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CN108100178B - 可分离式浮筒 - Google Patents

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CN108100178B
CN108100178B CN201611095449.6A CN201611095449A CN108100178B CN 108100178 B CN108100178 B CN 108100178B CN 201611095449 A CN201611095449 A CN 201611095449A CN 108100178 B CN108100178 B CN 108100178B
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central
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黄義傑
彭珩筑
黄子鸿
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Abstract

本发明公开一种可分离式浮筒，其包含有：一中心浮体；一可脱离浮体单元，其可分离式的设于该中心浮体；以及一腔室，其连结该中心浮体与该可脱离浮体单元。本发明采用可分离式浮筒设计，使波浪发电机可减缓其所承受的波浪力，并可有效提升波浪发电机的安全性。

Description

可分离式浮筒
技术领域
本发明涉及一种可分离式浮筒，尤其指一种可减缓波浪发电机所承受的波浪力，并有效提升波浪发电机的安全性的浮筒结构。
背景技术
近年环保议题逐渐被人们所重视，所以绿色能源的使用率就慢慢增加，而绿色能源的发展也被人们所注意。现有的绿色能源约略可分为四种，太阳能、水力、风力与海洋能。
然受限于土地、日照或水资源的因素，海洋能发电逐渐被具有广大海域的国家所接受。而波浪发电使用波浪发电机进行发电。
现有的波浪发电机具有一浮体与一发电机组，浮体浮于水面上或者半潜于水面下，可吸收波浪能量进而带动发电机组运动。发电机组可将浮体运动的力学能转换电能或者其余可供储存的能量形式输出。
极端天候条件下，举例而言如台风，海域波浪能量达正常波浪条件的百倍，波浪机组若要存活于极端风浪环境，必须在此极端条件下减少浮体所承受的波浪力量，采用半潜式的浮体躲避风浪，或者使用甜甜圈型式浮体减少浮体切水面积，皆被广泛的运用在浮体设计中，然而，其效果皆有所局限。
发明内容
本发明采用可分离式浮筒设计，使波浪发电机可减缓其所承受的波浪力，并可有效提升波浪发电机的安全性。其技术手段为：一种可分离式浮筒，其包含有：
一中心浮体；
一可脱离浮体单元，其可分离式的设于该中心浮体；以及
一腔室，其连结该中心浮体与该可脱离浮体单元之间。
另一种实施方式，一种可分离式浮筒，其包含有：
一中心浮体；
一可脱离浮体单元，其具有：一中央盘体；至少一连结模块，其设于该中央盘体，该至少一连结模块夹设该中心浮体；以及一浮体，其被该至少一连结模块所夹设。
另一种实施方式，一种可分离式浮筒，其包含有：
一中心浮体，其具有一变形连接环；以及
一可脱离浮体单元，其具有一容孔，该容孔供该中心浮体设置，该变形连接环抵压该容孔的内壁。
另一种实施方式，本发明一种可分离式浮筒，其包含有：
一中心浮体；
一可脱离浮体单元，其环设于该中心浮体，该可脱离浮体单元具有多个浮体。
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
附图说明
图1为本发明的一种可分离式浮筒的第一实施例的立体外观示意图。
图2本发明的一种可分离式浮筒的第二实施例的立体外观示意图。
图3为本发明的可分离式浮筒的第二实施例的立体展开示意图。
图4为一中心浮体与一浮体的局部剖面示意图。
图5为中心浮体与浮体的又一局部剖面示意图。
图6为本发明的一种可分离式浮筒的第三实施例的立体示意图。
图7为一连结模块的示意图。
图8为本发明的一种可分离式浮筒的第四实施例的局部立体外观示意图。
图9为本发明的可分离式浮筒的第四实施例的动作示意图。
图10为本发明的可分离式浮筒的第四实施例的又一动作示意图。
图11为本发明的一种可分离式浮筒的第五实施例的剖面示意图。
图12为本发明的可分离式浮筒的第五实施例的动作示意图。
其中，附图标记
10 中心浮体
100 结合斜面
11 腔室
12 可脱离浮体单元
13 浮体
130 气孔
14 致动模块
15 感测模块
20 中心浮体
200 气孔
21 可脱离浮体单元
210 浮体
211 连接体
212 连接体
213 凹槽
22 致动模块
23 腔室
24 感测模块
30 可脱离浮体单元
31 连结模块
32 中心浮体
33 中央盘体
34 浮体
35 感测模块
36 致动模块
40 中心浮体
400 变形连接环
401 感测模块
402 致动模块
41 可脱离浮体单元
410 容孔
50 中心浮体
51 可脱离浮体单元
510 浮体
511 箍圈
52 感测模块
53 致动模块
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明技术方案进行详细的描述，以更进一步了解本发明的目的、方案及功效，但并非作为本发明所附权利要求保护范围的限制。
请配合参考图1所示，本发明是一种可分离式浮筒的第一实施例，其包含有一中心浮体10与一可脱离浮体单元12。
中心浮体10耦接一缆绳101，以使中心浮体10浮于水面上或者半潜于水面下。中心浮体10的顶端的边缘处具有一结合斜面100。波浪发电机的发电机组设于中心浮体10。
可脱离浮体单元12可脱离式的设于中心浮体10的顶端，可脱离单元12的底端贴合结合斜面100。
可脱离浮体单元12具有一浮体13、一致动模块14与一感测模块15。
浮体13为一刚性浮体，浮体13具有一气孔130。浮体13具有一下凹槽，该下凹槽与该气孔相通。当浮体13与中心浮体10结合后，下凹槽与中心浮体10形成有一腔室11。一抽气单元可利用气孔130对腔室11进行抽气的动作，而使腔室11成为一低压腔室，其可将可脱离浮体单元12与中心浮体10紧密结合成一体。
腔室11为一低压腔室。举例而言，低压腔室的压力低于一大气压。若低压腔室压力为+0.5atm，低压腔室的直径为2.5m，则分离可脱离浮体单元12与中心浮体10的结合力至少为250kN。
致动模块14设于气孔130，致动模块14可为炸药、泄气阀、电磁阀、致动器、主动泄气阀或被动泄气阀。感测模块15设于腔室11或中心浮体10的顶端。感测模块15信号连接致动模块14。感测模块15为一压力感测器或一加速度规。
致动模块14可关闭气孔130，而使外部气体无法进入腔室11，并使腔室11维持于一低压状态。
请再配合参考图1所示，若波浪对浮体的拖曳力超过可脱离浮体单元12与中心浮体10的结合力，则可脱离浮体单元12与中心浮体10自动分离。或者感测模块15感测波浪所蕴含的能量或波浪起伏的速度超过波浪发电机所能承受时，致动模块14将腔室11与外界压力连通，而使低压腔室回复至平压腔室，以致使可脱离浮体单元12与中心浮体10自动分离。于此所述的平压腔室的压力等于或趋近于一大气压。
请配合参考图2与图3所示，本发明的一种可分离浮筒的第二实施例，其包含有一可脱离浮体单元21与一中心浮体20。
中心浮体20具有多个气孔200。该些气孔200耦接一致动模块22。中心浮体20耦接一缆绳201，以使中心浮体20浮于水面上或者半潜于水面下。
可脱离浮体单元21具有至少一浮体210。多个浮体210以一至少一连接体211串接，而形成一长链结构，或称为浮体链。
请配合参考图4与图5所示。浮体210的一端具有至少一凹槽213。于本实施例中，浮体210具有三个相互倾斜的结合面，各结合面具有一凹槽213。
可脱离浮体单元21环设于中心浮体20。浮体210的三结合面贴合于中心浮体20。在上述的凹槽213形成一腔室23，腔室23与气孔200相通。该腔室23为一封闭空间。
致动模块22与一抽气单元耦接，以使腔室23形成一低压腔室。致动模块22可关闭气孔200，而使外部气体无法进入腔室23，并使腔室23维持于一低压状态。
可脱离浮体单元21以一连接体212连接中心浮体20。连接体211、212可为缆绳、金属链条连接片体。
一感测模块24设于中心浮体20。感测模块24信号连接致动模块22。
如图3与图5所示，若感测模块24感测波浪所蕴含的能量或波浪起伏的速度超过波浪发电机所能承受时，致动模块22使外部气体经由气孔200进入腔室23，而使低压腔室转变为平压腔室，进而使可脱离浮体单元21与中心浮体20相互分离。
请配合参考图6所示，本发明一种可分离浮筒的第三实施例，其包含有一可脱离浮体单元30与一中心浮体32。
可脱离浮体单元30具有至少一连结模块31、一中央盘体33、一浮体34、一感测模块35与一致动模块36。
请配合参考图7与图6所示，至少一连结模块31为一肘节机构，其一端固定在中央盘体33的四周，另一端连结一中心浮体32与一浮体34。连结模块31具有一上钳部310、一下钳部311、一连杆312与一抵杆313。上钳部310枢接连杆312的一端。下钳部311枢接连杆312的另一端。抵杆313的两端枢接上钳部310与下钳部311，抵杆313具有一抵靠面314。当上钳部310与下钳部311被撑开时，抵杆313受到下钳部311的连动，而使抵杆313朝向远离下钳部311的方向移动，则抵靠面314会推抵该物品。
如上所述，浮体34被连结模块31所夹设，即浮体34设于上钳部310与下钳部311之间，并使上钳部310与下钳部311撑开，并使抵杆313朝向远离下钳部311方向移动。此时，至少一连结模块31的抵靠面314抵靠设于中心浮体32的侧面，藉此将中心浮体32固定于可脱离浮体单元30中。浮体34可为气囊或一可变形浮体。
感测模块35与致动模块36设于浮体34，感测模块35信号连接致动模块36。
请再配合参考图6与图7所示，若浮体33为气囊或可变形浮体且处于膨胀状态，而使连结模块31夹设中心浮体32。受到连接缆线的固定，中心浮体32与可脱离浮体单元30可沉于海面下，或浮于海面。
当感测模块35感测波浪所蕴含的能量或波浪起伏的速度超过波浪发电机所能承受时，致动模块36将浮体34的气体释放至大气中，而使浮体34变形。受到浮体34变形的影响，下钳部311朝向上钳部310方向移动，而使抵靠面314降低对于中心浮体32的抵靠度，以使连结模块31无法夹设中心浮体32，故使得中心浮体32与可脱离浮体单元30二者相互分离。
如上所述，致动模块36将浮体34的气体释放至大气的方式为一爆开浮体34为阀体泄气。
请配合参考图8、图9与图10所示所示，本创作的一种可分离式浮筒的第四实施例，其包含有一中心浮体40与一可脱离浮体单元41。
中心浮体40具有一变形连接环400、一感测模块401与一致动模块402。变形连接环400设于中心浮体40的周侧。感测模块401设于中心浮体40。致动模块402设于变形连接环400。感测模块401信号连接致动模块402。致动模块402为一致动器、一泄气阀或一电动阀。
可脱离浮体单元41具有一容孔410。变形连接环400的一端与中心浮体40连结，另一端抵压容孔410的内壁，而使中心浮体40固定于可脱离浮体单元41中。
请再配合参考图9与图10所示，若感测模块401感测波浪所蕴含的能量或波浪起伏的速度超过波浪发电机所能承受时，致动模块402使变形连接环400变形，而使变形连接环400无法抵压容孔410的内壁，并使中心浮体40与可脱离浮体单元41相互分离。
若变形连接环400为一充气环或一充气浮体时，致动模块401使变形连接环400泄气，进而使变形连接环400变形，藉此使可脱离浮体单元41与中心浮体40相互分离。
请配合参考图11与图12所示，本发明的一种可分离式浮筒的第五实施例，其包含有一中心浮体50与一可脱离浮体单元51。
可脱离浮体单元51具有多个浮体510。浮体510环设于中心浮体50的周侧。各浮体510具有一致动模块53。一箍圈511环设于浮体510的四周，以使可脱离浮体单元51固定于中心浮体50。浮体510为一气囊或一可变形浮体。
一感测模块52设于中心浮体50。感测模块52信号连接致动模块53。
若感测模块52感测波浪所蕴含的能量或波浪起伏的速度超过波浪发电机所能承受时，致动模块53使浮体510泄气，而使浮体510变形，进而使箍圈511由浮体510处脱离，再使于中心浮体50与可脱离浮体单元51相互分离。
综合上述，本发明一种可分离式浮筒，其为一种可脱离浮体单元与中心浮体的组合。当波浪所蕴含的能量或波浪起伏的速度超过波浪发电机所能承受时，可脱离浮体单元与中心浮体相互分离，藉由此一分离的方式，以保护位于中心浮体中的发电机组，进而减缓波浪发电机所承受的波浪力，并可有效提升波浪发电机的安全性。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (17)

1.一种可分离式浮筒，其特征在于，包含有：
一中心浮体，其顶端的边缘处具有一结合斜面；以及
一可脱离浮体单元，其可分离式的设于该中心浮体的顶端；
其中，该可脱离浮体单元具有一下凹槽且其底端贴合于该结合斜面，并形成一腔室，该腔室连结该中心浮体与该可脱离浮体单元；
该中心浮体具有发电机组，该可脱离浮体单元或中心浮体具有致动模块，该致动模块为一主动泄气阀、一被动泄气阀、一致动器、一炸药或一电磁阀；
该可脱离浮体单元具有一浮体，该浮体具有气孔，该下凹槽形成于该浮体，该下凹槽与该气孔相通，该致动模块可关闭该气孔，而使外部气体无法进入该腔室，并使该腔室维持于一低压状态。
2.如权利要求1所述的可分离式浮筒，其特征在于，该腔室为一低压腔室。
3.如权利要求1所述的可分离式浮筒，其特征在于，该可脱离浮体单元具有一感测模块，该致动模块设于该浮体，该感测模块设于该腔室或中心浮体的顶端，该感测模块信号连接该致动模块。
4.如权利要求3所述的可分离式浮筒，其特征在于，该感测模块为一压力感测器或一加速规；该浮体为一刚性浮体。
5.如权利要求1所述的可分离式浮筒，其特征在于，该可脱离浮体单元与该中心浮体结合时，在该下凹槽处形成该腔室。
6.一种可分离式浮筒，其特征在于，包含有：
一中心浮体；以及
一可脱离浮体单元，其可分离式的环设于该中心浮体的顶端，其中，该可脱离浮体单元以一连接体可分离式的连接该中心浮体，该可脱离浮体单元具有至少一浮体，该至少一浮体以一至少一连接体串接；
该中心浮体具有多个气孔，该浮体的一端具有至少一凹槽，当该浮体设于该中心浮体时，该凹槽与该气孔相通，该凹槽形成为一腔室；
该中心浮体具有发电机组，该可脱离浮体单元或中心浮体具有致动模块，该致动模块为一主动泄气阀、一被动泄气阀、一致动器、一炸药或一电磁阀；
该中心浮体更具有一感测模块，该致动模块耦接该些气孔，该感测模块信号连接该致动模块。
7.如权利要求6所述的可分离式浮筒，其特征在于，该致动模块可关闭该气孔，而使外部气体无法进入该腔室，并使该腔室维持于一低压状态。
8.如权利要求6所述的可分离式浮筒，其特征在于，该感测模块为一压力感测器或一加速规。
9.如权利要求6所述的可分离式浮筒，其特征在于，该连接体为缆绳或金属链条连接片体。
10.一种可分离式浮筒，其特征在于，包含有：
一中心浮体；
一可脱离浮体单元，其具有：
一中央盘体；
至少一连结模块，其设于该中央盘体，该连结模块为一肘节机构；以及
一浮体，其被该至少一连结模块所夹设；
该中心浮体具有发电机组，该可脱离浮体单元具有致动模块，该致动模块为一主动泄气阀、一被动泄气阀、一致动器、一炸药或一电磁阀；
该连结模块具有一上钳部、一下钳部、一连杆与一抵杆，该上钳部枢接该连杆，该下钳部枢接该连杆，该抵杆的两端枢接该上钳部与该下钳部，该抵杆具有一抵靠面；当该浮体被夹设于该上钳部与该下钳部时，该抵杆朝向远离该下钳部方向移动，以使该抵靠面推抵该中心浮体。
11.如权利要求10所述的可分离式浮筒，其特征在于，更具有一感测模块，该致动模块与该感测模块设于该浮体，该致动模块信号连接该感测模块。
12.如权利要求11所述的可分离式浮筒，其特征在于，该感测模块为一压力感测器或一加速规；该浮体为一可变形浮体或一气囊。
13.一种可分离式浮筒，其特征在于，包含有：
一中心浮体，其具有一变形连接环；
一可脱离浮体单元，其具有一容孔，该容孔供该中心浮体设置，该变形连接环抵压该容孔的内壁；以及
一感测模块与一致动模块，该感测模块设于该中心浮体，该致动模块设于该变形连接环，该致动模块信号连接该感测模块；
该中心浮体具有发电机组，该致动模块为一主动泄气阀、一被动泄气阀、一致动器、一炸药或一电磁阀；该变形连接环为一充气浮体或一充气环。
14.如权利要求13所述的可分离式浮筒，其特征在于，该感测模块为一压力感测器或一加速规。
15.一种可分离式浮筒，其特征在于，包含有：
一中心浮体；
一可脱离浮体单元，其环设于该中心浮体，该可脱离浮体单元具有多个浮体，该可脱离浮体单元更具有一箍圈，该箍圈环设于该些多个浮体的四周；
该中心浮体具有发电机组，各该浮体具有一致动模块，该致动模块为一主动泄气阀、一被动泄气阀、一致动器、一炸药或一电磁阀。
16.如权利要求15所述的可分离式浮筒，其特征在于，该中心浮体具有一感测模块。
17.如权利要求16所述的可分离式浮筒，其特征在于，该感测模块为一压力感测器或一加速规；该浮体为一可变形浮体或一气囊。
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Application Number Priority Date Filing Date Title
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TW105138941A TWI680229B (zh) 2016-11-25 2016-11-25 可分離式浮筒

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