhuǎn)、風(fēng)力、潮汐、洋流等綜合作用力針對(duì)水面而產(chǎn)生脈沖能，脈沖能可以在海洋的表層水體中傳播幾千公里而沒(méi)有明顯的減弱，只有遇到障礙時(shí)才針對(duì)表層水體形成波浪，也就是說(shuō)從某段選擇的海面上，我們就可以收集到來(lái)自大洋深處產(chǎn)生的波浪能，因此某一海域的波浪能并不受當(dāng)?shù)赜酗L(fēng)無(wú)風(fēng)的影響，這片最大退潮線以外的海面波浪能是永恒存在的。在美國(guó)第4134023號(hào)專利文中指出:有些地方可以達(dá)到每平方公里波面7千萬(wàn)瓦的可利用勢(shì)能。和其它可再生能源，如利用風(fēng)能、太陽(yáng)能等斷續(xù)的發(fā)電相比，由于電力能不可能大規(guī)模儲(chǔ)存，而人們的用電量卻持續(xù)存在，因此電網(wǎng)目前無(wú)法大比例并網(wǎng)使用上述電能；而由多種自然能量作用于水體而形成由脈沖能過(guò)渡成的波浪能，卻能夠象人工控制的煤電的熱能一樣持續(xù)而相對(duì)穩(wěn)定，因此可長(zhǎng)期恒定地發(fā)電，是人們最需要的穩(wěn)定而高度集中的可再生能源。然而要將波浪能運(yùn)用到實(shí)際卻非常困難。自1973年英國(guó)愛(ài)丁堡大學(xué)就建立了波浪能研究中心，由肖特(salter)教授設(shè)計(jì)的“點(diǎn)頭鴨式海浪能發(fā)電裝置”專利由英國(guó)政府擁有，英國(guó)政府能源部1976年報(bào)告說(shuō):它相信波浪能是所有可更新的能量中最有前途的，在其1982年的一份研究報(bào)告中提出，點(diǎn)頭鴨式海浪能發(fā)電裝置的成本會(huì)與核發(fā)電的成本差不多；日本是一島國(guó)，有漫長(zhǎng)海岸線，對(duì)波浪發(fā)電極為重視，據(jù)日本人桂井誠(chéng)主編的《電工實(shí)用手冊(cè)》介紹，多年來(lái)在其山形縣附近海上都有大型裝置在試驗(yàn)運(yùn)行中，但至今尚未聞知取得實(shí)效。目前石油價(jià)格高企，碳排放更是聯(lián)合國(guó)高度重視的問(wèn)題，我國(guó)如算上南沙群島，有世界最長(zhǎng)的海岸線，可利用的海域應(yīng)該超過(guò)實(shí)際需要；海上發(fā)電就近供應(yīng)的是沿海城市，而沿海城市又是用電大戶，故有“西電東送”的能源布局，如能部分或全部達(dá)到沿海城市使用新能源，不但能解決我國(guó)變成碳排放最大國(guó)的問(wèn)題，更是突破經(jīng)濟(jì)瓶頸的新生產(chǎn)力，無(wú)疑能統(tǒng)領(lǐng)世界能源格局。經(jīng)多年思考發(fā)現(xiàn):當(dāng)今世界各國(guó)在研究海洋波浪新能源的實(shí)踐中，一個(gè)尚未得到重視，但卻是最根本的技術(shù)制約就是:如何在海洋中建立機(jī)械裝置運(yùn)動(dòng)時(shí)的反作用力平臺(tái)，事實(shí)證明，這個(gè)問(wèn)題困惑了人們幾十年。按機(jī)械常識(shí)推理，讓機(jī)械裝置在波浪中同步起伏翻滾，是無(wú)法大量獲得波浪能的；而以平方公里的規(guī)模在海洋中向地下打樁建立反作用力基礎(chǔ)，且結(jié)構(gòu)上要經(jīng)受臺(tái)風(fēng)等災(zāi)害的破壞，經(jīng)濟(jì)賬也不劃算，這是至今世界各種波浪能研究無(wú)法取得實(shí)效的主因，本發(fā)明的核心權(quán)力要求，就是在這個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題上找到了解決問(wèn)題的方法，提供了一種利用波浪能的反作用力平臺(tái)，這種反作用力平臺(tái)建立的基礎(chǔ)距離并不遠(yuǎn)，就在本裝置下方一定距離的水下，在英國(guó)政府擁有的點(diǎn)頭鴨式海浪能發(fā)電裝置專利報(bào)告中提及過(guò):波浪能主要集中在水面附近，其能量按水下深度遞減，離水面50米以下的水體就基本上沒(méi)有波浪能。本發(fā)明的基礎(chǔ)正是這個(gè)被人們疏忽的現(xiàn)象，并具此設(shè)計(jì)出巧妙利用水下一定深度的水體與水面波浪的起伏差，而形成對(duì)整套裝置運(yùn)動(dòng)時(shí)提供反作用力平臺(tái)的專門(mén)部件:水下平衡翼流板，并在此基礎(chǔ)上配套設(shè)計(jì)出:利用遠(yuǎn)海脈沖能形成的波浪發(fā)電的裝置。按照本發(fā)明的設(shè)計(jì)推算造價(jià)，同樣功能規(guī)模的發(fā)電裝置，其綜合成本不但不會(huì)和核能發(fā)電成本差不多，甚至?xí)陀诨鹆Πl(fā)電成本。此外，本裝置如按平方公里規(guī)模進(jìn)行陣列排布，其沉放于海床的帶錨式墜重物可形成生態(tài)的人工礁石陣列，在禁漁的條件下建立天然魚(yú)類繁殖場(chǎng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明利用遠(yuǎn)海脈沖能形成的波浪發(fā)電的裝置，其解決上述技術(shù)問(wèn)題所設(shè)計(jì)的方案是:在海面水域限定條件下，建立能在水體中浮起的整體支持裝置，裝置底部裝有水下平衡翼流板，并在可控的重力作用下使水下平衡翼流板吃水進(jìn)入水下一定深度相對(duì)穩(wěn)定的水體中，利用水下一定深度的水體與水面波浪的起伏差，使機(jī)械運(yùn)動(dòng)中產(chǎn)生的水阻力成為支持水面運(yùn)動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)時(shí)的反作用力平臺(tái)，并在這個(gè)平臺(tái)上設(shè)計(jì)出:能反復(fù)對(duì)表層水體中的脈沖能傳遞形成障礙并激起波浪，從而利用波浪起伏的勢(shì)能運(yùn)動(dòng)的機(jī)件，機(jī)件帶動(dòng)線性發(fā)電機(jī)將勢(shì)能轉(zhuǎn)化為可利用的電能輸出，同時(shí)整體裝置具備能在大風(fēng)浪中持續(xù)發(fā)電的功能。
[0004]本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題所設(shè)計(jì)的方案是:本方案中能在水體中浮起的整體支持裝置，其最底層的加水重心定位連接槽安裝在水下平衡翼流板的正中下方，翼流板正中上方依次安裝下固定板，水下密封箱及軸承座，上固定板及軸承座組成的垂直支撐機(jī)件，垂直支撐機(jī)件的上固定板通過(guò)舵板安裝螺栓安裝有連接舵板，以上部件組成在水體中浮起的整體支持裝置；在水體中浮起的整體支持裝置的浮力主要由加水重心定位連接槽的密封空間形成，因?yàn)榧铀匦倪B接槽是在水體中浮起的整體支持裝置的一個(gè)組成部分，因此加水重心定位連接槽設(shè)計(jì)的密封空間內(nèi)的體積造成在水體中浮起的整體支持裝置在水體中的浮力大于在水體中浮起的整體支持裝置在水體中的重力，所以在水體中浮起的整體支持裝置能夠在水體中浮起；加水重心定位連接槽裝有潛水泵、連接槽灌注水止回閥、進(jìn)排氣管、與進(jìn)排氣管連接的永遠(yuǎn)浮在水面的浮子及空氣止回閥，機(jī)械的動(dòng)力由海底輸出電纜的引進(jìn)電源提供；通過(guò)啟動(dòng)連接槽灌注水止回閥向連接槽的密封空間注水，或是啟動(dòng)潛水泵將連接槽內(nèi)的水排出，其間加水重心定位連接槽內(nèi)空氣的吸排由進(jìn)排氣管、浮子及空氣止回閥提供，就可使連接槽內(nèi)的密封空間保持需要的儲(chǔ)水量，加入的水使連接槽在水體中重力增大，也就使在水體中浮起的整體支持裝置的重力增大，在水體中浮起的整體支持裝置因此可調(diào)整到需要的吃水深度；因?yàn)槊}沖能主要集中在水面附近，其能量按水下深度遞減，離水面50米以下的水體就基本上沒(méi)有脈沖能，所以在一個(gè)設(shè)計(jì)好的吃水深度里，在水體中浮起的整體支持裝置的總高度使水下平衡翼流板處于水下一定深度的相對(duì)穩(wěn)定的水體中，而最上端的上固定板及軸承座則處于水面的一定高度，在由最底部的加水重心定位連接槽為在水體中浮起的整體支持裝置提供重心保持平衡的基礎(chǔ)上，水下平衡翼流板在水下一定深度相對(duì)穩(wěn)定的水體中，因?yàn)槠浔砻娣e與其正中位置連接的下固定板截面積相對(duì)巨大，因此水下平衡翼流板在正中部位承接上方機(jī)件傳遞的搖動(dòng)力時(shí)，利用其表面積水體在運(yùn)動(dòng)中產(chǎn)生的水阻力為上方機(jī)件的運(yùn)動(dòng)提供反作用力平臺(tái)；在水體中浮起的整體支持裝置可調(diào)整的吃水深度，包括當(dāng)海上出現(xiàn)大風(fēng)浪時(shí)，使在水體中浮起的整體支持裝置在水體中吃水更深，以水體的阻力調(diào)整運(yùn)動(dòng)機(jī)件的運(yùn)動(dòng)幅度變小并保持運(yùn)動(dòng)；本方案在預(yù)定海域沉放有帶錨式墜重物及其上安裝的可收放卷盤(pán)和卷盤(pán)中的加套自浮式鋼絲繩，鋼絲繩的一端通過(guò)拉桿與水下平衡翼流板連接，帶錨式墜重物內(nèi)裝的錨在海底能鉤住海床，使其產(chǎn)生向上的拉力的基礎(chǔ)，加之其自身重力和其被向上拉動(dòng)時(shí)上表面積水體產(chǎn)生的水阻力，帶錨式墜重物沉放在海床后可以產(chǎn)生的向上拉力和大于上方在水體中浮起的整體支持裝置的浮力，因此可收放卷盤(pán)收緊或放松加套自浮式鋼絲繩，就可對(duì)其上方在水體中浮起的整體支持裝置實(shí)現(xiàn)定位，使其不會(huì)隨洋流漂移；此外，通過(guò)舵板安裝螺栓安裝在上固定板及軸承座上的連接舵板有相對(duì)寬大的面積，因?yàn)樵谒w中浮起的整體支持裝置已在海域?qū)崿F(xiàn)了定位牽引力，所以連接舵板能在表層水體脈沖能的作用力下自然地以其整塊板中最小的一端截面積迎向單一朝向的脈沖能的來(lái)向，發(fā)揮其舵板的作用，因?yàn)檫B接舵板能利用海水中單一朝向的脈沖能為在水體中浮起的整體支持裝置定向，舵板與自滑式浮箱的安裝朝向縱橫交錯(cuò)，使自滑式浮箱上安裝的下阻板始終以有用的著力面迎向海水中脈沖能的來(lái)向，以便更有效地承接海水中的脈沖能并形成波浪能。
[0005]利用遠(yuǎn)海脈沖能形成的波浪發(fā)電的裝置，根據(jù)遠(yuǎn)海海面表層水體的脈沖能遇到障礙會(huì)形成波浪，產(chǎn)生高低水頭勢(shì)能差的實(shí)際，本發(fā)明的水面運(yùn)動(dòng)裝置中自滑式浮箱上下兩側(cè)均裝有兜拱形結(jié)構(gòu)的上阻板和下阻板，因?yàn)樵谒w中浮起的整體支持裝置具備的總高度使垂直支撐機(jī)件中上端的上固定板及軸承座伸出在水面需要的高度，而中空水自擺搖梁以其中線上的搖梁軸承安裝在上固定板及軸承座上，所以中空水自擺搖梁兩端的自滑式浮箱此時(shí)也伸出在水平面需要的高度；當(dāng)安裝在中空水自擺搖梁兩端的自滑式浮箱水平相向時(shí)，浮箱下側(cè)的下阻板已插入水體一定的深度，并因?yàn)樵谒w中浮起的整體支持裝置中連接舵板利用表層水體中單一朝向的脈沖能的定向，下阻板得以以其最大的表面積迎向表層水體中的脈沖能并對(duì)其能量的傳遞形成障礙同時(shí)激起波浪，又因?yàn)橹锌账詳[搖梁兩端的自滑式浮箱在同一直線上，所以兩端浮箱承接表層水體單一朝向的脈沖能在時(shí)間上就有了前后之分，這樣中空水自擺搖梁某一端首先接觸脈沖能的自滑式浮箱及端頭將會(huì)被由此激起的波浪托起而處于高端位，而同一直線上另一端的浮箱因脈沖能被阻斷不會(huì)被波浪同時(shí)托起處于低端位，高端位浮箱的浮箱上阻板在兜接浪峰上升勢(shì)能的過(guò)程中，高端位的自滑式浮箱可以最大限度地利用浪峰產(chǎn)生的勢(shì)能帶動(dòng)搖梁端頭上升；高端位的自滑式浮箱及端頭上升到最大值時(shí)，其下阻板對(duì)應(yīng)面積表層水體中的脈沖能也因轉(zhuǎn)化成波浪的勢(shì)能而消失，浪峰也隨之平復(fù)，中空水自擺搖梁高端位的自滑式浮箱及端頭隨浪峰同時(shí)下墜，與此同時(shí)，中空水自擺搖梁低端位的自滑式浮箱及下阻板也被隨后而來(lái)的脈沖能遇障礙而產(chǎn)生的波浪托起；這樣，中空水自擺搖梁分別被兩端的自滑式浮箱帶起，又分別隨浮箱下墜，中空水自擺搖梁得以在海面表層水體中產(chǎn)生翹翹板式運(yùn)動(dòng)；水面運(yùn)動(dòng)裝置中的中空水自擺搖梁以其長(zhǎng)度中線的搖梁軸承安裝在上固定板及軸承座上后為活動(dòng)支點(diǎn)進(jìn)行翹翹板式運(yùn)動(dòng)，軸承座同時(shí)也為搖梁搖擺運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)了最大止點(diǎn)，使搖擺運(yùn)動(dòng)幅度控制在合適范圍內(nèi)；為適應(yīng)海面因風(fēng)速引起浪峰與浪谷之間距離的變化，中空水自擺搖梁兩端分別通過(guò)導(dǎo)輪及導(dǎo)軌安裝自滑式浮箱，當(dāng)其中一側(cè)浮箱及搖梁端頭被浪峰托起時(shí)，對(duì)應(yīng)一側(cè)浮箱及搖梁端頭正斜向水面處，浮箱則通過(guò)導(dǎo)輪沿?fù)u梁導(dǎo)軌下斜，在其自重帶動(dòng)下，浮箱自滑至水面的最深處；當(dāng)中空水自擺搖梁兩側(cè)的自滑式浮箱高低位相互轉(zhuǎn)換時(shí)，搖梁兩端的浮箱利用導(dǎo)輪及導(dǎo)軌在重力作用下互換自滑方向，如此高低反復(fù)，最大尺寸地自動(dòng)尋找波浪起伏的高低水頭勢(shì)能差，帶動(dòng)中空水自擺搖梁進(jìn)行翹翹板式運(yùn)動(dòng)，此時(shí)中空水自擺搖梁?jiǎn)蝹?cè)端頭因自滑式浮箱被單次浪峰托舉產(chǎn)生的上升力為:中空水自擺搖梁?jiǎn)蝹?cè)端頭的上升力等于中空水自擺搖梁一端單次浪峰對(duì)自滑式浮箱產(chǎn)生的上升浮力除以水下平衡翼流板所處吃水深度水體與水面波浪同步起伏的傾斜系數(shù)；中空水自擺搖梁結(jié)構(gòu)中空，中空部位在水體中能自動(dòng)灌注有一定量的水，搖梁內(nèi)裝的水在搖梁上下?lián)u擺運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)反復(fù)向低端倒灌，倒灌的水在低位端產(chǎn)生下墜的重力可加大搖梁高位端浮箱被浪峰托起的上升浮力，從而形成搖梁兩端上下?lián)u擺的和力；在這里，搖梁兩端上下?lián)u晃的運(yùn)動(dòng)力需要通過(guò)吃水達(dá)到一定深度的水下平衡翼流板的反作用力平臺(tái)的支持才可得到利用，而翼流板所處吃水深度的水體與水面波浪存在同步起伏的傾斜系數(shù)，因此一個(gè)浪峰對(duì)中空水自擺搖梁?jiǎn)蝹?cè)端頭的上升和力，會(huì)因翼流板所處吃水深度的水體與水面波浪存在的同步起伏傾斜系數(shù)而有所損失；因?yàn)殡x水面越深的水體脈沖能就越小，越深的水體與水面波浪存在的同步起伏傾斜系數(shù)就越小，水下平衡翼流板據(jù)此設(shè)計(jì)出合理的吃水深度；在中空水自擺搖梁的運(yùn)動(dòng)力到達(dá)下固定板并晃動(dòng)水下平衡翼流板時(shí)，翼流板的晃動(dòng)勢(shì)將帶動(dòng)其周圍水體的波動(dòng)，同時(shí)因?yàn)樗缕胶庖砹靼宓谋砻娣e倍數(shù)大于其正中位置連接的下固定板的截面積，所以造成水下平衡翼流板出現(xiàn)的晃動(dòng)力將因要帶動(dòng)周圍水體波動(dòng)而被大部分抵消，翼流板據(jù)此利用水阻力為伸出水面進(jìn)行翹翹板式運(yùn)動(dòng)的中空水自擺搖梁提供反作用力平臺(tái)。
[0006]利用遠(yuǎn)海脈沖能形成的波浪發(fā)電的裝置，其在中空水自擺搖梁兩端的自滑式浮箱下還分別裝有聯(lián)動(dòng)桿，聯(lián)動(dòng)桿下端分別與水下密封箱及軸承座兩側(cè)的杠桿受力端活動(dòng)連接，聯(lián)動(dòng)桿隨搖梁翹翹板式運(yùn)動(dòng)而反復(fù)被上提或下壓，聯(lián)動(dòng)桿從而帶動(dòng)杠桿受力端水平上下運(yùn)動(dòng)；杠桿因其杠桿軸承分別安裝在水下密封箱及軸承座兩側(cè)的軸承座上，所以杠桿分別以此為支點(diǎn)，通過(guò)折疊式活動(dòng)密封膠套將杠桿做功端伸入水下密封箱內(nèi)，因?yàn)楦軛U受力端至軸承中線距離倍數(shù)大于杠桿做功端至軸承中線的距離，因此杠桿做功端根據(jù)杠桿原理，同倍數(shù)放大其受力端傳遞下來(lái)的運(yùn)動(dòng)力后，帶動(dòng)杠桿做功端上安裝的線性發(fā)電機(jī)移動(dòng)子運(yùn)動(dòng)，該運(yùn)動(dòng)與水下密封箱及軸承座內(nèi)固定安裝的線性發(fā)電機(jī)定子為相對(duì)運(yùn)動(dòng)，并因?qū)w在運(yùn)動(dòng)中切割磁力線而產(chǎn)生所需的電流，電流由海底輸出電纜輸出。
[0007]利用遠(yuǎn)海脈沖能形成的波浪發(fā)電的裝置中的每條加水重心定位連接槽均通過(guò)其上方的水下平衡翼流板縱向安裝多組由下固定板、水下密封箱及軸承座、上固定板及軸承座組成的垂直支撐機(jī)件；各組垂直支撐機(jī)件均通過(guò)上固定板上的舵板安裝螺栓安裝相互連接的連接舵板再次對(duì)安裝進(jìn)行加固；多條加水重心定位連接槽通過(guò)其一體的連接槽法蘭盤(pán)相互連接，可組合成本裝置的陣列排布，形成所需要的規(guī)模。
[0008]利用遠(yuǎn)海脈沖能形成的波浪發(fā)電的裝置中的加套自浮式鋼絲繩外圈用相互分節(jié)充氣各自密封的塑料套環(huán)狀包裹，塑料套的浮力與鋼絲繩的重力相當(dāng)，并在使用期內(nèi)可經(jīng)受可收放卷盤(pán)的擠壓和摩擦而保持密封性。
[0009]利用遠(yuǎn)海脈沖能形成的波浪發(fā)電的裝置中的沉放于海床的帶錨式墜重物在沉放海床后有意識(shí)地形成人工礁石陣列，促進(jìn)海底生物繁衍。
[0010]本發(fā)明的利用遠(yuǎn)海脈沖能形成的波浪發(fā)電的裝置的效果是:在水體中浮起的整體支持裝置底部的水下平衡翼流板利用水下一定深度的水體與水面波浪的起伏差，為水面運(yùn)動(dòng)裝置提供運(yùn)動(dòng)時(shí)需要的反作用力平臺(tái)；水面運(yùn)動(dòng)裝置反復(fù)對(duì)表層水體中的脈沖能傳遞形成障礙并激起波浪，從而利用浪峰的高低水頭勢(shì)能差，產(chǎn)生使搖梁以中線軸承為支點(diǎn)，兩端通過(guò)浮箱上下?lián)u擺的運(yùn)動(dòng)，并通過(guò)聯(lián)動(dòng)機(jī)件帶動(dòng)導(dǎo)體做切割磁力線的運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生電能；整套裝置可在選定海域?qū)崿F(xiàn)定位，并可在大風(fēng)浪的氣候條件下不間斷地持續(xù)發(fā)電，與按能源區(qū)分的其它發(fā)電方式相比，本發(fā)明在具有環(huán)保發(fā)電且不占用陸地的基礎(chǔ)上，還可以具備象煤電一樣的生產(chǎn)優(yōu)勢(shì):發(fā)電量長(zhǎng)年恒定、造價(jià)相對(duì)低廉、可形成現(xiàn)有用電規(guī)模，這是現(xiàn)有的其它清潔能源無(wú)法同時(shí)具備的優(yōu)勢(shì)，因此也是現(xiàn)有電網(wǎng)真正需要的能源；同時(shí)本發(fā)明中的沉放于海床的帶錨式墜重物可有意識(shí)地布陣成人工礁石，促進(jìn)海底生物繁衍。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0011]附圖是本發(fā)明的整體示意圖。
[0012]圖中1.水下平衡翼流板，2.中空水自擺搖梁，3.加水重心定位連接槽，4.帶錨式墜重物，5.加套自浮式鋼絲繩，6.可收放卷盤(pán)，7.下固定板，8.水下密封箱及軸承座，
9.上固定板及軸承座，10.搖梁軸承，11.導(dǎo)輪及導(dǎo)軌，12.自滑式浮箱，13.聯(lián)動(dòng)桿，14.杠桿，15.杠桿軸承，16.折疊型活動(dòng)密封膠套，17.線性發(fā)電機(jī)定子，18.線性發(fā)電機(jī)移動(dòng)子，
19.海底輸出電纜，20.潛水泵，21.連接槽灌注水止回閥，22.進(jìn)排氣管，23.浮子及空氣止回閥，24.連接槽法蘭盤(pán)，25.拉桿，26上阻板；27.下阻板，28.連接舵板，29舵板安裝螺栓。
【具體實(shí)施方式】
[0013]利用遠(yuǎn)海脈沖能形成的波浪發(fā)電的裝置:本發(fā)明中，在水體中浮起的整體支持裝置包括水下平衡翼流板(I)，翼流板正中下方是加水重心定位連接槽(3);翼流板正中位置上方是下固定板(7)、再上方是水下密封箱及軸承座(8)、上固定板及軸承座(9)組成的垂直支撐機(jī)件，其中上固定板及軸承座(9)通過(guò)舵板安裝螺栓(29)安裝有連接舵板(28)；以上部件組成的在水體中浮起的整體支持裝置放入足夠深度的水中時(shí)，處于在水體中浮起的整體支持裝置最下方中心位置的加水重心定位連接槽(3)所具備的密封空間內(nèi)產(chǎn)生使在水體中浮起的整體支持裝置浮起的大部分浮力，浮力造成在水體中浮起的整體支持裝置在水體中，其向上表面積壓力大于其向下表面積壓力，因此在水體中浮起的整體支持裝置能夠在水體中浮起；在水體中浮起的整體支持裝置中的加水重心定位連接槽(3)上裝有:潛水泵(20)、連接槽灌注水止回閥(21)、進(jìn)排氣管(22)、與進(jìn)排氣管上端連接的永遠(yuǎn)浮于水面上的浮子及空氣止回閥(23);當(dāng)整體支持裝置進(jìn)入預(yù)定水域后，連接槽灌注水止回閥
(21)利用海底輸出電纜(19)的引進(jìn)電源啟動(dòng)向加水重心定位連接槽(3)的密封空間內(nèi)適量注水時(shí)，其排擠出的空氣由進(jìn)排氣管(22)、浮子及空氣止回伐(23)排出水面，而注入的水使在水體中的加水重心定位連接槽(3)的重力增大，因?yàn)榧铀匦亩ㄎ贿B接槽(3)是在水體中浮起的整體支持裝置的一個(gè)組裝部分，因此在水體中浮起的整體支持裝置的重力同樣增大，在水體中浮起的整體支持裝置在水體中重力增大后，其在水體中所排開(kāi)的水也更多，造成在水體中浮起的整體支持裝置吃水變深，所以連接槽灌注水止回閥(21)向加水重心定位連接槽(3)的密封空間灌注需要量的水，可使在水體中浮起的整體支持裝置底部的水下平衡翼流板(I)按需要到達(dá)水體中設(shè)計(jì)的吃水深度；而在水體中浮起的整體支持裝置具備的總高度決定了此時(shí)上固定板及軸承座(9)剛好伸出水面需要的高度；在水下平衡翼流板(I)吃水達(dá)到一定深度后，這個(gè)深度的水體是相對(duì)穩(wěn)定的，水下平衡翼流板(I)利用一定深度的相對(duì)穩(wěn)定的水體與水面波浪的起伏差，為其上方正中位置依次安裝的下固定板
(7)、水下密封箱及軸承座(8)，上固定板及軸承座(9)組裝而成的垂直支撐機(jī)件傳導(dǎo)下來(lái)的晃動(dòng)力提供反作用力平臺(tái)；在水體中浮起的整體支持裝置可調(diào)整的吃水深度，包括當(dāng)海上出現(xiàn)大風(fēng)浪時(shí)使在水體中浮起的整體支持裝置在水體中吃水更深，以水體的阻力調(diào)整運(yùn)動(dòng)機(jī)件的運(yùn)動(dòng)幅度并保持運(yùn)動(dòng)；同樣，當(dāng)需要在水體中浮起的整體支持裝置在水體中吃水變淺一些時(shí)，則可利用海底輸出電纜(19)的引進(jìn)電流啟動(dòng)潛水泵(20)，將加水重心定位連接槽(3)內(nèi)的存水排出需要的量，排水時(shí)補(bǔ)充的空氣由浮子及空氣止回閥(23)和進(jìn)排氣管(22)提供，使在水體中浮起的整體支持裝置在水中重力變小，造成在水體中浮起的整體支持裝置吃水變淺；因此通過(guò)連接槽灌注水止回閥(21)和潛水泵(20)的進(jìn)、排水，使加水重心定位連接槽(3)保持需要的儲(chǔ)水量，就可使在水體中浮起的整體支持裝置在水體中保持需要的吃水深度；因?yàn)榧铀匦亩ㄎ徊?3)處于在水體中浮起的整體支持裝置底部的正中位置，其注水后重力也相對(duì)最大，因此在在水體中浮起的整體支持裝置吃水變深時(shí)，加水重心定位連接槽(3)仍處于在水體中浮起的整體支持裝置的最底部，在將其上的水下平衡翼流板(I)帶入水下一定深度的相對(duì)穩(wěn)定的水體的同時(shí)，也為在水體中浮起的整體支持裝置在水體中的平衡起到重心定位的作用；重力是因地球的吸引而使地球附近物體受到的作用力，而其方向是豎直向下的，所以加水重心定位連接槽(3)利用其注入的水產(chǎn)生的重力，能使其上方的水下平衡翼流板(I)在水中一定深度相對(duì)平穩(wěn)的水體中保持相對(duì)水平狀態(tài)；為使在水體中浮起的整體支持裝置在海洋中定位不會(huì)隨洋流漂移，本發(fā)明在預(yù)定海域的海底沉放有帶錨式墜重物⑷以及其上安裝的可收放卷盤(pán)(6)和卷盤(pán)中的加套自浮式鋼絲繩
(5)，鋼絲繩通過(guò)拉桿(25)與水下平衡翼流板(I)下端連接，因?yàn)閹у^式墜重物(4)內(nèi)裝的錨能在沉入水底后鉤住海床，當(dāng)其被向上拉動(dòng)時(shí)從而產(chǎn)生向上的拉力的基礎(chǔ)，加之其自身在水底的重力和其被向上拉動(dòng)時(shí)上表面積水體產(chǎn)生的水阻力，其可以產(chǎn)生向上的合計(jì)拉力大于其上方在水體中浮起的整體支持裝置的浮力，因此帶錨式墜重物(4)上安裝的可收放卷盤(pán)(6)利用帶錨式墜重物(4)向上的組合拉力，收緊或放出加套自浮式鋼絲繩(5)以控制其長(zhǎng)短，就可對(duì)其上方在水體中浮起的整體支持裝置進(jìn)行定位牽引，表現(xiàn)為:帶錨式墜重物⑷沉放海底后，通過(guò)可收放卷盤(pán)(6)內(nèi)的加套自浮式鋼絲繩(5)、拉桿(28)可以對(duì)上方在水體中浮起的整體支持裝置產(chǎn)生的拉力，大于在水體中浮起的整體支持裝置具備的浮力減去在水體中浮起的整體支持裝置具備的重力；在水體中浮起的整體支持裝置通過(guò)向加水重心定位連接槽(3)密封空間內(nèi)灌注水量的調(diào)整，使水下平衡翼流板(I)進(jìn)入水體一定深度相對(duì)穩(wěn)定的水體并保持相對(duì)水平狀態(tài)時(shí)，在水體中浮起的整體支持裝置具備的總高度也使上端的上固定板及軸承座(9)伸出在水面需要的高度，其軸承座套裝搖梁軸承(10)，從而在中空水自擺搖梁(2)的中線上連接中空水自擺搖梁(2)并作為中空水自擺搖梁(2)的運(yùn)動(dòng)支點(diǎn)；搖梁兩端均裝有導(dǎo)輪及導(dǎo)軌(11)，兩端導(dǎo)軌上又均裝有自滑式浮箱(12);浮箱兩端均有由上阻板(26)、下阻板(27)組成的兜拱形結(jié)構(gòu)，以便更有效地承接上層海水中脈沖能形成的波浪能，在計(jì)算中，自滑式浮箱(12)的浮力不計(jì)算在水中浮起的整體支持裝置的浮力之內(nèi)；當(dāng)中空水自擺搖梁(2) —端浮箱被脈沖能轉(zhuǎn)化的浪峰托起，搖梁另一端的浮箱斜向水平面帶動(dòng)中空水自擺搖梁(2)做翹翹板式運(yùn)動(dòng)時(shí)，其運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的反作用力通過(guò)作為搖動(dòng)支點(diǎn)的搖梁正中的搖梁軸承(10)向下依次傳遞到在水中浮起的整體支持裝置中的上固定板及軸承座(9)、水下密封箱及軸承座(8)、下固定板(7)直至水下平衡翼流板(I)的正中位置；在機(jī)件設(shè)計(jì)中，按所處水體密度相同的情況計(jì)算，上固定板及軸承座(9)做為中空水自擺搖梁(2)的做功支點(diǎn)，向下傳遞運(yùn)動(dòng)力的作用面積最后體現(xiàn)在下固定板(7)與水下平衡翼流板(I)正中位置連接的截面積上，這個(gè)截面積可以按平方厘米為計(jì)算單位，而被水下相對(duì)穩(wěn)定水體全方位包裹形成晃動(dòng)水阻的水下平衡翼流板(I)的表面積需要用平方米計(jì)算，在扣除了水下平衡翼流板(I)所處吃水深度水體與水面波浪同步起伏的傾斜系數(shù)后，中空水自擺搖梁(2)的運(yùn)動(dòng)力到達(dá)下固定板(7)并晃動(dòng)水下平衡翼流板(I)正中位置時(shí)，水下平衡翼流板(I)所有的表面積因需帶動(dòng)所處水體晃動(dòng)時(shí)的水阻產(chǎn)生的反作用力大于中空水自擺搖梁(2)在向一側(cè)搖動(dòng)運(yùn)動(dòng)時(shí)對(duì)由下固定板(7)形成的支點(diǎn)產(chǎn)生的作用力除以水下平衡翼流板(I)所有的表面積之和與下固定板(7)與水下平衡翼流板(I)正中位置連接處的截面積的商，就是說(shuō)下固定板(7)的作用力在晃動(dòng)水下平衡翼流板(I)時(shí)，翼流板的晃動(dòng)勢(shì)將帶動(dòng)其周圍水體的波動(dòng)，翼流板出現(xiàn)的晃動(dòng)力將因要帶動(dòng)周圍水體波動(dòng)而被大部分抵消，翼流板據(jù)此利用水阻力為伸出水面進(jìn)行翹翹板式運(yùn)動(dòng)的中空水自擺搖梁(2)提供反作用力平臺(tái)；此外通過(guò)舵板安裝螺栓(29)安裝在上固定板及軸承座(9)上的連接舵板(28)有相對(duì)寬大的表面積，因?yàn)樵谒w中浮起的整體支持裝置已海域?qū)崿F(xiàn)了定位牽引，所以連接舵板(28)能在表層水體脈沖能的作用下自然地以整塊板中最小的一端截面積迎向單一朝向的脈沖能的來(lái)向，發(fā)揮其舵板的作用，而連接舵板(28)與自滑式浮箱(12)的安裝朝向縱橫交錯(cuò)，因此有相對(duì)寬大表面積的連接舵板(28)能利用海水中單一朝向的脈沖能為在水體中浮起的整體支持裝置定向，使自滑式浮箱(12)上安裝的下阻板
(27)始終以有用的著力面迎向海水中脈沖能的來(lái)向，以便更有效地承接海水中由脈沖能形成的波浪能。
[0014]利用遠(yuǎn)海脈沖能形成的波浪發(fā)電的裝置，其特征是:根據(jù)遠(yuǎn)海海面表層水體的脈沖能遇到障礙會(huì)形成波浪，產(chǎn)生高低水頭勢(shì)能差的實(shí)際，本發(fā)明的水面運(yùn)動(dòng)裝置中自滑式浮箱(12)上下兩側(cè)均裝有兜拱形結(jié)構(gòu)的上阻板(26)和下阻板(27)，因?yàn)樵谒w中浮起的整體支持裝置具備的總高度使垂直支撐機(jī)件中上端的上固定板及軸承座(9)伸出在水面需要的高度，而中空水自擺搖梁(2)以其中線上的搖梁軸承(10)安裝在上固定板及軸承座
(9)上，所以中空水自擺搖梁(2)兩端的自滑式浮箱(12)此時(shí)也伸出在水平面需要的高度；當(dāng)安裝在中空水自擺搖梁(2)兩端的自滑式浮箱(12)水平相向時(shí)，浮箱下側(cè)的下阻板(27)已插入水體一定的深度，并因?yàn)樵谒w中浮起的整體支持裝置中連接舵板(28)利用表層水體中單一朝向的脈沖能的定向，下阻板(27)得以以其最大的表面積迎向表層水體中的脈沖能并對(duì)其能量的傳遞形成障礙，同時(shí)因?yàn)橹锌账詳[搖梁(2)兩端的自滑式浮箱(12)在搖梁的同一直線上，所以兩端浮箱承接表層水體單一朝向的脈沖能在時(shí)間上就有了前后之分，這樣中空水自擺搖梁(2)某一端首先接觸脈沖能的自滑式浮箱(12)及端頭將會(huì)被由此激起的波浪托起而處于高端位，而在搖梁同一直線上另一端的浮箱因脈沖能被阻斷不會(huì)被波浪同時(shí)托起處于低端位；高端位浮箱的浮箱上阻板(26)在兜接浪峰上升勢(shì)能的過(guò)程中，高端位的自滑式浮箱(12)可以最大限度地利用浪峰產(chǎn)生的勢(shì)能帶動(dòng)搖梁端頭上升；高端位的自滑式浮箱(12)及端頭上升到最大值時(shí)，其下阻板(27)對(duì)應(yīng)面積表層水體中的脈沖能也因轉(zhuǎn)化成波浪的勢(shì)能而消失，浪峰也隨之平復(fù)，中空水自擺搖梁(2)高端位的自滑式浮箱(12)及端頭隨浪峰同時(shí)下墜，與此同時(shí)，中空水自擺搖梁(2)低端位的自滑式浮箱(12)及下阻板(27)也被隨后而來(lái)的脈沖能遇障礙而產(chǎn)生的波浪托起；這樣，中空水自擺搖梁(2)分別被兩端的自滑式浮箱(12)帶起，又分別隨兩端的浮箱下墜，中空水自擺搖梁
(2)得以在海面表層水體中產(chǎn)生翹翹板式運(yùn)動(dòng)；水面運(yùn)動(dòng)裝置中的中空水自擺搖梁(2)以其長(zhǎng)度中線的搖梁軸承(10)安裝在上固定板及軸承座(9)上后為活動(dòng)支點(diǎn)進(jìn)行翹翹板式運(yùn)動(dòng)，軸承座同時(shí)也為搖梁搖擺運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)了最大止點(diǎn)，使搖擺運(yùn)動(dòng)幅度控制在合適范圍內(nèi)；為適應(yīng)海面因風(fēng)速引起浪峰與浪谷之間距離的變化，中空水自擺搖梁(2)兩端分別通過(guò)導(dǎo)輪及導(dǎo)軌(11)安裝自滑式浮箱(12)，當(dāng)其中一側(cè)浮箱及搖梁端頭被浪峰托起時(shí)，對(duì)應(yīng)一側(cè)浮箱及搖梁端頭正斜向水平面處，浮箱則通過(guò)導(dǎo)輪沿?fù)u梁導(dǎo)軌下斜，在其自重帶動(dòng)下，浮箱自滑至水平面的最深處；當(dāng)中空水自擺搖梁(2)兩側(cè)的自滑式浮箱(12)高低位相互轉(zhuǎn)換時(shí)，搖梁兩端的浮箱利用導(dǎo)輪及導(dǎo)軌在重力作用下互換自滑方向，如此高低反復(fù)，最大尺寸地自動(dòng)尋找波浪起伏的高低水頭勢(shì)能差，帶動(dòng)中空水自擺搖梁(2)進(jìn)行翹翹板式運(yùn)動(dòng)，此時(shí)中空水自擺搖梁(2)單側(cè)端頭因自滑式浮箱(12)被單次浪峰托舉產(chǎn)生的上升力為:中空水自擺搖梁(2)單側(cè)端頭的上升力等于中空水自擺搖梁(2) —端單次浪峰對(duì)自滑式浮箱
(12)產(chǎn)生的上升浮力除以水下平衡翼流板(I)所處吃水深度水體與水面波浪同步起伏的傾斜系數(shù)。
[0015]利用遠(yuǎn)海脈沖能形成的波浪發(fā)電的裝置，其特征是:中空水自擺搖梁(2)結(jié)構(gòu)中空，中空部位在水體中可自動(dòng)灌注有一定量的水，當(dāng)搖梁一端的自滑式浮箱(12)被脈沖能轉(zhuǎn)化的浪峰帶動(dòng)在浪峰中被托起時(shí)，搖梁另一端以其長(zhǎng)度中線上的搖梁軸承(10)為支點(diǎn)，向水平面傾斜，搖梁中空部位所裝的水灌向傾斜低位端，以所注水的重力加大搖梁的搖晃力度；當(dāng)搖梁兩端被浮箱帶動(dòng)高低位相互轉(zhuǎn)換時(shí)，搖梁中空部位所裝的水自動(dòng)灌向搖梁另一端，如此高低反復(fù)倒灌，加大搖梁的搖晃運(yùn)動(dòng)力度，此時(shí)中空水自擺搖梁(2) —側(cè)端頭的自滑式浮箱(12)被單次浪峰托起的上升和力表現(xiàn)為:中空水自擺搖梁(2)單側(cè)端頭的上升和力等于中空水自擺搖梁(2) —端單次浪峰對(duì)自滑式浮箱(12)產(chǎn)生的上升浮力除以水下平衡翼流板(I)所處吃水深度水體與水面波浪同步起伏的傾斜系數(shù)的商加上中空水自擺搖梁(2)內(nèi)裝水的重力對(duì)搖梁低端側(cè)形成的重力。
[0016]利用遠(yuǎn)海脈沖能形成的波浪發(fā)電的裝置，其特征是:在中空水自擺搖梁(2)兩端的自滑式浮箱(12)下面還分別裝有聯(lián)動(dòng)桿(13)，聯(lián)動(dòng)桿下端又分別與水下密封箱及軸承座(8)兩側(cè)的杠桿(14)受力端活動(dòng)連接，當(dāng)搖梁在波浪中進(jìn)行翹翹板式運(yùn)動(dòng)時(shí)，其兩端分別帶動(dòng)聯(lián)動(dòng)桿(13)進(jìn)行上、下垂直運(yùn)動(dòng)，聯(lián)動(dòng)桿因此也分別反復(fù)上提或下壓各自連接的杠桿(14)受力端，杠桿據(jù)此做水平運(yùn)動(dòng)；杠桿(14)因其杠桿軸承(15)分別套裝在水下密封箱及軸承座(8)的兩側(cè)上，所以杠桿(14)分別以此為運(yùn)動(dòng)支點(diǎn)，通過(guò)折疊式活動(dòng)密封膠套(16)將杠桿做功端伸入水下密封箱內(nèi)，因?yàn)楦軛U受力端至杠桿軸承(15)中線的距離倍數(shù)大于杠桿做功端至至杠桿軸承(15)中線的距離，所以杠桿做功端根據(jù)杠桿原理，同倍數(shù)放大其受力端傳遞下來(lái)的運(yùn)動(dòng)力后，杠桿(14)做功端帶動(dòng)其上安裝的線性發(fā)電機(jī)移動(dòng)子
(18)同步運(yùn)動(dòng)，該運(yùn)動(dòng)與水下密封箱內(nèi)固定安裝的線性發(fā)電機(jī)定子(17)為相對(duì)運(yùn)動(dòng)，并因?qū)w運(yùn)動(dòng)中切割磁力線而產(chǎn)生所需的電流，電流通過(guò)海底輸出電纜(19)輸出；此時(shí)本裝置在單次浪峰中所得到的機(jī)械能表現(xiàn)為:中空水自擺搖梁(2) —側(cè)端頭的自滑式浮箱(12)被單次浪峰托起后，其上升和力通過(guò)聯(lián)動(dòng)機(jī)件最終帶動(dòng)線性發(fā)電機(jī)移動(dòng)子(18)運(yùn)動(dòng)所能得到的機(jī)械能等于中空水自擺搖梁(2)單側(cè)端頭的上升和力乘以杠桿(14)中杠桿軸承(15)中線至杠桿與聯(lián)動(dòng)桿(13)的連接中線的距離除以杠桿(14)中杠桿軸承(15)中線至杠桿端頭安裝的線性發(fā)電機(jī)移動(dòng)子(18)的距離的商。
[0017]利用遠(yuǎn)海脈沖能形成的波浪發(fā)電的裝置，其特征是:每條加水重心定位連接槽
(3)均通過(guò)其上方的水下平衡翼流板(I)縱向安裝多組由下固定板(7)、水下密封箱及軸承座(8)、上固定板及軸承座(9)組成的垂直支撐機(jī)件，各組垂直支撐機(jī)件均通過(guò)上固定板及軸承座(9)上的舵板安裝鏍栓(29)裝有連接舵板(28)，各組垂直支撐機(jī)件上的連接舵板
(28)相互水平連接，可對(duì)各組垂直支撐機(jī)件的縱向安裝進(jìn)行加固；而多條加水重心定位連接槽(3)通過(guò)其一體的連接槽法蘭盤(pán)(24)相互橫向連接，可組合成本裝置的陣列排布，形成規(guī)模。
[0018]利用遠(yuǎn)海脈沖能形成的波浪發(fā)電的裝置，其特征是:沉放于海床的帶錨式墜重物
(4)在沉放海床時(shí)有意識(shí)地形成人工礁石陣列，促進(jìn)海底生物的繁衍。
[0019]利用遠(yuǎn)海脈沖能形成的波浪發(fā)電的裝置，其特征是:加套自浮式鋼絲繩(5)的鋼絲繩外圈用相互分節(jié)充氣各自密封的塑料套環(huán)狀包裹，塑料套的浮力可保持鋼絲繩不會(huì)下沉，表現(xiàn)為:鋼絲繩在水體中的重力等于分節(jié)充氣密封塑料套在水體中的浮力；塑料套在使用期內(nèi)能經(jīng)受可收放卷盤(pán)出)的擠壓和磨擦而保持密封性。
【權(quán)利要求】
1.利用遠(yuǎn)海脈沖能形成的波浪發(fā)電的裝置:本發(fā)明中，在水體中浮起的整體支持裝置包括水下平衡翼流板(I)，翼流板正中下方是加水重心定位連接槽(3)、翼流板正中位置上方是下固定板(7)、再上方是水下密封箱及軸承座(8)、上固定板及軸承座(9)安裝而成的垂直支撐機(jī)件，其中上固定板及軸承座(9)，通過(guò)舵板安裝螺栓(29)安裝有連接舵板(28)，以上部件組成的在水體中浮起的整體支持裝置放入足夠深度的水中時(shí)，處于在水體中浮起的整體支持裝置最下方中心位置的加水重心定位連接槽(3)所具備的密封空間內(nèi)產(chǎn)生使在水體中浮起的整體支持裝置浮起的大部分浮力，浮力造成在水體中浮起的整體支持裝置在水體中，其向上表面積壓力大于其向下表面積壓力，即: F(浮)=F(向上)-F(向下) 式中:F(浮)=在水體中浮起的整體支持裝置所需的浮力， F(向上)=在水體中浮起的整體支持裝置向上的表面積的壓力， F(向下)=在水體中浮起的整體支持裝置向下的表面積的壓力； 因此在水體中浮起的整體支持裝置能夠在水體中浮起；在水體中浮起的整體支持裝置中的加水重心定位連接槽(3)上裝有:潛水泵(20)、連接槽灌注水止回閥(21)、進(jìn)排氣管(22)、與進(jìn)排氣管上端連接的永遠(yuǎn)浮于水面上的浮子及空氣止回閥(23);當(dāng)在水體中浮起的整體支持裝置進(jìn)入預(yù)定水域后，連接槽灌注水止回閥(21)利用海底輸出電纜(19)的引進(jìn)電源啟動(dòng)向加水重心定位連接槽(3)的密封空間內(nèi)適量注水時(shí)，其排擠出的空氣由進(jìn)排氣管(22)、浮子及空氣止回伐(23)排出水面，而注入的水使在水體中的加水重心定位連接槽(3)的重力增大，因?yàn)榧铀匦亩ㄎ贿B接槽(3)是在水體中浮起的整體支持裝置的一個(gè)組裝部分，因此在水體中 浮起的整體支持裝置的重力同樣增大: F(浮 I) >G(重) 式中=F(浮I)=在水體中浮起的整體支持裝置具備的浮力， G(重)=在水體中浮起的整體支持裝置具備的重力； 在水體中浮起的整體支持裝置在水體中重力增大后，其在水體中所排開(kāi)的水也更多，造成在水體中浮起的整體支持裝置吃水變深，所以連接槽灌注水止回閥(21)向加水重心定位連接槽(3)的密封空間灌注需要量的水，可使在水體中浮起的整體支持裝置底部的水下平衡翼流板(I)按需要到達(dá)水體中設(shè)計(jì)的吃水深度；而在水體中浮起的整體支持裝置具備的總高度決定了此時(shí)上固定板及軸承座(9)剛好伸出水面需要的高度；在水下平衡翼流板(I)吃水達(dá)到一定深度后，這個(gè)深度的水體是相對(duì)穩(wěn)定的，水下平衡翼流板(I)利用一定深度的相對(duì)穩(wěn)定的水體與水面波浪的起伏差，為其上方正中位置依次安裝的下固定板(7)、水下密封箱及軸承座(8)，上固定板及軸承座(9)組裝而成的垂直支撐機(jī)件傳導(dǎo)下來(lái)的晃動(dòng)力提供反作用力平臺(tái)；在水體中浮起的整體支持裝置可調(diào)整的吃水深度，包括當(dāng)海上出現(xiàn)大風(fēng)浪時(shí)使在水體中浮起的整體支持裝置在水體中吃水更深，以水體的阻力調(diào)整運(yùn)動(dòng)機(jī)件的運(yùn)動(dòng)幅度并保持運(yùn)動(dòng)；同樣，當(dāng)需要在水體中浮起的整體支持裝置在水體中吃水變淺一些時(shí)，則可利用海底輸出電纜(19)的引進(jìn)電流啟動(dòng)潛水泵(20)，將加水重心定位連接槽(3)內(nèi)的存水排出需要的量，排水時(shí)補(bǔ)充的空氣由浮子及空氣止回閥(23)和進(jìn)排氣管(22)提供，使在水體中浮起的整體支持裝置在水中重力變小，造成在水體中浮起的整體支持裝置吃水變淺；因此通過(guò)連接槽灌注水止回閥(21)和潛水泵(20)的進(jìn)、排水，使加水重心定位連接槽(3)保持需要的儲(chǔ)水量，就可使在水體中浮起的整體支持裝置在水體中保持需要的吃水深度；因?yàn)榧铀匦亩ㄎ徊?3)處于在水體中浮起的整體支持裝置底部的正中位置，其注水后重力也相對(duì)最大，因此在水體中浮起的整體支持裝置吃水變深時(shí)，加水重心定位連接槽(3)仍處于在水體中浮起的整體支持裝置的最底部，在將其上的水下平衡翼流板(I)帶入水下一定深度的相對(duì)穩(wěn)定的水體的同時(shí)，也為在水體中浮起的整體支持裝置在水體中的水平平衡起到重心定位的作用；重力是因地球的吸引而使地球附近物體受到的作用力，而其方向是豎直向下的，所以加水重心定位連接槽(3)利用其注入的水產(chǎn)生的重力，能使其上方的水下平衡翼流板(I)在水中一定深度相對(duì)平穩(wěn)的水體中保持相對(duì)水平狀態(tài)；為使在水體中浮起的整體支持裝置在海洋中定位不會(huì)隨洋流漂移，本發(fā)明在預(yù)定海域的海底沉放有帶錨式墜重物⑷以及其上安裝的可收放卷盤(pán)(6)和卷盤(pán)中的加套自浮式鋼絲繩(5)，鋼絲繩通過(guò)拉桿(25)與水下平衡翼流板(I)下端連接，因?yàn)閹у^式墜重物(4)內(nèi)裝的錨能在沉入水底后鉤住海床，當(dāng)其被向上拉動(dòng)時(shí)從而產(chǎn)生向上拉力的基礎(chǔ)，加之其自身在水底的重力和其被向上拉動(dòng)時(shí)上表面積水體產(chǎn)生的水阻力，其向上可以產(chǎn)生的和計(jì)拉力表現(xiàn)為: F(拉)=F(錨)+G(重 1)+F(阻) 式中:F(拉)=帶錨式墜重物(4)沉放海底后可以產(chǎn)生的向上的組合拉力， F(錨)=帶錨式墜重物(4)沉入海底后其內(nèi)裝的錨鉤住海床可以產(chǎn)生向上拉力的基礎(chǔ)，當(dāng)其被向上拉動(dòng)時(shí)從而產(chǎn)生的拉力， G (重I)=帶錨式墜重物(4)沉入海底后自身的重力， F(阻)=帶錨式墜重物(4)沉入海底后被向上拉動(dòng)時(shí)其上方表面積的水體對(duì)拉動(dòng)形成的水阻力；帶錨式墜重物(4)沉放海底后可以產(chǎn)生的組合拉力大于其上方在水體中浮起的整體支持裝置具備的浮力，因此，帶錨式墜重物(4)上安裝的可收放卷盤(pán)(6)利用帶錨式墜重物(4)可以產(chǎn)生的向上的組合拉力，收緊或放出加套自浮式鋼絲繩(5)以控制其長(zhǎng)短，就可對(duì)其上方在水體中浮起的整體支持裝置進(jìn)行定位牽引: F(拉 1) >F(浮 1)-G(重) 式中:F(拉I)=帶錨式墜重物(4)沉放海底后，通過(guò)可收放卷盤(pán)(6)內(nèi)的加套自浮式鋼絲繩(5)、拉桿(25)可以對(duì)上方在水體中浮起的整體支持裝置產(chǎn)生的拉力， F(浮I)=在水體中浮起的整體支持裝置具備的浮力， G(重)=在水體中浮起的整體支持裝置具備的重力； 在水體中浮起的整體支持裝置通過(guò)向加水重心定位連接槽(3)密封空間內(nèi)灌注水量的調(diào)整，使水下平衡翼流板(I)進(jìn)入水體一定深度相對(duì)穩(wěn)定的水體并保持相對(duì)水平狀態(tài)時(shí)，在水體中浮起的整體支持裝置具備的總高度也使上端的上固定板及軸承座(9)伸出在水面需要的高度，其軸承座套裝搖梁軸承(10)，從而在中空水自擺搖梁(2)的中線上連接中空水自擺搖梁(2)，并作為中空水自擺搖梁(2)的運(yùn)動(dòng)支點(diǎn)；搖梁兩端均裝有導(dǎo)輪及導(dǎo)軌(11)，兩端導(dǎo)軌上又均裝有自滑式浮箱(12);浮箱兩邊均有由上阻板(26)下阻板(27)組成的兜拱形結(jié)構(gòu)，以便更有效地承接上層海水中脈沖能形成的波浪能，在計(jì)算中，自滑式浮箱(12)的浮力不計(jì)算在在水中浮起的整體支持裝置的浮力之內(nèi)；當(dāng)中空自擺搖梁(2) —端浮箱被脈沖能轉(zhuǎn)化成的浪峰托起，搖梁另一端的浮箱斜向水平面帶動(dòng)中空水自擺搖梁(2)做翹翹板式運(yùn)動(dòng)時(shí)，其運(yùn)動(dòng)產(chǎn) 生的反作用力通過(guò)作為搖動(dòng)支點(diǎn)的搖梁正中的搖梁軸承(10)向下依次傳遞到在水中浮起的整體支持裝置中的上固定板及軸承座(9)、水下密封箱及軸承座(8)、下固定板(7)直至水下平衡翼流板(I)的正中位置；在機(jī)件設(shè)計(jì)中，按所處水體密度相同的情況計(jì)算，上固定板及軸承座(9)做為中空水自擺搖梁(2)的做功支點(diǎn)，向下傳遞運(yùn)動(dòng)力的作用面積最后體現(xiàn)在下固定板(7)與水下平衡翼流板(I)正中位置連接的截面積上，這個(gè)截面積可以按平方厘米為計(jì)算單位，而被水下相對(duì)穩(wěn)定水體全方位包裹形成晃動(dòng)水阻的水下平衡翼流板(I)的表面積需要用平方米計(jì)算，表現(xiàn)為:
Nl + T > N2÷ (m2+ml) 式中:N1 =水下平衡翼流板(I)正中位置受力晃動(dòng)時(shí)，其所有表面積因要晃動(dòng)所處水體而產(chǎn)生的水阻形成的反作用力， T =水下平衡翼流板(I)所處吃水深度水體與水面波浪同步起伏的傾斜系數(shù)， N2 =中空水自擺搖梁(2)在向一側(cè)搖動(dòng)運(yùn)動(dòng)時(shí)對(duì)由下固定板(7)形成的支點(diǎn)產(chǎn)生的作用力， m2 =水下平衡翼流板(I)所有的表面積之和， ml =下固定板(7)與水下平衡翼流板(I)正中位置連接處的截面積； 因此中空水自擺搖梁(2)的運(yùn)動(dòng)力到達(dá)下固定板(7)并晃動(dòng)水下平衡翼流板(I)時(shí)，翼流板的晃動(dòng)勢(shì)將帶動(dòng)其周圍水體的波動(dòng)，翼流板出現(xiàn)的晃動(dòng)力將因要帶動(dòng)周圍水體波動(dòng)而被大部分抵消，翼流板據(jù)此利用水阻力為伸出水面進(jìn)行翹翹板式運(yùn)動(dòng)的中空水自擺搖梁(2)提供反作用力平臺(tái)；此外通過(guò)舵板安裝螺栓(29)安裝在上固定板及軸承座(9)上的連接舵板(28)有相對(duì)寬大的表面積，因?yàn)樵谒w中浮起的整體支持裝置已在海域?qū)崿F(xiàn)了定位牽引，所以連接舵板(28)能在表層水體脈沖能作用力下自然地以其整塊板中最小的一端截面積迎向單一朝向的脈沖能的來(lái)向，發(fā)揮其舵板作用，而連接舵板(28)與自滑式浮箱(12)的安裝朝向縱橫交錯(cuò)，因此有相對(duì)寬大表面積的連接舵板(28)能利用海水中單一朝向的脈沖能為在水體中浮起的整體支持裝置定向，使自滑式浮箱(12)上安裝的下阻板(27)始終以有用的著力面迎向海水中脈沖能的來(lái)向，以便更有效地承接海水中由脈沖能形成的波浪能。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用遠(yuǎn)海脈沖能形成的波浪發(fā)電的裝置，其特征是:根據(jù)遠(yuǎn)海海面表層水體的脈沖能遇到障礙會(huì)形成波浪，產(chǎn)生高低水頭勢(shì)能差的實(shí)際，本發(fā)明的水面運(yùn)動(dòng)裝置中自滑式浮箱(12)上下兩側(cè)均裝有兜拱形結(jié)構(gòu)的上阻板(26)和下阻板(27)，因?yàn)樵谒w中浮起的整體支持裝置具備的總高度使垂直支撐機(jī)件中上端的上固定板及軸承座(9)伸出在水面需要的高度，而中空水自擺搖梁(2)以其中線上的搖梁軸承(10)安裝在上固定板及軸承座(9)上，所以中空水自擺搖梁(2)兩端的自滑式浮箱(12)此時(shí)也伸出在水平面需要的高度；當(dāng)安裝在中空水自擺搖梁(2)兩端的自滑式浮箱(12)水平相向時(shí)，浮箱下側(cè)的下阻板(27)已插入水體一定的深度，并因?yàn)樵谒w中浮起的整體支持裝置中連接舵板(28)利用表層水體中單一朝向的脈沖能的定向，下阻板(27)得以以其最大的表面積迎向表層水體中的脈沖能并對(duì)其能量的傳遞形成障礙，同時(shí)因?yàn)橹锌账詳[搖梁(2)兩端的自滑式浮箱(12)在搖梁同一直線上，所以兩端浮箱承接表層水體單一朝向的脈沖能在時(shí)間上就有了前后之分，這樣中空水自擺搖梁(2)某一端首先接觸脈沖能的自滑式浮箱(12)及端頭將會(huì)被由此激起的波浪托起而處于高端位；而在搖梁同一直線上另一端的浮箱因脈沖能被阻斷不會(huì)被波浪同時(shí)托起處于低端位；高端位浮箱的浮箱上阻板(26)在兜接浪峰上升勢(shì)能的過(guò)程中，高端位的自滑式浮箱(12)可以最大限度地利用浪峰產(chǎn)生的勢(shì)能帶動(dòng)搖梁端頭上升；高端位的自滑式浮箱(12)及端頭上升到最大值時(shí)，其下阻板(27)對(duì)應(yīng)面積表層水體中的脈沖能也因轉(zhuǎn)化成波浪的勢(shì)能而消失，浪峰也隨之平復(fù)，中空水自擺搖梁(2)高端位的自滑式浮箱(12)及端頭隨浪峰同時(shí)下墜，與此同時(shí)，中空水自擺搖梁(2)低端位的自滑式浮箱(12)及下阻板(27)也被隨后而來(lái)的脈沖能遇障礙而產(chǎn)生的波浪托起；這樣，中空水自擺搖梁(2)分別被兩端的自滑式浮箱(12)帶起，又分別隨兩端的浮箱下墜，中空水自擺搖梁(2)得以在海面表層水體中產(chǎn)生翹翹板式運(yùn)動(dòng)；水面運(yùn)動(dòng)裝置中的中空水自擺搖梁(2)以其長(zhǎng)度中線的搖梁軸承(10)安裝在上固定板及軸承座(9)上后為活動(dòng)支點(diǎn)進(jìn)行翹翹板式運(yùn)動(dòng)，軸承座同時(shí)也為搖梁搖擺運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)了最大止點(diǎn)，使搖擺運(yùn)動(dòng)幅度控制在合適范圍內(nèi)；為適應(yīng)海面因風(fēng)速引起浪峰與浪谷之間距離的變化，中空水自擺搖梁(2)兩端分別通過(guò)導(dǎo)輪及導(dǎo)軌(11)安裝自滑式浮箱(12)，當(dāng)其中一側(cè)浮箱及搖梁端頭被浪峰托起時(shí)，對(duì)應(yīng)一側(cè)浮箱及搖梁端頭正斜向水平面處，浮箱則通過(guò)導(dǎo)輪沿?fù)u梁導(dǎo)軌下斜，在其自重帶動(dòng)下，浮箱自滑至水平面的最深處；當(dāng)中空水自擺搖梁(2)兩側(cè)的自滑式浮箱(12)高低位相互轉(zhuǎn)換時(shí)，搖梁兩端的浮箱利用導(dǎo)輪及導(dǎo)軌在重力作用下互換自滑方向，如此高低反復(fù)，最大尺寸地自動(dòng)尋找波浪起伏的高低水頭勢(shì)能差，帶動(dòng)中空水自擺搖梁(2)進(jìn)行翹翹板式運(yùn)動(dòng)，此時(shí)中空水自擺搖梁(2)單側(cè)端頭因自滑式浮箱(12)被單次浪峰托舉產(chǎn)生的上升力為: F(上)=F(托)+T 式中:F(上)=中空水自擺搖梁(2)單側(cè)端頭的上升力， F(托)=中空水自擺搖梁(2) —端單次浪峰對(duì)自滑式浮箱(12)產(chǎn)生的上升浮力； T =水下平衡翼流板(I )所處吃水深度水體與水面波浪同步起伏的傾斜系數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用遠(yuǎn)海脈沖能形成的波浪發(fā)電的裝置，其特征是:中空水自擺搖梁(2)結(jié)構(gòu)中空，中空部位在水體中可自動(dòng)灌注有一定量的水，當(dāng)搖梁一端的自滑式浮箱(12)被脈沖能轉(zhuǎn)化成的浪峰帶動(dòng)在浪峰中被托起時(shí)，搖梁另一端以其長(zhǎng)度中線上的搖梁軸承(10)為支點(diǎn)，向水平面傾斜，搖梁中空部位所裝的水灌向傾斜低位端，以所注水的重力加大搖梁的搖晃運(yùn)動(dòng)力；當(dāng)搖梁兩端被浮箱帶動(dòng)高低位也相互轉(zhuǎn)換時(shí)，搖梁中空部位所裝的水自動(dòng)灌向搖梁另一端，如此高低反復(fù)倒灌，加大搖梁的搖晃運(yùn)動(dòng)力，此時(shí)中空水自擺搖梁(2) —側(cè)端頭的自滑式浮箱(12)被單次浪峰托起的上升和力表現(xiàn)為: F(上 I) = F(托)+T+F(壓) 式中:F(上I)=中空水自擺搖染(2)單側(cè)端頭的上升和力； F(托)=中空水自擺搖梁(2) —端單次浪峰對(duì)自滑式浮箱(12)產(chǎn)生的上升浮力； T =水下平衡翼流板(I)所處吃水深度水體與水面波浪同步起伏的傾斜系數(shù)； F(壓)=中空水自擺搖梁(2)內(nèi)裝水的重量對(duì)搖梁低端側(cè)形成的重力。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用遠(yuǎn)海脈沖能形成的波浪發(fā)電的裝置，其特征是:在中空水自擺搖梁(2)兩端的自滑式浮箱(12)下面還分別裝有聯(lián)動(dòng)桿(13)，聯(lián)動(dòng)桿下端又分別與水下密封箱及軸承座(8)兩側(cè)的杠桿(14)受力端活動(dòng)連接，當(dāng)搖梁在波浪中進(jìn)行翹翹板式運(yùn)動(dòng)時(shí)，其兩端分別帶動(dòng)聯(lián)動(dòng)桿(13)進(jìn)行上、下垂直運(yùn)動(dòng)，聯(lián)動(dòng)桿因此也分別反復(fù)上提或下壓各自連接的杠桿(14)受力端，杠桿據(jù)此做水平運(yùn)動(dòng)；杠桿(14)因其杠桿軸承(15)分別套裝在水下密封箱及軸承座(8)的兩側(cè)上，所以杠桿(14)分別以此為運(yùn)動(dòng)支點(diǎn)，通過(guò)折疊式活動(dòng)密封膠套(16)將杠桿做功端伸入水下密封箱內(nèi)，因?yàn)楦軛U受力端至杠桿軸承(15)中線的距離倍數(shù)大于杠桿做功端至至杠桿軸承(15)中線的距離，所以杠桿做功端根據(jù)杠桿原理，同倍數(shù)放大其受力端傳遞下來(lái)的運(yùn)動(dòng)力后，杠桿(14)做功端帶動(dòng)其上安裝的線性發(fā)電機(jī)移動(dòng)子(18)同步運(yùn)動(dòng)，該運(yùn)動(dòng)與水下密封箱內(nèi)固定安裝的線性發(fā)電機(jī)定子(17)為相對(duì)運(yùn)動(dòng)，并因?qū)w運(yùn)動(dòng)中切割磁力線而產(chǎn)生所需的電流，電流通過(guò)海底輸出電纜(19)輸出；此時(shí)本裝置在單次浪峰中所得到的機(jī)械能表現(xiàn)為:
E = F (上 I) X (m 杠 1+m 杠 2) 式中:E =中空水自擺搖梁(2) —側(cè)端頭的自滑式浮箱(12)被單次浪峰托起后，其上升和力通過(guò)聯(lián)動(dòng)機(jī)件最終帶動(dòng)線性發(fā)電機(jī)移動(dòng)子(18)運(yùn)動(dòng)所能得到的機(jī)械能； F(上I)=中空水自擺搖梁(2)單側(cè)端頭的上升和力； m杠I =杠桿(14)中杠桿軸承(15)中線至杠桿與聯(lián)動(dòng)桿(13)的連接中線的距尚， m杠2=杠桿(14)中杠桿軸承(15)中線至杠桿端頭安裝的線性發(fā)電機(jī)移動(dòng)子(18)的距離。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用遠(yuǎn)海脈沖能形成的波浪發(fā)電的裝置，其特征是:每條加水重心定位連接槽(3)均通過(guò)其上方的水下平衡翼流板(I)縱向安裝多組由下固定板(7)、水下密封箱及軸承座(8)、上固定板及軸承座(9)組成的垂直支撐機(jī)件，各組垂直支撐機(jī)件均通過(guò)上固定板及軸承座(9)上的舵板安裝螺栓(29)安裝連接舵板(28)，各組垂直支撐機(jī)件上的連接舵板(28)相互 水平連接，可對(duì)各垂直支撐機(jī)件的縱向安裝進(jìn)行加固，而多條加水重心定位連接槽(3)通過(guò)其一體的連接槽法蘭盤(pán)(24)相互橫向連接，可組合成本裝置的陣列排布，形成規(guī)模。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用遠(yuǎn)海脈沖能形成的波浪發(fā)電的裝置，其特征是:沉放于海床的帶錨式墜重物(4)在沉放海床時(shí)有意識(shí)地形成人工礁石陣列，促進(jìn)海底生物的繁衍。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用遠(yuǎn)海脈沖能形成的波浪發(fā)電的裝置，其特征是:加套自浮式鋼絲繩(5)的鋼絲繩外圈用相互分節(jié)充氣各自密封的塑料套環(huán)狀包裹，塑料套的浮力可保持鋼絲繩不會(huì)下沉，表現(xiàn)為: G (鋼)=F (浮 2) 式中:G(鋼)=鋼絲繩在水體中的重力； F(浮2)=分節(jié)充氣密封塑料套在水體中的浮力； 塑料套在使用期內(nèi)能經(jīng)受可收放卷盤(pán)(6)的擠壓和磨擦而保持密封性。
【文檔編號(hào)】F03B13/14GK103790760SQ201410060100
【公開(kāi)日】2014年5月14日 申請(qǐng)日期:2014年2月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月20日
【發(fā)明者】王嘯風(fēng) 申請(qǐng)人:王嘯風(fēng)