小型多向吸收波浪能振荡水柱发电装置

1.本发明涉及一种小型多向吸收波浪能振荡水柱发电装置，属于漂浮式发电设备技术领域。


背景技术：

2.目前，漂浮式振荡水柱发电装置通常包括中心管式和后弯管式，中心管式吸收波浪竖向运动能，后弯管式吸收波浪水平运动能，后弯管式由水平管和垂直管组成，相关研究资料披露，中心管式和后弯管式的入水管的横截面形状为多边形时，在系统的整体质量和喷嘴比一定的情况下，不同的多边形的振荡水柱对系统的转换特性会产生不同的影响。另据相关研究资料披露，以扁平的不规则五边形喇叭口的水平管构建的后弯管模型在随机波作用下的波浪能量转换效率更高。不过，现有研究资料公开的振荡水柱装置通常都是单个中心管式或单个的后弯管式，只有一个进水口，不能同时吸收来自多个方向的波浪能，吸收方向单一，而且只利用了电磁发电方式将波浪运动能转换为电能，发电方式单一，使现有的漂浮式振荡水柱波浪能装置存在能量转换效率不高且输出电能不稳定的缺陷。因此，提出一种具有多向开口，在有限空间内振荡水柱体积最大且流水与筒壁接触面积最大的漂浮发电装置是漂浮式振荡水柱发展的有利方向。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于，针对上述现有技术的不足，提供一种小型多向吸收波浪能振荡水柱发电装置，其基于文丘里管、伯努利原理和蜂巢原理，通过水平向正六边形振荡水柱往复运动、竖直向正六边形振荡水柱上下运动和冲击式涡轮机，并在水平向正六边形振荡水柱和竖直向正六边形振荡水柱内壁设置固-液发电组件，实现俘获波浪能的体积最大化、波浪与水平向、竖直向正六边形振荡水柱内壁的摩擦面积最大化，极大提高摩擦发电、冲击式涡轮机发电效率，且通过在圆盘体侧边均布设置多个水平向正六边形振荡水柱，实现多向吸收波浪能，具体工作方式如下：水平向正六边形振荡水柱和竖直向正六边形振荡水柱不停运动，保证所述水柱上部的空气柱产生振荡运动，空气通过半球形外壳下方圆周均布开设的气孔流经一个往复，使装置内的冲击式涡轮机流出和流入的高速空气动能两次转换为电能，实现多向吸收波浪能和多模式发电。以解决现有技术不能吸收各个方向波浪能，能量吸收方式单一，且不能充分利用装置空间吸收最多的波浪能，同时不能最大化利用水平管、竖直管的内表面积进行摩擦发电，制造成本高，发电效率相对低的问题。
4.本发明是通过如下的技术方案来实现上述目的的：该小型多向吸收波浪能振荡水柱发电装置，基于文丘里管、伯努利原理和蜂巢原理，由半球形外壳和圆盘体构成；其特点是：半球形外壳与圆盘体连接，半球形外壳下部一周均布开设有气孔，圆盘体的上表面设置有储能装置，圆盘体的侧面一周均布开制有贯通的水平向正六边形振荡水柱，水平向正六边形振荡水柱内壁设置有固-液发电组件，实现与海水的摩擦发电；圆盘体的底面中部开制有多个贯通的竖直向正六边形振荡水柱，圆盘体
上表面最外一圈的竖直向正六边形振荡水柱与水平向正六边形振荡水柱连通，竖直向正六边形振荡水柱内壁设置有固-液发电组件，实现与海水的摩擦发电，圆盘体内侧设置有气室，气室的进出气口各安装有一个冲击式涡轮机，波浪通过水平向正六边形振荡水柱往复运动，通过竖直向正六边形振荡水柱上下振荡运动，并经过半球形外壳的气孔形成一个往复流路，通过冲击式涡轮机将半球形外壳内的高速空气动能转换为电能。
5.所述的气室与水平向正六边形振荡水柱、竖直向正六边形振荡水柱的连接有三种方式，第一种方式：设置一个气室，该气室与全部的水平向正六边形振荡水柱和竖直向正六边形振荡水柱都相连，该气室的进出气口各设置有一个冲击式涡轮机，所述冲击式涡轮机与储能装置连接，储存电能，该气室一分为二成两条管线，一条管线由最外圈开始旋转至最中间的一个竖直向正六边形振荡水柱，该条管线与全部的水平向正六边形振荡水柱和竖直向正六边形振荡水柱的出气单向阀相连，该单向阀使振荡水柱内的气体只向气室内流动，不会再从气室回流到振荡水柱，保证装置的高效运作，第二条管线是由外向内数从第二个开始旋转至最中间的一个竖直向正六边形振荡水柱，第二条管线与全部的水平向正六边形振荡水柱和竖直向正六边形振荡水柱的吸气单向阀相连，气室从进气口吸气，每个单向阀使气室内的气体只向振荡水柱内流动，不会再从振荡水柱流向气室，保证装置的高效运作；第二种方式：设置两个气室，第一个气室与最外层一圈排成圆形的水平向正六边形振荡水柱相连接，第一个气室的一边封住口，另一边的进出气口中各放置一个冲击式涡轮机，所述冲击式涡轮机与储能装置连接，储存电能，第一个气室一分为二成两条管线，一条管线与最外层一圈排成圆形的水平向正六边形振荡水柱的出气单向阀相连，使振荡水柱内的气体只向气室内流动，不会再从气室回流到振荡水柱，保证装置的高效运作，第二条管线是由外向内数第二个开始，第二条管线与最外层一圈排成圆形的水平向正六边形振荡水柱的吸气单向阀相连，每个单向阀使气室从开口的一边吸气，保证气室内的气体只向振荡水柱内流动，不会再从振荡水柱回流向气室，保证装置的高效运作；第二个气室与全部的竖直向正六边形振荡水柱相连接，第二个气室旋转着由外至内到最中间一根竖直向正六边形振荡水柱，同时，在第二个气室的进出气口中各放置一个冲击式涡轮机，所述冲击式涡轮机与储能装置连接，储存电能，第二个气室一分为二成两条管线，一条管线由外至内数从第三个开始旋转至最中间的一个竖直向正六边形振荡水柱，该条管线与全部的竖直向正六边形振荡水柱的出气单向阀相连，使振荡水柱内的气体只向气室内流动，不会再从气室回流到振荡水柱，保证装置的高效运作，第二条管线是由外向内数从第四个开始旋转至最中间的一个竖直向正六边形振荡水柱，第二条管线与全部的竖直向正六边形振荡水柱的吸气单向阀相连，该单向阀使气室从最中间的一个竖直向正六边形振荡水柱吸气，使气室内的气体只向振荡水柱内流动，不会再从振荡水柱流向气室，保证装置的高效运作；第三种方式：所有的水平向正六边形振荡水柱和竖直向正六边形振荡水柱上都设置有一个竖直向上的气室，每个气室里都放置有冲击式涡轮机，各个冲击式涡轮机分别与储能装置连接，不间断储存电能。所述的水平向正六边形振荡水柱和竖直向正六边形振荡水柱的吸水口由外至内、由下至上变小，为文丘里正六边形振荡水柱，增加流速和提高冲击式涡轮机的转速，进而提高发电效率。
6.所述的水平向正六边形振荡水柱与圆盘体上表面最外面一圈的竖直向正六边形振荡水柱的上部连接处制作有弧弯。
7.所述的圆盘体的底部制作呈内凹形，实现汇聚水流，充分利用波浪能的效果。
8.所述的冲击式涡轮机为双向流式涡轮机。
9.所述的水平向正六边形振荡水柱和竖直向正六边形振荡水柱开设呈蜂巢状、文丘里式振荡水柱，面积利用率达到最大，并增大装置与水的接触面积。
10.所述的固-液发电组件由ptfe绝缘薄膜外层、铜箔里层和pmma薄板构成。
11.本发明与现有技术相比的有益效果在于：该小型多向吸收波浪能振荡水柱发电装置，通过在圆盘体侧边均布开设水平向正六边形振荡水柱，实现多向吸收波浪能，水平向正六边形振荡水柱和竖直向正六边形振荡水柱不停往复运动和上下运动，充分利用性能优化后的中心管和后弯管，保证水平向、竖直向正六边形振荡水柱上部的空气柱产生振荡运动，空气通过半球形外壳下方圆周的气孔流经一个往复，使气室内的冲击式涡轮机将高速空气动能转换为电能。通过在水平向正六边形振荡水柱内壁、竖直向正六边形振荡水柱内壁设置固-液发电组件，利用蜂巢状正六边形内表面积大的特点，实现波浪与水平向、竖直向正六边形振荡水柱内壁的摩擦面积最大化，大大提高摩擦发电效率。解决了现有技术不能吸收多个方向的波浪能，能量吸收方式单一，发电模式单一，同等面积下能量吸收效率低，制造成本高，发电效率相对低的问题。从而实现波浪能转化为电能的效率高，结构简单，使用方便，可靠性强的目的。
附图说明
12.图1为一种小型多向吸收波浪能振荡水柱发电装置的平面结构示意图；图2为一种小型多向吸收波浪能振荡水柱发电装置的立体结构示意图；图3为图1的a-a剖视结构示意图；图4为圆盘体的立体结构示意图；图5为圆盘体的平面结构示意图；图6为冲击式涡轮机的结构示意图；图7为气室与水平向、竖直向正六边形振荡水柱的第一种连接方式的气室的平面结构示意图；图8为气室与水平向、竖直向正六边形振荡水柱的第一种连接方式的气室的仰视结构示意图；图9为气室与水平向、竖直向正六边形振荡水柱的第一种连接方式的连接结构示意图；图10为气室与水平向、竖直向正六边形振荡水柱的第一种连接方式的立体结构示意图；图11为气室与水平向、竖直向正六边形振荡水柱的第二种连接方式的气室的平面结构示意图；图12为气室与水平向、竖直向正六边形振荡水柱的第二种连接方式的气室的仰视结构示意图；图13为气室与水平向、竖直向正六边形振荡水柱的第二种连接方式的结构示意图；图14为气室与水平向、竖直向正六边形振荡水柱的第二种连接方式的立体结构示
意图；图15为气室与水平向、竖直向正六边形振荡水柱的第三种连接方式的气室与圆盘体装接的平面结构示意图；图16为图15的c-c剖面结构示意图；图17为图15的仰视结构示意图；图18为图15的立体结构示意图。
13.图中：1半球形外壳，2圆盘体，100气孔，200水平向正六边形振荡水柱，201竖直向正六边形振荡水柱，202气室，203冲击式涡轮机，203-1动叶，203-2静叶，204弧弯，205内凹。
具体实施方式
14.传统的漂浮式振荡水柱发电原理，是利用装置内自由水面的上浮动压缩气室内的空气，气流冲击透平带动发电机发电，当水面下降，气室内气压降低从而外部空气冲击透平进入低压的气室内，透平带动发电机发电。文丘里管是先扩大而后逐渐收缩的管道，通过文丘里管把气流/水流由粗变细，以加快气流/水流流速，根据伯努利原理：在一个流体系统中包括气流和水流，在水柱上升的过程中，水流总能量逐渐转移给气室内气体，进而由高速气流冲击涡轮机发电；再结合改造后的后弯管和中心管结构构建本发明的技术方案，充分利用蜂巢状正六边形内表面积最大，且其能以最小占用面积产生最大摩擦面积从而接触最多波浪能的特点，在蜂巢状、文丘里式水平向正六边形振荡水柱200内和竖直向正六边形振荡水柱201内设置固-液发电组件，实现最大化摩擦发电；利用蜂巢状、文丘里式正六边形改造后弯管和中心管，实现水平向正六边形振荡水柱200和竖直向正六边形振荡水柱201同一时间下能吸收更多水流，实现在同等面积下加大俘获波浪能的突出效果，加之在圆盘体2侧边环状均布设计多个水平向正六边形振荡水柱200，实现多向吸收波浪能，有效提升了吸收波浪能的效率，并降低了制造成本；利用文丘里管工作原理设置的水平向、竖直向正六边形振荡水柱由外而内、由下至上变小，管道越细流速越快，加快水流速度，根据伯努利原理，水流速度快，静压力小，减小压强，有效保护了水平向正六边形振荡水柱200、竖直向正六边形振荡水柱201的管道，大大延长其使用寿命，保证其长期稳定可靠工作。至此，本发明为了解决现有海洋波浪发电设备发电效率低，且传统振荡水柱利用波浪能振荡能量的能力弱，发电方式单一，而提供一种吸收波浪能效率相对更高、波浪能转化为电能的效率更高，且能最大化利用摩擦发电，结构简单，制造方便、性价比高的小型多向吸收波浪能振荡水柱发电装置。
15.下面结合附图对该小型多向吸收波浪能振荡水柱发电装置的实施方式作进一步详细说明（参见图1～18）：该小型多向吸收波浪能振荡水柱发电装置，基于文丘里管、伯努利原理和蜂巢原理，由半球形外壳1和圆盘体2构成；发电机构：包括半球形外壳1，半浸入在海水中的圆盘体2，及气室202，冲击式涡轮机203，整个装置被弹力缆绳约束着放在海面上，且在装置下面加一块配重。
16.进一步地，所述半球形外壳1与圆盘体2连接，半球形外壳1下方圆周均布开设有一圈圆形气孔100，波浪水流较大时，通过该气孔100使水流流出，波浪水流小时，通过该气孔100进行半球形外壳1内气体的交换。
17.所述圆盘体2的上表面设置有储能装置，圆盘体2的侧面一周均布贯通制作有水平向正六边形振荡水柱200，其内设置有固-液发电组件，实现固-液发电组件与海水的摩擦发电；圆盘体2的底面中部贯通制作有多个竖直向正六边形振荡水柱201，其内设置有固-液发电组件，实现固-液发电组件与海水的摩擦发电，所述固-液发电组件由ptfe绝缘薄膜外层、铜箔里层和pmma薄板构成，使用时将pmma薄板粘贴在水平向正六边形振荡水柱200和竖直向正六边形振荡水柱201的内壁上，ptfe绝缘薄膜外层具有极强的防腐蚀作用，保护固-液发电组件不受海水腐蚀，通过海水与固-液发电组件的摩擦进行摩擦发电。
18.蜂巢状正六边形形状相较于五边形、四边形等，在同一体积下能接触更多水流，且本发明振荡水柱在水平向和竖直向都制作成正六边形，节约了面积的同时，还能充分吸收利用四周的波浪能和上下的波浪能，极大提高了吸收波浪能的效率，还有效降低了成本。
19.所述圆盘体2内侧设置有气室202，气室202内安装有冲击式涡轮机203，波浪通过水平向正六边形振荡水柱200往复运动，通过竖直向正六边形振荡水柱201上下振荡运动，并经过半球形外壳1的气孔100形成一个往复流路，通过冲击式涡轮机203将半球形外壳1内的高速空气动能转换为电能；所述冲击式涡轮机203为双向流式涡轮机，通过上述模式，即使是在微小水流的作用下，也能充分利用波浪能来发电。（参见图1～图6）。
20.所述的气室202与水平向正六边形振荡水柱200、竖直向正六边形振荡水柱201的连接有三种方式，第一种方式：设置一个气室202，该气室202与全部的水平向正六边形振荡水柱200和竖直向正六边形振荡水柱201都相连，该气室202的进出气口各设置有一个冲击式涡轮机203，所述冲击式涡轮机203与储能装置连接，储存电能；该气室202一分为二成两条管线，一条管线由最外圈开始旋转至最中间的一个竖直向正六边形振荡水柱201，该条管线与全部的水平向正六边形振荡水柱200和竖直向正六边形振荡水柱201的出气单向阀相连，该单向阀使振荡水柱内的气体只向气室202内流动，不会再从气室202回流到振荡水柱，保证装置的高效运作，第二条管线是由外向内数从第二个开始旋转至最中间的一个竖直向正六边形振荡水柱201，第二条管线与全部的水平向正六边形振荡水柱200和竖直向正六边形振荡水柱201的吸气单向阀相连，气室202从最中间的一个竖直向正六边形振荡水柱201吸气，该单向阀保证了气室202内的气体只向振荡水柱内流动，不会再从振荡水柱流向气室202，保证装置的高效运作。（参见图7～图10）。
21.第二种方式：设置两个气室202，第一个气室202与最外层一圈排成圆形的水平向正六边形振荡水柱200相连接，第一个气室202的一边封住口，另一边的进出气口中各放置一个冲击式涡轮机203，所述冲击式涡轮机203与储能装置连接，储存电能；第一个气室202一分为二成两条管线，一条管线与最外层一圈排成圆形的水平向正六边形振荡水柱200的出气单向阀相连，使振荡水柱内的气体只向气室202内流动，不会再从气室202回流到振荡水柱，保证装置的高效运作，第二条管线是由外向内数第二个开始，第二条管线与最外层一圈排成圆形的水平向正六边形振荡水柱200的吸气单向阀相连，该单向阀使气室202从开口的一边吸气，保证气室202内的气体只向振荡水柱内流动，不会再从振荡水柱回流向气室202，保证装置的高效运作；第二个气室202一分为二成两条管线，一条管线由外至内数从第三个开始旋转至最中间的一个竖直向正六边形振荡水柱201，该条管线与全部的竖直向正六边形振荡水柱201的出气单向阀相连，使振荡水柱内的气体只向气室202内流动，不会再从气室202回流到振荡水柱，保证装置的高效运作，第二条管线是由外向内数从第四个开始
旋转至最中间的一个竖直向正六边形振荡水柱201，第二条管线与全部的竖直向正六边形振荡水柱201的吸气单向阀相连，该单向阀使气室202从最中间的一个竖直向正六边形振荡水柱201吸气，使气室202内的气体只向振荡水柱内流动，不会再从振荡水柱流向气室202，保证装置的高效运作。（参见图11～图14）。
22.第三种方式：所有的水平向正六边形振荡水柱200和竖直向正六边形振荡水柱201上都设置有一个竖直向上的气室202，每个气室202里都放置有冲击式涡轮机203，各个冲击式涡轮机203分别与储能装置连接，不间断地储存电能。（参见图15～图18）。
23.所述储能装置包括电池。
24.由于本发明气体的吸收与排放在同一个地方进行，所以采用冲击式涡轮机203；所述冲击式涡轮机203的两边为禁止不动的静叶203-2，静叶203-2中间的为可转动的动叶203-1，冲击式涡轮机203内的气流呈轴向运动，附图6中为竖直方向，气流向下流动时经过静叶203-2转向，该转向气流喷向动叶203-1的凹面和凸面形成压力差，推动动叶203-1前进，做功后的气体从另一侧的静叶203-2之间排出，由于冲击式涡轮机203两侧的静叶203-2的排列完全对称，因此从下方流向上方的气流的做功原理与从上方流向下方的气流的做功原理完全一样，如此，就充分利用了气体进行双向流发电。（参见图6）。
25.进一步地，所述的水平向正六边形振荡水柱200和竖直向正六边形振荡水柱201的吸水口由外至内、由下至上变小，为文丘里正六边形振荡水柱。
26.进一步地，所述的水平向正六边形振荡水柱200与圆盘体2上方最外一周的竖直向正六边形振荡水柱201的上部连接处制作有弧弯204。
27.进一步地，所述的圆盘体2侧边一周贯通制作的水平向正六边形振荡水柱200改变方向向上时制作呈弧弯204状，这样，当水流从四周通过水平向正六边形振荡水柱200向圆盘体2中间汇集后向上时，凭借此弧弯204就能保持水流惯性，加快水流的速度，进而增加水流的冲击能量，使冲击式涡轮机203发电效率更高。根据伯努利原理：较窄部分水流得快，水流对壁的压力较小，加快水流速度，减小压强，保障水平向正六边形振荡水柱200长期稳定工作。（参见图16）。
28.所述的圆盘体2的底部制作呈内凹205形，实现汇聚水流，充分利用波浪能的效果；所述内凹205形增大圆盘体2的底部与海水的接触面积，更大化利用海水上下运动的能量，提高吸收波浪能的效率。（参见图16和图18）。
29.所述的竖直向正六边形振荡水柱201从下至上逐渐变细，有效增加流速和冲击式涡轮机203的转速，提高发电效率。
30.所述的固-液发电组件由ptfe绝缘薄膜外层、铜箔里层和pmma薄板构成；为市售产品，购买成本低，摩擦发电效率适中。
31.进一步地，圆盘体2底部与其侧面交汇处的线条制作成圆边，能减缓波浪对装置整体的冲击，保证装置运转得更加顺畅，同时，面临暴风雨冲刷，能对装置起到更好的保护作用。
32.进一步地，圆盘体2底部拉着一块配重，使装置维持在固定位置上，达到装置半浮在海水中的目的。
33.进一步地，圆盘体2被弹力缆绳拉着，使整个装置在所处海域出现台风、飓风等大的风力时，在所述弹力缆绳制约下，本发明漂浮体只做相对运动，不会出现漂移现象，从而
提高整个装置发电机构的抗风性能。
34.与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的技术方案具有多方位、多向吸收波浪能的特点，吸收上下运动波浪能的动能让水流发电部分的冲击式涡轮机203发电，吸收海水推动水流发电部分在水面打转而产生的打转力使冲击式涡轮机203发电，同时利用固-液发电组件进行摩擦发电，波浪能转化为电能的效率高，结构简单，使用方便，成本低，工作可靠性强。
35.应当理解，下面所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
36.实施例1，该小型多向吸收波浪能振荡水柱发电装置（参见图1～6），包括：半浸入在海水中的圆盘体2，气室202，冲击式涡轮机203，及防止被海水侵蚀内部的半球形外壳1，半球形外壳1下圆周制作的气孔100，且被弹力缆绳约束在海洋近岸边，半球形外壳1与圆盘体2的装接手段包括密闭式卡扣、螺栓或防水粘胶等。
37.实施例2，圆盘体2内侧设置有蜂巢状、文丘里式水平向正六边形振荡水柱200，圆盘体2底部中间设置有蜂巢状、文丘里式竖直向正六边形振荡水柱201、及气室202；作为优选，圆盘体2设置有水平向正六边形振荡水柱200，据实验资料披露，在系统的整体质量和喷嘴比一定的情况下，不同的多边形的振荡水柱对系统的转换特性会产生不同的影响。本发明设计了蜂巢状、文丘里式正六边形形状的水平管和竖直管，获得了吸收更多水流，极大增加吸收波浪能效率的突出效果。具体来说，通过水平向正六边形振荡水柱200和竖直向正六边形振荡水柱201增加水流冲击的力量，使得冲击式涡轮机203的动叶203-1旋转，动叶203-1旋转时产生一个动力，这使得冲击式涡轮机203周边的铜线圈以及电子线圈经过相互作用产生电流，所述电流经过转换器后转换为直流电。设置蜂巢状、文丘里式水平向正六边形振荡水柱200和竖直向正六边形振荡水柱201，即使是在风很小、波浪起伏较小的情况下也能高效地往复、上下振荡运动，多向吸收海洋上波浪流动的能量，驱使冲击式涡轮机203工作进行发电。
38.作为优选，圆盘体2侧面一周均布开设的水平向正六边形振荡水柱200由外及内，大小逐渐变细；圆盘体2底部中间开设贯通的竖直向正六边形振荡水柱201由下及上，大小逐渐变细；利用同等条件下，管道越细流速越快的原理加快水的流速，使冲击而出的水流更加强烈，进而加快冲击式涡轮机203的转动，提高发电效率。
39.圆盘体2与气室202成封闭式连接状，圆盘体2半浸入海水中，气室202通过水平向正六边形振荡水柱200、竖直向正六边形振荡水柱201、出气单向阀和吸气单向阀配合作双向气体交换，保证冲击式涡轮机203进行双向流发电；波浪水流则通过半球形外壳1下圆周制作的气孔100进行循环交换。
40.作为优选，圆盘体2四周的水平向正六边形振荡水柱200改变方向向上时，制作有一个弯曲的弧度即所述弧弯204，使得水流从四周向中间汇集要向上时，凭借弧弯204保持惯性，加快水流的速度，增大水流冲击能量，使冲击式涡轮机203发电效率更高。
41.以上两点根据伯努利原理：较窄部分水流流得快些，且水流对壁的压力比较小，加快水流速度，减小压强，保护水平向正六边形振荡水柱200和竖直向正六边形振荡水柱201管道。
42.作为优选，在蜂巢状、文丘里式水平向正六边形振荡水柱200和竖直向正六边形振荡水柱201内使用最新、最适宜的固-液发电组件，充分利用水平向正六边形振荡水柱200和
竖直向正六边形振荡水柱201内表面积大、与海水接触面积大的优点，增加整个装置的摩擦发电效率。
43.实施例3，所述气室202与水平向正六边形振荡水柱200、竖直向正六边形振荡水柱201的连接有三种方式——第一种方式：设置一个气室202，该气室202与全部的水平向正六边形振荡水柱200和竖直向正六边形振荡水柱201都相连，该气室202一分为二成两条管线，一条管线由最外圈开始旋转至最中间的一个竖直向正六边形振荡水柱201，该条管线与全部的水平向正六边形振荡水柱200和竖直向正六边形振荡水柱201的吸气单向阀相连，另一条管线由外至内数从第二个开始旋转至最中间的一个竖直向正六边形振荡水柱201，该条管线与全部的水平向正六边形振荡水柱200和竖直向正六边形振荡水柱201的吸气单向阀相连，该气室202的进出气口各设置有一个冲击式涡轮机203，所述冲击式涡轮机203与储能装置连接，储存电能。
44.第二种方式：设置两个气室202，第一个气室202与最外层一圈排成圆形的水平向正六边形振荡水柱200相连接，第一个气室202的一边封住口，该气室202一分为二成两条管线，一条管线是最外圈，该条管线与最外层一圈排成圆形的水平向正六边形振荡水柱200的吸气单向阀相连，第二条管线是由外向内数从第二个开始，该条管线与最外层一圈排成圆形的水平向正六边形振荡水柱200的吸气单向阀相连，另一边的出气口中放置冲击式涡轮机203，所述冲击式涡轮机203与储能装置连接，储存电能；第二个气室202与全部的竖直向正六边形振荡水柱201相连接，第二个气室202旋转着由外至内到中间一根竖直向正六边形振荡水柱201，该气室202一分为二成两条管线，一条管线由外至内数从第三个开始旋转至最中间的一个竖直向正六边形振荡水柱201，该条管线与全部的竖直向正六边形振荡水柱201的出气单向阀相连，第二条管线是由外向内数从第四个开始旋转至最中间的一个竖直向正六边形振荡水柱201，第二条管线与全部的竖直向正六边形振荡水柱201的吸气单向阀相连，同时，在第二个气室202的进出气口中也都放置一个冲击式涡轮机203，所述冲击式涡轮机203与储能装置连接，储存电能。
45.以上两种方式只需要在每条气室各安装一、两个冲击式涡轮机203，有效节约了成本。
46.第三种方式：所有的水平向正六边形振荡水柱200和竖直向正六边形振荡水柱201上都设置有一个竖直向上的气室202，每个气室202里都放置有冲击式涡轮机203，各个冲击式涡轮机203分别与储能装置连接，不间断地储存电能。这样，即使是在微小水流的作用下，也能充分利用波浪能来发电。
47.由于第三种方式的每个气室202里都要放置冲击式涡轮机203，因此该方式相比第一种方式和第二种方式成本较高。
48.实施例4，作为优选，圆盘体2的底部制作成内凹205形，以增大圆盘体2底部与海水的接触面积，汇聚水流，吸收更多波浪能，更大化地通过竖直向正六边形振荡水柱201利用海水上下运动的能量，提高吸收波浪能的效率。
49.实施例5，作为优选，半球形外壳1在距离其底部较近处开设有一圈圆形的气孔100，在产生的水流较大时使水流流出，在水流少时进行气体交换；且气孔100位于半球形外壳1的下部，防止雨雪等进入装置内部，有效保护了装置内部的发电设施。
50.实施例6，作为优选，使用双向流的冲击式涡轮机203，使装置中的气室202在吸收气体和放出气体的过程中均能发电，提高装置的发电效率。
51.所述冲击式涡轮机203，其两边的为静叶203-2，中间的为动叶203-1，静叶203-2是禁止不动的叶片，动叶203-1是能转动的叶片，冲击式涡轮机203内的气流是轴向的，在图6中为竖直方向，当气流向下流动时经过静叶203-2转向，转向气流分别喷向动叶203-1的凹面和凸面，形成压力差，推动动叶203-1前进，做功后的气体从另一侧静叶203-2间排出，由于涡轮机两侧静叶203-2的排列完全对称，因此从下方流向上方的气流的做功原理与气流向下流动时经过静叶203-2转向的做功原理完全一样，保证冲击式涡轮机203充分利用气体进行双向流发电。
52.作为优选，用弹力缆绳约束该小型多向吸收波浪能振荡水柱发电装置，当其所处海域出现台风、飓风等大的风力时，在所述弹力绳的制约下，本装置漂浮体只做相对运动，不会产生漂移，提高了整个装置的抗风性能。
53.实施例7，本发明一种小型多向吸收波浪能振荡水柱发电装置的工作过程如下所示：在近海岸处用弹力缆绳约束住该小型多向振荡水柱波浪能发电装置，流动的波浪从圆盘体2侧边一周设置的水平向正六边形振荡水柱200的各个方向进入，上下起伏的波浪从圆盘体2底部中间设置的多个竖直向正六边形振荡水柱201进入，水流与水平向正六边形振荡水柱200和竖直向正六边形振荡水柱201管道内设置的固-液发电组件进行摩擦发电；同时，水流推动水平向正六边形振荡水柱200和竖直向正六边形振荡水柱201管道内的空气运动，所述空气通过所述管道内的蜂巢状、文丘里正六边形状和水平向正六边形振荡水柱200向上的弧弯204促使水流进行加速运动，通过出气单向阀的控制使加速运动的气流进入气室202后，从气室202的出气口冲出，推动冲击式涡轮机203运转，使整个装置进行发电。
54.喷击而出的水流通过半球形外壳1的气孔100进行水流交换，随着波浪的上下起伏运动，该装置通过半球形外壳1的气孔100从外部吸收气流，使冲击式涡轮机203进行发电，气流进入气室202后，通过吸气单向阀的控制使水平向正六边形振荡水柱200、竖直向正六边形振荡水柱201，顺应波浪能的起伏变化，水流通过气孔100循环往复，使冲击式涡轮机203充分利用气体进行双向流发电。
55.以上所述只是本发明的较佳实施例而已，上述举例说明不对本发明的实质内容作任何形式上的限制，所属技术领域的普通技术人员在阅读了本说明书后依据本发明的技术实质对以上具体实施方式所作的任何简单修改或变形，以及可能利用上述揭示的技术内容加以变更或修饰为等同变化的等效实施例，均仍属于本发明技术方案的范围内，而不背离本发明的实质和范围。

技术特征：
1.一种小型多向吸收波浪能振荡水柱发电装置，基于文丘里管、伯努利原理和蜂巢原理，由半球形外壳（1）和圆盘体（2）构成；其特征在于：半球形外壳（1）与圆盘体（2）连接，半球形外壳（1）下部圆周均布开设有气孔（100），圆盘体（2）的上表面设置有储能装置，圆盘体（2）的侧面一周均布贯通制作有水平向正六边形振荡水柱（200），其内壁设置有固-液发电组件，实现与海水的摩擦发电；圆盘体（2）的底面中部贯通制作有多个竖直向正六边形振荡水柱（201），圆盘体（2）上部最外圆周的竖直向正六边形振荡水柱（201）与水平向正六边形振荡水柱（200）连通，竖直向正六边形振荡水柱（201）内壁设置有固-液发电组件，实现与海水的摩擦发电；圆盘体（2）内侧设置有气室（202），气室（202）的出气口安装有冲击式涡轮机（203），波浪通过水平向正六边形振荡水柱（200）往复运动，通过竖直向正六边形振荡水柱（201）上下振荡运动，并经过半球形外壳（1）的气孔（100）形成一个往复流路，通过冲击式涡轮机（203）将高速空气动能转换为电能。2.根据权利要求1所述的一种小型多向吸收波浪能振荡水柱发电装置，其特征在于：圆盘体（2）侧边一周均布贯通制作有水平向正六边形振荡水柱（200）、底部贯通制作有竖直向正六边形振荡水柱（201），实现多向吸收波浪能的目的。3.根据权利要求1所述的一种小型多向吸收波浪能振荡水柱发电装置，其特征在于：所述的气室（202）与水平向正六边形振荡水柱（200）、竖直向正六边形振荡水柱（201）的连接有三种方式，第一种方式：设置一个气室（202），该气室（202）与全部的水平向正六边形振荡水柱（200）和竖直向正六边形振荡水柱（201）都相连，该气室（202）的进出气口各设置有一个冲击式涡轮机（203），所述冲击式涡轮机（203）与储能装置连接，储存电能，该气室（202）一分为二成两条管线，一条管线由最外圈开始旋转至最中间的一个竖直向正六边形振荡水柱（201），该条管线与全部的水平向正六边形振荡水柱（200）和竖直向正六边形振荡水柱（201）的出气单向阀相连，该单向阀使振荡水柱内的气体只向气室（202）内流动，不会再从气室（202）回流到振荡水柱，保证装置的高效运作；第二条管线是由外向内数从第二个开始旋转至最中间的一个竖直向正六边形振荡水柱（201），第二条管线与全部的水平向正六边形振荡水柱（200）和竖直向正六边形振荡水柱（201）的吸气单向阀相连，气室（202）从进气口吸气，每个单向阀使气室（202）内的气体只向振荡水柱内流动，不会再从振荡水柱流向气室（202），保证装置的高效运作；第二种方式：设置两个气室（202），第一个气室（202）与最外层一圈排成圆形的水平向正六边形振荡水柱（200）相连接，第一个气室（202）的一边封住口，另一边的进出气口中各放置一个冲击式涡轮机（203），所述冲击式涡轮机（203）与储能装置连接，储存电能，第一个气室（202）一分为二成两条管线，一条管线与最外层一圈排成圆形的水平向正六边形振荡水柱（200）的出气单向阀相连，使振荡水柱内的气体只向气室（202）内流动，不会再从气室（202）回流到振荡水柱，保证装置的高效运作，第二条管线是由外向内数第二个开始，第二条管线与最外层一圈排成圆形的水平向正六边形振荡水柱（200）的吸气单向阀相连，每个单向阀使气室（202）从开口的一边吸气，保证气室（202）内的气体只向振荡水柱内流动，不会再从振荡水柱回流向气室（202），保证装置的高效运作；第二个气室（202）与全部的竖直向正六边形振荡水柱（201）相连接，第二个气室（202）旋转着由外至内到最中间一根竖直向正六边形振荡水柱（201），同时，在第二个气室（201）的进出气口中各放置一个冲击式涡轮
机（203），所述冲击式涡轮机（203）与储能装置连接，储存电能，第二个气室（202）一分为二成两条管线，一条管线由外至内数从第三个开始旋转至最中间的一个竖直向正六边形振荡水柱（201），该条管线与全部的竖直向正六边形振荡水柱（201）的出气单向阀相连，使振荡水柱内的气体只向气室（202）内流动，不会再从气室（202）回流到振荡水柱，保证装置的高效运作，第二条管线是由外向内数从第四个开始旋转至最中间的一个竖直向正六边形振荡水柱（201），第二条管线与全部的竖直向正六边形振荡水柱（201）的吸气单向阀相连，该单向阀使气室（202）从最中间的一个竖直向正六边形振荡水柱（201）吸气，使气室（202）内的气体只向振荡水柱内流动，不会再从振荡水柱流向气室（202），保证装置的高效运作；第三种方式：所有的水平向正六边形振荡水柱（200）和竖直向正六边形振荡水柱（201）上都设置有一个竖直向上的气室（202），每个气室（202）里都放置有冲击式涡轮机（203），各个冲击式涡轮机（203）分别与储能装置连接，不间断储存电能。4.根据权利要求1所述的一种小型多向吸收波浪能振荡水柱发电装置，其特征在于：所述的水平向正六边形振荡水柱（200）和竖直向正六边形振荡水柱（201）的吸水口由外至内、由下至上变小，为文丘里正六边形振荡水柱，增加流速和提高冲击式涡轮机（203）的转速，提高发电效率。5.根据权利要求1所述的一种小型多向吸收波浪能振荡水柱发电装置，其特征在于：所述的水平向正六边形振荡水柱（200）与竖直向正六边形振荡水柱（201）的上部连接处制作有弧弯（204）。6.根据权利要求1所述的一种小型多向吸收波浪能振荡水柱发电装置，其特征在于：所述的圆盘体（2）的底部制作呈内凹（205）形，实现汇聚水流，充分利用波浪能的效果。7.根据权利要求1所述的一种小型多向吸收波浪能振荡水柱发电装置，其特征在于：所述的冲击式涡轮机（203）为双向流式涡轮机。8.根据权利要求1所述的一种小型多向吸收波浪能振荡水柱发电装置，其特征在于：所述的水平向正六边形振荡水柱（200）和竖直向正六边形振荡水柱（201），面积利用率达到最大，并增大装置与水的接触面积。

技术总结
本发明涉及一种小型多向吸收波浪能振荡水柱发电装置，属漂浮式发电设备技术领域。半球形外壳与圆盘体连接，半球形外壳下部圆周均布制有气孔，圆盘体上表面设有储能装置，圆盘体侧面一周均布贯通制有的水平向正六边形振荡水柱、底面中部贯通制有的竖直向正六边形振荡水柱内设有固-液发电组件；气室的出气口内装有冲击式涡轮机，波浪经水平向正六边形振荡水柱往复运动，经竖直向正六边形振荡水柱上下振荡运动，并经气孔形成往复流路，通过冲击式涡轮机将高速空气动能转换为电能，气室与水平向、竖直向正六边形振荡水柱的连接有三种方式。实现所述水柱内水流与发电组件之间的摩擦能转换为电能；实现多向多模式吸收波浪能，提高了整体发电效率。高了整体发电效率。高了整体发电效率。


技术研发人员：蒋鑫露 谢向东 王洋 崔敖菘 李征泽 孙延平 徐寒冰 尚麟伦
受保护的技术使用者：长江大学
技术研发日：2023.06.13
技术公布日：2023/8/16