波浪能量綜合采集轉(zhuǎn)換發(fā)電裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供的一種波浪能量綜合采集轉(zhuǎn)換發(fā)電裝置，能夠綜合利用波浪能的動(dòng)能和勢能，對導(dǎo)流管內(nèi)海水形成加速度，提高波浪發(fā)電的發(fā)電效率。包括柔性的漂浮式中空海浪導(dǎo)流管，所述海浪導(dǎo)流管的一端為迎浪端口，另一端即尾端設(shè)置發(fā)電轉(zhuǎn)換裝置，還包括沿所述海浪導(dǎo)流管的管長方向設(shè)置的一個(gè)或多個(gè)使海浪導(dǎo)流管內(nèi)流入的海流向所述尾端加速流動(dòng)的水流推進(jìn)裝置，所述水流推進(jìn)裝置和/或所述海浪導(dǎo)流管上還設(shè)置漂浮裝置。
【專利說明】波浪能量綜合采集轉(zhuǎn)換發(fā)電裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及海浪發(fā)電【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及波浪能量綜合采集轉(zhuǎn)換發(fā)電裝置，用于采集海浪海流波動(dòng)產(chǎn)生的多種能量，將海浪海流能轉(zhuǎn)換為電能，提高海浪海流發(fā)電的發(fā)電效率。
【背景技術(shù)】
[0002]波浪海流所蘊(yùn)涵的能量主要是指海洋表面波浪所具有的動(dòng)能和勢能。波浪的能量與波高的平方、波浪的運(yùn)動(dòng)周期以及迎波面的寬度成正比。波浪能是由地球與月球引力變化和地球上風(fēng)把能量傳遞給海洋而產(chǎn)生的。能量傳遞速率多和風(fēng)速有關(guān)，也和風(fēng)與水相互作用的距離(即風(fēng)區(qū))有關(guān)。海洋的海浪浪流為規(guī)則層流和不規(guī)則紊流相伴，橫向浪峰和側(cè)向水團(tuán)相互激蕩，水團(tuán)相對于海平面隨時(shí)發(fā)生位移時(shí)，使波浪具有勢能，而水質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)，則使波浪具有動(dòng)能。貯存的能量通過摩擦和湍動(dòng)而消散，其消散速度的大小取決于波浪特征和水深。波浪可以用波高、波長(相鄰的兩個(gè)波峰間的距離)和波周期(相鄰的兩個(gè)波峰間的時(shí)間)等特征來描述。
[0003]當(dāng)今，人類面臨全球能源緊缺的局面，開發(fā)新能源刻不容緩。其中海洋能源潛力巨大。波浪能具有能量密度高、分布面廣等優(yōu)點(diǎn)。它是一種取之不竭的可再生清潔能源。波浪能相對風(fēng)能而言，能量密度要高的多，在各種再生能源中具有最高能量密度。波能的關(guān)鍵優(yōu)勢在于它以振蕩機(jī)械能這種高品質(zhì)的能量形式存在，并且可以在很少的能量損失下傳播，而且它的另一優(yōu)勢，是點(diǎn)吸收效應(yīng)，也就是說波浪能轉(zhuǎn)換裝置可在波浪上的任何點(diǎn)收集波能。波浪發(fā)電是波浪能利用的主要方式，尤其是在能源消耗較大的冬季，可以利用的波浪能能量也最大。小功率的波浪能發(fā)電，已在導(dǎo)航浮標(biāo)、燈塔等獲得推廣應(yīng)用。我國有廣闊的海洋資源，雖然我國大陸沿岸的波能平均密度較低，但考慮到波浪的波高和主要周期(即主頻)與該波浪形成地點(diǎn)的地理位置、風(fēng)力、常年風(fēng)向、潮汐時(shí)間、海床形狀、海水深度、海床坡度等因素，存在一些能量密度很高的波能富集點(diǎn)，黃海到南海形成一條東北至西南走向的大浪帶波能相對集中。因此在我國許多海島海域都有達(dá)到理論利用的典型波浪(周期4?8秒，浪高2米以上)，開發(fā)波浪能將成為島嶼，沿海城市供電和建設(shè)規(guī)模型海浪發(fā)電廠的未來發(fā)展方向。
[0004]二十世紀(jì)八十年代以來，美國(夏威夷)、英國、挪威、巴西、澳大利亞、法國、日本等國都為波浪能發(fā)電研究投入大量人力物力，成績顯著，他們在其波能密集的海岸沿線大力研建波能發(fā)電的試驗(yàn)電站。Wavegen公司建造的500千瓦的〃帽貝(UMPET) 〃海浪發(fā)電機(jī)，瑞典Technocean公司的HosePump浮體單元,芬蘭的AWEnergyOy的搖擺式等等。其中英國海洋能源公司建成漂浮式波能發(fā)電裝置"海蛇(Pelamis)"已開始在奧克尼進(jìn)行商用發(fā)電試驗(yàn)，具有當(dāng)時(shí)全球漂浮式海浪發(fā)電系統(tǒng)的最高效率，可將迎面入射波能的40%轉(zhuǎn)換為電能。我國海浪能釆集轉(zhuǎn)換也取得重要進(jìn)展，如漂浮式能量釆集轉(zhuǎn)換已形成獨(dú)立自主知識權(quán)和獨(dú)持技術(shù)路線。目前國內(nèi)外現(xiàn)有技術(shù)的波能采集發(fā)電裝置一般僅利用了波浪能的動(dòng)能和勢能其中的一種，另一種不但流失，還成為負(fù)效應(yīng)以及成為損壞采集設(shè)備的動(dòng)力。這是波浪能開發(fā)效益不高，投資回報(bào)率不理想的關(guān)鍵國素。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明提供波浪能量綜合采集轉(zhuǎn)換發(fā)電裝置，采用柔性的海浪導(dǎo)流管以及剛性的管卡，并且在剛性管卡上設(shè)置水撬裝置，對柔性的海浪導(dǎo)流管施以多種作用力，綜合利用波浪能的動(dòng)能和勢能，對導(dǎo)流管內(nèi)海水形成正向加速度，提高波浪發(fā)電的發(fā)電效率。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案是:
[0007]波浪能量綜合采集轉(zhuǎn)換發(fā)電裝置，其特征在于，包括柔性的漂浮式中空海浪導(dǎo)流管，所述海浪導(dǎo)流管的一端為迎浪端口，另一端即尾端設(shè)置發(fā)電轉(zhuǎn)換裝置，還包括沿所述海浪導(dǎo)流管的管長方向設(shè)置的一個(gè)或多個(gè)使海浪導(dǎo)流管內(nèi)流入的海流向所述尾端加速流動(dòng)的水流推進(jìn)裝置，所述水流推進(jìn)裝置和/或所述海浪導(dǎo)流管上還設(shè)置漂浮裝置。
[0008]所述水流推進(jìn)裝置為加壓推進(jìn)裝置，所述加壓推進(jìn)裝置包括剛性的管肋型管卡和能使剛性的管肋型管卡對柔性的海浪導(dǎo)流管產(chǎn)生擠壓收縮力的水撬裝置；所述剛性管卡沿管長方向間隔套裝在海浪導(dǎo)流管上；所述剛性管卡具有固定肋以及與固定肋沿管長方向相間隔設(shè)置的活動(dòng)肋，所述固定肋具有合頁型的活動(dòng)鉸銷連接軸，所述活動(dòng)肋分為左活動(dòng)肋和右活動(dòng)肋，兩活動(dòng)肋的肋根連接到所述活動(dòng)鉸銷連接軸上，活動(dòng)肋的尾部由具有沿管長方向的間距的肋梢組成，兩活動(dòng)肋的尾部在交叉時(shí)相鄰肋梢的間隙形成相互交叉的滑槽；所述剛性管卡上至少設(shè)置一套水撬裝置，所述水撬裝置包括左撬桿、右撬桿、浮重浮臺和設(shè)置在連接軸上的撬桿鉸接銷，所述左撬桿和右撬桿通過撬桿鉸接銷與連接活動(dòng)肋的連接軸剛性連接，浮重浮臺設(shè)置在撬桿自由端頂端，所述撬桿在浮重浮臺隨海浪起伏的上下運(yùn)動(dòng)的作用下，帶動(dòng)活動(dòng)肋的張開或收縮，對柔性的海浪導(dǎo)流管產(chǎn)生擠壓收縮力；所述漂浮裝置為所述剛性管卡上設(shè)置的漂浮浮桶。
[0009]所述左撬桿與所述右活動(dòng)肋為固定連接或?yàn)橐惑w結(jié)構(gòu)，并通過撬桿鉸接銷連接在所述連接軸上，所述右撬桿與所述左活動(dòng)肋為固定連接或?yàn)橐惑w結(jié)構(gòu)，并通過撬桿鉸接銷連接在所述連接軸上。
[0010]所述左撬桿與所述左活動(dòng)肋為固定連接或?yàn)橐惑w結(jié)構(gòu)，并通過撬桿鉸接銷連接在所述連接軸上，所述右撬桿與所述右活動(dòng)肋為固定連接或?yàn)橐惑w結(jié)構(gòu)，并通過撬桿鉸接銷鉸接在所述連接軸上。
[0011]所述剛性管卡在海浪導(dǎo)流管上等距離設(shè)置，剛性管卡內(nèi)迎浪端設(shè)置有單向閥門。
[0012]所述海浪導(dǎo)流管在迎浪端口及尾部設(shè)置喇叭狀導(dǎo)流罩；首部的剛性管卡與海浪導(dǎo)流管在迎浪端口的導(dǎo)流罩連接，尾部的剛性管卡連接尾部導(dǎo)流罩，尾部的剛性管卡內(nèi)設(shè)置有發(fā)電轉(zhuǎn)換裝置；尾部的剛性管卡的管徑由大變小，使主流水加速?zèng)_擊水輪機(jī)。
[0013]所述水撬裝置的浮重浮臺具有配重塊和密封空氣的腔體。
[0014]所述水流推進(jìn)裝置還包括沖擊力推進(jìn)裝置，所述沖擊力推進(jìn)裝置為所述剛性管卡的固定肋底部和側(cè)部以及對應(yīng)貼合的海浪導(dǎo)流管上具有的若干反流板式進(jìn)水孔，進(jìn)水孔口處設(shè)有單向壓力閥，當(dāng)剛性管卡在海浪的作用下朝向迎浪端口的一端向上傾斜時(shí)，并且海浪導(dǎo)流管內(nèi)海水壓力小于外部海浪沖擊力時(shí)，反流板式閥門打開，對海浪導(dǎo)流管產(chǎn)生側(cè)向沖擊力。
[0015]所述沖擊力推進(jìn)裝置還包括所述海浪導(dǎo)流管側(cè)向具有的可控式側(cè)進(jìn)水孔，所述可控式側(cè)進(jìn)水孔位于剛性管卡的活動(dòng)肋相對應(yīng)的位置，進(jìn)水孔口處內(nèi)外分別設(shè)置單向閥，所述外單向閥通過往返式連桿與剛性管卡的活動(dòng)肋連接；當(dāng)水橇裝置帶動(dòng)活動(dòng)肋張開時(shí)，側(cè)進(jìn)水孔口處的外單向閥打開，當(dāng)導(dǎo)流管外壓力大于導(dǎo)流管內(nèi)壓力時(shí)，內(nèi)單向閥打開，波峰海水從側(cè)進(jìn)水孔進(jìn)入海浪導(dǎo)流管以增大海浪導(dǎo)流管內(nèi)的壓力流速。
[0016]所述海浪導(dǎo)流管和/或剛性管卡沿管壁圓周安裝活動(dòng)止逆板，即沿進(jìn)水方向在管壁垂直安裝，板根部為活動(dòng)鉸，板高為導(dǎo)流管半經(jīng)的二分之一至四分之一之間，止逆板沿順?biāo)较驈拇怪?0度向180度間活動(dòng)；當(dāng)進(jìn)水時(shí)止逆板從90度向接近180度間活動(dòng)，當(dāng)逆水流時(shí)止逆板從180度向90度間活動(dòng)，旨在管內(nèi)逆水時(shí)產(chǎn)生反向作用力。
[0017]所述剛性管卡上設(shè)置的撬桿鉸接銷位于剛性管卡的上方；當(dāng)剛性管卡處于波峰時(shí)，所述撬桿在浮重浮臺的重力作用下向下運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)剛性管卡的活動(dòng)肋張開，當(dāng)剛性管卡處于波谷時(shí)，所述撬桿在浮重浮臺的浮力作用下向上運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)剛性管卡的活動(dòng)肋收縮。
[0018]所述剛性管卡上設(shè)置的撬桿鉸接銷位于剛性管卡的下方；當(dāng)剛性管卡處于波谷時(shí)，所述撬桿在浮重浮臺的浮力作用下向上運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)剛性管卡的活動(dòng)肋張開，當(dāng)剛性管卡處于波峰時(shí)，所述撬桿在浮重浮臺的重力作用下向下運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)剛性管卡的活動(dòng)肋收縮。
[0019]所述剛性管卡兩側(cè)設(shè)置有漂浮浮桶，分別對稱的掛在剛性管卡的固定肋上。
[0020]所述柔性的海浪導(dǎo)流管采用彈性材料制作，并且編織有鋼絞線，所述剛性管卡采用金屬材料或工程塑料制作。
[0021]本發(fā)明的技術(shù)效果:
[0022]本發(fā)明提供的波浪能量綜合采集轉(zhuǎn)換發(fā)電裝置，采用柔性的海浪導(dǎo)流管以及間隔套裝在海浪導(dǎo)流管上的剛性管卡，并且在剛性管卡上設(shè)置水撬裝置，能夠?qū)θ嵝缘暮＠藢?dǎo)流管施以多種作用力，綜合利用波浪能的動(dòng)能和勢能，對導(dǎo)流管內(nèi)海水形成正向加速度，提高波浪發(fā)電的發(fā)電效率。
[0023]具體的，本發(fā)明的裝置:
[0024]I)采用柔性的海浪導(dǎo)流管，主要用于采集正向?qū)恿骱＠撕Ａ鳑_擊力，將管體采用錨纜固定，一端朝向海浪的方向，海浪沖擊進(jìn)入海浪導(dǎo)流管嗽叭口，并向管尾方向運(yùn)動(dòng)，海浪沖擊拍打擠揉管體，使管體受到海浪的振蕩力作用產(chǎn)生激蕩波流，加之隨海浪上下起伏引起振動(dòng)，管內(nèi)產(chǎn)生了正向壓力，管外產(chǎn)生了側(cè)向壓力，海浪的水平推力和振蕩力通過柔性管的漲縮力由管頭傳遞至管尾，通過渦輪機(jī)的機(jī)械傳動(dòng)，隨海浪反復(fù)運(yùn)動(dòng)使渦流發(fā)電機(jī)持續(xù)發(fā)電；柔性的導(dǎo)流管良好的彈性腔體，在波谷時(shí)直徑加大，在波峰時(shí)直徑變小，由于海浪的外力作用調(diào)節(jié)流量，使得發(fā)電轉(zhuǎn)換裝置趨于連續(xù)狀態(tài)。
[0025]2)柔性的海浪導(dǎo)流管上間隔套裝有剛性的管肋型管卡，管肋型管卡具有固定肋以及與固定肋相間隔的活動(dòng)肋，在剛性管卡上設(shè)置水撬裝置，主要用于采集側(cè)向紊流不規(guī)則海浪水團(tuán)的起伏作用力。本發(fā)明的剛性管卡的作用是，既是附掛漂浮浮桶的平臺，也是固定水撬裝置的平臺，水撬裝置利用杠桿原理，對柔性的海水收集管施加機(jī)械收縮及擴(kuò)張力，剛性管卡作為水撬裝置的撬桿的支點(diǎn)，水撬裝置的撬桿通過配重浮臺隨海浪的起伏一上一下，在導(dǎo)流管兩側(cè)采集浪峰浪谷變化時(shí)的能量，帶動(dòng)管肋型管卡的活動(dòng)肋一張一合，對海浪導(dǎo)流管產(chǎn)生擠壓收縮力，加大了海浪導(dǎo)流管的機(jī)械傳動(dòng)的能量；漂浮浮桶一方面用于托浮海浪導(dǎo)流管，另一方面在抗擊臺風(fēng)時(shí)也可以注水、注氣，置換為配重浮桶。
[0026]3)剛性管卡進(jìn)水首部設(shè)置單向閥門，對海浪進(jìn)行整流，當(dāng)浪峰水流沖擊剛性管卡時(shí)，閥門打開，浪峰海水在高水位進(jìn)入海浪導(dǎo)流管，當(dāng)海浪低谷水進(jìn)入剛性管卡時(shí)，閥門在低水位閉合，利用高低水位之間的水流差的重力作用，也增加了海浪導(dǎo)流管主流水的機(jī)械傳動(dòng)的能量；剛性管卡固定肋底部和側(cè)部還開有若干反流板式進(jìn)水孔，進(jìn)水孔口處設(shè)有單向閥，當(dāng)剛性管卡在海浪的作用下向上傾斜時(shí)，并且海浪導(dǎo)流管內(nèi)海水壓力小于外部海浪沖擊力時(shí)，反流板式閥門打開，對海浪導(dǎo)流管產(chǎn)生側(cè)向沖擊力，如此反復(fù)，也增加了海浪導(dǎo)流管的機(jī)械傳動(dòng)的能量。
[0027]4)海浪導(dǎo)流管還開有可控式側(cè)進(jìn)水孔，側(cè)進(jìn)水孔位于剛性管卡的活動(dòng)肋相對應(yīng)的位置，進(jìn)水孔口處內(nèi)外分別設(shè)置單向閥，外單向閥通過往返式連桿與剛性管卡的活動(dòng)肋連接；在海水浪涌式的外力作用下，利用撬桿上下運(yùn)動(dòng)，對柔性的海浪導(dǎo)流管產(chǎn)生夾壓和放舒，夾壓造成振蕩水射流沖擊水輪機(jī)，放舒帶動(dòng)活動(dòng)肋張開，當(dāng)水橇裝置帶動(dòng)活動(dòng)肋張開時(shí)，側(cè)進(jìn)水孔口處的外單向閥打開，當(dāng)導(dǎo)流管外壓力大于導(dǎo)流管內(nèi)壓力時(shí)，內(nèi)單向閥打開，浪涌水流從側(cè)向進(jìn)入海浪導(dǎo)流管，與管內(nèi)主流水匯集，促進(jìn)導(dǎo)流管內(nèi)海水加速運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)做功發(fā)電。
[0028]5)海浪導(dǎo)流管在迎浪端口設(shè)置喇叭狀導(dǎo)流罩與首部的剛性管卡連接，可以在浪頭更有效的匯集動(dòng)力水頭；尾部也設(shè)置喇叭狀導(dǎo)流罩，導(dǎo)流罩與尾部的剛性管卡連接，并且尾部的剛性管卡的管徑由大變小，使主流水加速?zèng)_擊渦輪機(jī)，尾部的喇叭狀導(dǎo)流罩在主流水壓力過后能更有效的加快排水，使海浪導(dǎo)流管更有效的收集轉(zhuǎn)換海浪海流的能量；海浪導(dǎo)流管的迎浪端口和尾部還設(shè)置導(dǎo)向翼板，正面迎接水頭，起到防止導(dǎo)流管轉(zhuǎn)向的作用。
[0029]6)海浪導(dǎo)流管和/或剛性管卡沿管壁圓周安裝活動(dòng)止逆板，即沿進(jìn)水方向在管壁垂直安裝，板根部為活動(dòng)鉸，板沿順?biāo)较驈拇怪?0度向180度間活動(dòng)；當(dāng)進(jìn)水時(shí)止逆板從90度向接近180度間活動(dòng)，當(dāng)逆水流時(shí)止逆板從180度向90度間活動(dòng)。這時(shí)垂直于管壁的止逆板起到止逆并反向折流，增強(qiáng)水流向管尾正向推力，防止管內(nèi)海水回流。
[0030]因此本發(fā)明的裝置能綜合利用海浪海流能，將波浪的軸向沖擊力、起伏垂直力、側(cè)向推進(jìn)博擊力、內(nèi)腔振蕩力以及外部水橇作用的收縮擴(kuò)張機(jī)械力這五種作用力共同作用于海浪導(dǎo)流管，使腔內(nèi)水頭壓力得以增強(qiáng)，提高發(fā)電功效，克服了國內(nèi)外長期以來海浪海流發(fā)電裝置單一單向采集單一能量，影響發(fā)電功效提高的缺陷。
[0031 ] 本發(fā)明的波浪能量綜合采集轉(zhuǎn)換發(fā)電裝置是一種新型高效的波浪能發(fā)電設(shè)備，以系留的方式漂浮布置于海面，布置地點(diǎn)靈活，建造成本低，成排設(shè)置或矩陣設(shè)置，使之并聯(lián)串聯(lián)，廣泛用于海洋能量發(fā)電，探索開發(fā)海上波浪能發(fā)電船、發(fā)電廠，造福人類。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0032]圖1是本發(fā)明裝置的組成結(jié)構(gòu)示意圖。
[0033]圖2是本發(fā)明裝置在海浪中的狀態(tài)示意圖。
[0034]圖3是本發(fā)明的尾部剛性管卡內(nèi)的發(fā)電轉(zhuǎn)換裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0035]圖4是本發(fā)明裝置的側(cè)視圖之一。
[0036]圖5是本發(fā)明裝置的側(cè)視圖之二。
[0037]圖6是本發(fā)明的管肋型的剛性管卡結(jié)構(gòu)示意圖。
[0038]圖7a是本發(fā)明的剛性管卡受水橇裝置作用的示意圖之一。
[0039]圖7b是本發(fā)明的剛性管卡受水橇裝置作用的示意圖之二。[0040]圖7c是本發(fā)明的剛性管卡受水橇裝置作用的示意圖之三。
[0041]圖7d是本發(fā)明的剛性管卡受水橇裝置作用的示意圖之四。
[0042]附圖標(biāo)記列示如下:1-海浪導(dǎo)流管，2-剛性管卡，3-撬桿，4-浮重浮臺，5-撬桿鉸接銷，6-活動(dòng)肋滑槽，7-固定肋，8-活動(dòng)肋，9-連接軸，10-導(dǎo)流罩，11-漂浮浮桶，12-單向閥門，13-反流板式進(jìn)水孔，14-可控式側(cè)進(jìn)水孔外單向閥，15-發(fā)電轉(zhuǎn)換裝置，16-渦扇，17-發(fā)電機(jī)組，18-固定軸，19-海浪區(qū)，20-錨纜，21-錨座，22-往返式連桿，23-止逆板環(huán)形支架,24-止逆板,25-導(dǎo)向翼板。
【具體實(shí)施方式】
[0043]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的實(shí)施例作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0044]如圖1、2所示，本發(fā)明裝置的組成結(jié)構(gòu)示意圖。波浪能量綜合采集轉(zhuǎn)換發(fā)電裝置，包括柔性的海浪導(dǎo)流管1、剛性的管肋型管卡2和能使剛性的管肋型管卡對柔性的海浪導(dǎo)流管產(chǎn)生擠壓收縮力的水撬裝置；剛性管卡2間隔套裝在海浪導(dǎo)流管I上，剛性管卡2兩側(cè)設(shè)置有漂浮浮桶11，分別對稱的掛在剛性管卡上，用于托浮漂浮式海浪導(dǎo)流管，使海浪導(dǎo)流管部分地(例如1/2以上的導(dǎo)流管)沉于海面以下；剛性管卡2還是水橇裝置的安裝平臺，每個(gè)剛性管卡2上至少設(shè)置一套水橇裝置，水橇裝置包括撬桿3和浮重浮臺4和設(shè)置在剛性管卡2上的撬桿鉸接銷5，撬桿3包括左撬桿、右撬桿，左撬桿和右撬桿通過撬桿鉸接銷5剛性連接，作為撬桿作用力支點(diǎn)；水撬裝置的浮重浮臺4具有配重塊和密封空氣的腔體，浮重浮臺4設(shè)置在橇桿3頂端，浮重浮臺4能夠在海浪的作用下上下運(yùn)動(dòng)，對撬桿3施以作用力；海浪導(dǎo)流管2在迎浪端口和尾部還設(shè)置喇叭狀導(dǎo)流罩10和導(dǎo)向翼板25 ;首部的剛性管卡與海浪導(dǎo)流管在迎浪端口的導(dǎo)流罩10連接，尾部的剛性管卡連接尾部的導(dǎo)流罩10，尾部的剛性管卡內(nèi)設(shè)置有發(fā)電轉(zhuǎn)換裝置15 ;其余位于中間部位的剛性管卡為標(biāo)準(zhǔn)剛性管卡。
[0045]如圖3所示，是本發(fā)明的尾部剛性管卡內(nèi)的發(fā)電轉(zhuǎn)換裝置結(jié)構(gòu)示意圖。尾部的剛性管卡的管徑由大變小，使主流水加速?zèng)_擊渦輪機(jī)，發(fā)電轉(zhuǎn)換裝置包括渦扇16，發(fā)電機(jī)組17和固定發(fā)電機(jī)組的固定軸18。尾部導(dǎo)流罩和尾部變徑的剛性管卡對海水起到收水增壓加速度作用。
[0046]圖4、圖5是本發(fā)明裝置的側(cè)視圖。本發(fā)明的柔性的海浪導(dǎo)流管采用彈性材料制作，并且編織有鋼絞線，柔性的海浪導(dǎo)流管I漂浮在海浪區(qū)19上，采用錨纜20和錨座21固定，一端朝向海浪的方向，海浪海流的推動(dòng)使海水進(jìn)入柔性的海浪導(dǎo)流管內(nèi)，海浪沖擊管體，使管體受到海浪的振蕩力作用，隨海浪上下起伏和外部側(cè)向海水拍擊引起振動(dòng)，就產(chǎn)生了壓力和側(cè)向應(yīng)力，海浪的水平推力、側(cè)向力和振蕩力通過柔性管的漲縮由管頭傳遞至管尾，通過設(shè)置在管尾的發(fā)電裝置15發(fā)電；套裝在海浪導(dǎo)流管I的剛性管卡2的迎浪端設(shè)置的單向閥門12，對海浪進(jìn)行整流，當(dāng)浪峰水流沖擊剛性管卡時(shí)，閥門12打開，浪峰海水在高水位進(jìn)入海浪導(dǎo)流管，當(dāng)海浪低谷水進(jìn)入剛性管卡時(shí)，閥門12在低水位閉合；剛性管卡固定肋底部和側(cè)部還開有若干反流板式進(jìn)水孔13，進(jìn)水孔口處設(shè)有單向閥，當(dāng)剛性管卡在海浪的作用下向上傾斜時(shí)，并且海浪導(dǎo)流管內(nèi)海水壓力小于外部海浪沖擊力時(shí)，反流板式閥門打開，對海浪導(dǎo)流管產(chǎn)生側(cè)向沖擊力。套裝在海浪導(dǎo)流管上的剛性管卡等距離設(shè)置，剛性管卡的長度一般為海浪波峰一半寬度的0.5至2倍，直徑為海浪浪高的I至2倍；所述海浪導(dǎo)流管的總長度至少包含常規(guī)2個(gè)海浪的浪峰寬度。水撬裝置的撬桿的長度為剛性管卡直徑的3?6倍。本實(shí)施例中，剛性管卡的長度為5?10米，直徑I?5米，海浪導(dǎo)流管的總長度根據(jù)海水水文情況而定，一般為25?100米；水撬裝置的撬桿的長度為5?15米。
[0047]如圖6所示，是本發(fā)明的標(biāo)準(zhǔn)剛性管卡結(jié)構(gòu)示意圖。剛性管卡2采用金屬材料或高性能工程塑料制作，剛性管卡2具有固定肋7以及與固定肋相間隔的活動(dòng)肋8，固定肋7具有合頁型的活動(dòng)鉸銷連接軸9，活動(dòng)肋8分為左活動(dòng)肋和右活動(dòng)肋，兩活動(dòng)肋的肋根連接到所述活動(dòng)鉸銷連接軸9上，使活動(dòng)肋8能夠張開或收縮，活動(dòng)肋8的尾部由具有沿管長方向的間距的肋梢組成，兩活動(dòng)肋的尾部在交叉時(shí)相鄰肋梢的間隙形成相互交叉的滑槽6，撬桿鉸接銷5設(shè)置在連接軸9上，中部的標(biāo)準(zhǔn)剛性管卡固定肋7底部和側(cè)部開有若干反流板式進(jìn)水孔13，進(jìn)水孔口處設(shè)有單向閥。剛性管卡兩側(cè)設(shè)置的漂浮浮桶11，分別對稱的掛在剛性管卡的固定肋上。
[0048]如圖7a、7b、7c、7d所示，是本發(fā)明的剛性管卡受水撬裝置作用的橫截面示意圖。圖中左撬桿與右活動(dòng)肋為固定連接或?yàn)橐惑w結(jié)構(gòu)，并通過撬桿鉸接銷5連接在剛性管卡的連接軸上，右撬桿與左活動(dòng)肋為固定連接或?yàn)橐惑w結(jié)構(gòu)，并通過撬桿鉸接銷5連接在剛性管卡的連接軸上；或者左撬桿與左活動(dòng)肋為固定連接或?yàn)橐惑w結(jié)構(gòu)，并通過撬桿鉸接銷5連接在剛性管卡的連接軸上，右撬桿與右活動(dòng)肋為固定連接或?yàn)橐惑w結(jié)構(gòu)，并通過撬桿鉸接銷5鉸接在剛性管卡的連接軸上。橇桿鉸接銷5作為撬桿作用力支點(diǎn)，在海浪的起伏作用下，撬桿3通過浮重浮臺4的上下運(yùn)動(dòng)，通過橇桿鉸接銷5帶動(dòng)活動(dòng)肋8的張開或收縮，活動(dòng)肋8的尾部在滑槽6上相互交叉的滑動(dòng)。圖7a、7b表示的是活動(dòng)肋峰開谷束方式，撬桿鉸接銷5位于剛性管卡的上方，如圖7a所示，當(dāng)剛性管卡2處于波峰時(shí)，撬桿3在浮重浮臺4的重力作用下向下運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)剛性管卡的活動(dòng)肋8張開；如圖7b所示，當(dāng)剛性管卡處于波谷時(shí)，撬桿在浮重浮臺的浮力作用下向上運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)剛性管卡的活動(dòng)肋8收縮；圖7c、7d表示的是活動(dòng)肋谷開峰束方式，撬桿鉸接銷5位于剛性管卡的下方，如圖7c所示，當(dāng)剛性管卡處于波谷時(shí)，撬桿在浮重浮臺的浮力作用下向上運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)剛性管卡的活動(dòng)肋張開；如圖7d所示，當(dāng)剛性管卡處于波峰時(shí)，撬桿在浮重浮臺的重力作用下向下運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)剛性管卡的活動(dòng)肋收縮。海浪的起伏和剛性管卡舒放收縮活動(dòng)，管卡兩側(cè)的撬桿受端部浮重浮臺的作用，隨波峰波谷上下運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生上下作用力，形成有節(jié)奏的收縮舒展，兩種外力造成管內(nèi)海水振蕩，對柔性的海浪導(dǎo)流管產(chǎn)生擠壓收縮力。另外，海浪導(dǎo)流管還具有可控式側(cè)進(jìn)水孔，可控式側(cè)進(jìn)水孔位于剛性管卡的活動(dòng)肋相對應(yīng)的位置，側(cè)進(jìn)水孔口處內(nèi)外分別設(shè)置單向閥，夕卜單向閥14通過往返式連桿22與剛性管卡的活動(dòng)肋8連接，如圖7a、7c所示，利用撬桿上下運(yùn)功，當(dāng)橇桿帶動(dòng)活動(dòng)肋張開時(shí)，在主流水壓力減小后，往返式連桿22在活動(dòng)肋8張開時(shí)，使側(cè)向外單向閥14開啟，當(dāng)導(dǎo)流管外壓力大于導(dǎo)流管內(nèi)壓力時(shí)，內(nèi)單向閥打開，波峰海水從側(cè)向進(jìn)入海浪導(dǎo)流管，增大海浪導(dǎo)流管內(nèi)的壓力流速，從側(cè)向加壓海水收集管，沖擊水輪機(jī)；圖7b、7d所示，是剛性管卡的活動(dòng)肋8收縮時(shí)，外側(cè)向單向閥14閉合的狀態(tài)。另外，海浪導(dǎo)流管和/或剛性管卡沿管壁圓周安裝活動(dòng)止逆板24，即沿進(jìn)水方向在管壁垂直安裝在止逆板環(huán)形支架23上，板根部為活動(dòng)鉸，板沿順?biāo)较驈拇怪?0度向180度間活動(dòng)；當(dāng)進(jìn)水時(shí)止逆板24從90度向接近180度間活動(dòng)，如圖7c，是止逆板24為180度的狀態(tài)；當(dāng)有逆水流時(shí)止逆板從180度向90度間活動(dòng)，如圖7a，是止逆板24為90度的狀態(tài)，這時(shí)垂直于管壁的止逆板起到止逆并反向折流，增強(qiáng)水流向管尾推力，防止管內(nèi)海水回流。
[0049]因此本發(fā)明的裝置能綜合利用海浪、海流，吸收洋流水平推力，將軸向力和垂直力、側(cè)向力、內(nèi)腔振蕩力以及外部水橇作用的收縮擴(kuò)張機(jī)械力共同作用，使腔內(nèi)水頭壓力大大增強(qiáng)，推動(dòng)水輪發(fā)電機(jī)。海浪導(dǎo)流管頭尾兩端設(shè)有錨纜固定，成排設(shè)置或矩陣設(shè)置，使之并聯(lián)串聯(lián)成海上發(fā)電廠。為抗擊臺風(fēng)，本實(shí)施例的漂浮浮桶也可以注水、注氣，置換為配重浮桶。應(yīng)當(dāng)指出，以上所述【具體實(shí)施方式】可以使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更全面地理解本發(fā)明，但不以任何方式限制本發(fā)明。因此，盡管本說明書和實(shí)施例對本發(fā)明已進(jìn)行了詳細(xì)的說明，但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，仍然可以對本發(fā)明進(jìn)行修改或者等同替換；而一切不脫離本發(fā)明的精神和范圍的技術(shù)方案及其改進(jìn)，其均涵蓋在本發(fā)明專利的保護(hù)范圍當(dāng)中。
【權(quán)利要求】
1.波浪能量綜合采集轉(zhuǎn)換發(fā)電裝置，其特征在于，包括柔性的漂浮式中空海浪導(dǎo)流管，所述海浪導(dǎo)流管的一端為迎浪端口，另一端即尾端設(shè)置發(fā)電轉(zhuǎn)換裝置，還包括沿所述海浪導(dǎo)流管的管長方向設(shè)置的一個(gè)或多個(gè)使海浪導(dǎo)流管內(nèi)流入的海流向所述尾端加速流動(dòng)的水流推進(jìn)裝置，所述水流推進(jìn)裝置和/或所述海浪導(dǎo)流管上還設(shè)置漂浮裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的波浪能量綜合采集轉(zhuǎn)換發(fā)電裝置，其特征在于，所述水流推進(jìn)裝置為加壓推進(jìn)裝置，所述加壓推進(jìn)裝置包括剛性的管肋型管卡和能使剛性的管肋型管卡對柔性的海浪導(dǎo)流管產(chǎn)生擠壓收縮力的水撬裝置；所述剛性管卡沿管長方向間隔套裝在海浪導(dǎo)流管上；所述剛性管卡具有固定肋以及與固定肋沿管長方向相間隔設(shè)置的活動(dòng)肋，所述固定肋具有合頁型的活動(dòng)鉸銷連接軸，所述活動(dòng)肋分為左活動(dòng)肋和右活動(dòng)肋，兩活動(dòng)肋的肋根連接到所述活動(dòng)鉸銷連接軸上，活動(dòng)肋的尾部由具有沿管長方向的間距的肋梢組成，兩活動(dòng)肋的尾部在交叉時(shí)相鄰肋梢的間隙形成相互交叉的滑槽；所述剛性管卡上至少設(shè)置一套水撬裝置，所述水撬裝置包括左撬桿、右撬桿、浮重浮臺和設(shè)置在連接軸上的撬桿鉸接銷，所述左撬桿和右撬桿通過撬桿鉸接銷與連接活動(dòng)肋的連接軸剛性連接，浮重浮臺設(shè)置在撬桿自由端頂端，所述撬桿在浮重浮臺隨海浪起伏的上下運(yùn)動(dòng)的作用下，帶動(dòng)活動(dòng)肋的張開或收縮，對柔性的海浪導(dǎo)流管產(chǎn)生擠壓收縮力；所述漂浮裝置為所述剛性管卡上設(shè)置的漂浮浮桶。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的波浪能量綜合采集轉(zhuǎn)換發(fā)電裝置，其特征在于，所述左撬桿與所述右活動(dòng)肋為固定連接或?yàn)橐惑w結(jié)構(gòu)，并通過撬桿鉸接銷連接在所述連接軸上，所述右撬桿與所述左活動(dòng)肋為固定連接或?yàn)橐惑w結(jié)構(gòu)，并通過撬桿鉸接銷連接在所述連接軸上。
4.根據(jù)權(quán)利要求 2所述的波浪能量綜合采集轉(zhuǎn)換發(fā)電裝置，其特征在于，所述左撬桿與所述左活動(dòng)肋為固定連接或?yàn)橐惑w結(jié)構(gòu)，并通過撬桿鉸接銷連接在所述連接軸上，所述右撬桿與所述右活動(dòng)肋為固定連接或?yàn)橐惑w結(jié)構(gòu)，并通過撬桿鉸接銷鉸接在所述連接軸上。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的波浪能量綜合采集轉(zhuǎn)換發(fā)電裝置，其特征在于，所述剛性管卡在海浪導(dǎo)流管上等距離設(shè)置，剛性管卡內(nèi)迎浪端設(shè)置有單向閥門。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的波浪能量綜合采集轉(zhuǎn)換發(fā)電裝置，其特征在于，所述海浪導(dǎo)流管在迎浪端口及尾部設(shè)置喇叭狀導(dǎo)流罩；首部的剛性管卡與海浪導(dǎo)流管在迎浪端口的導(dǎo)流罩連接，尾部的剛性管卡連接尾部導(dǎo)流罩，尾部的剛性管卡內(nèi)設(shè)置有發(fā)電轉(zhuǎn)換裝置；尾部的剛性管卡的管徑由大變小，使主流水加速?zèng)_擊水輪機(jī)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的波浪能量綜合采集轉(zhuǎn)換發(fā)電裝置，其特征在于，所述水撬裝置的浮重浮臺具有配重塊和密封空氣的腔體。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的波浪能量綜合采集轉(zhuǎn)換發(fā)電裝置，其特征在于，所述水流推進(jìn)裝置還包括沖擊力推進(jìn)裝置，所述沖擊力推進(jìn)裝置為所述剛性管卡的固定肋底部和側(cè)部以及對應(yīng)貼合的海浪導(dǎo)流管上具有的若干反流板式進(jìn)水孔，進(jìn)水孔口處設(shè)有單向壓力閥，當(dāng)剛性管卡在海浪的作用下朝向迎浪端口的一端向上傾斜時(shí)，并且海浪導(dǎo)流管內(nèi)海水壓力小于外部海浪沖擊力時(shí)，反流板式閥門打開，對海浪導(dǎo)流管產(chǎn)生側(cè)向沖擊力。
9.根據(jù)權(quán)利要求2或8所述的波浪能量綜合采集轉(zhuǎn)換發(fā)電裝置，其特征在于，所述沖擊力推進(jìn)裝置還包括所述海浪導(dǎo)流管側(cè)向具有的可控式側(cè)進(jìn)水孔，所述可控式側(cè)進(jìn)水孔位于剛性管卡的活動(dòng)肋相對應(yīng)的位置，進(jìn)水孔口處內(nèi)外分別設(shè)置單向閥，所述外單向閥通過往返式連桿與剛性管卡的活動(dòng)肋連接；當(dāng)水橇裝置帶動(dòng)活動(dòng)肋張開時(shí)，側(cè)進(jìn)水孔口處的外單向閥打開，當(dāng)導(dǎo)流管外壓力大于導(dǎo)流管內(nèi)壓力時(shí)，內(nèi)單向閥打開，波峰海水從側(cè)進(jìn)水孔進(jìn)入海浪導(dǎo)流管以增大海浪導(dǎo)流管內(nèi)的壓力流速。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的波浪能量綜合采集轉(zhuǎn)換發(fā)電裝置，其特征在于，所述海浪導(dǎo)流管和/或剛性管卡沿管壁圓周安裝活動(dòng)止逆板，即沿進(jìn)水方向在管壁垂直安裝，板根部為活動(dòng)鉸，板高為導(dǎo)流管半經(jīng)的二分之一至四分之一之間，止逆板沿順?biāo)较驈拇怪?0度向180度間活動(dòng)； 當(dāng)進(jìn)水時(shí)止逆板從90度向接近180度間活動(dòng)，當(dāng)逆水流時(shí)止逆板從180度向90度間活動(dòng)，旨在管內(nèi)逆水時(shí)產(chǎn)生反向作用力。
【文檔編號】F03B13/22GK103994018SQ201410258464
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2014年6月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月11日
【發(fā)明者】董萬章, 王桂林 申請人:董萬章, 王桂林