一種利用水輪機的雙浮體式波浪能發電裝置制造方法
【專利摘要】本發明屬于新型可再生能源技術和海洋裝備領域，特別涉及一種利用水輪機的雙浮體式波浪能發電裝置。它包括浮子、活塞、連桿、渦輪發電機、液壓艙和錨鏈。其特征是：浮子通過連桿和活塞連接；活塞放置于液壓艙中部；液壓艙通過出水單向閥聯通主水流通道，主水流通道中安裝有渦輪發電機；浮子隨著海面水位的變化而上下運動，帶動液壓艙中的活塞運動，進而使得液壓艙中的液體發生流動，驅動渦輪發電機發出電力。本發明設計能利用海面水位隨波浪傳遞產生的變化，高效地將波浪能轉化為電能，適用于深水區域，為海上航標燈、觀測站等離岸設施提供電力，同時具有較高的可靠性，易于安裝和移動。
【專利說明】一種利用水輪機的雙浮體式波浪能發電裝置
【技術領域】
[0001]本發明屬于新型可再生能源技術和海洋裝備領域，特別是一種利用水輪機的雙浮體式波浪能發電裝置。
【背景技術】
[0002]隨著世界經濟的發展、人口的增加、社會生活水平的不斷提高，各國對能源的需求迅速增長。近年，受化石能源日趨枯竭、能源供應安全和保護環境等的驅動，作為主要可再生能源之一的海洋能事業取得很大發展，海洋能應用技術日趨成熟，為人類在21世紀充分利用海洋能展示了美好前景。目前，世界上主要的波浪能裝置可根據其發電基本原理劃分為三類:振蕩水柱式、振蕩浮子式和越波式。其中,振蕩水柱式由于其原理簡單,實施便利，得到了廣泛的研究和應用。
[0003]振蕩水柱式波浪能轉換裝置，以氣室里的空氣作為媒介傳遞波浪能，從而避免了較脆弱的機電部分直接與波浪接觸，降低了波浪的破壞性，使裝置的可靠性大大增加，這對于工作在波能密度高的區域的波能裝置來說是非常重要的，因此，歐洲許多國家都優先發展這種裝置。但這種裝置目前也存在著明顯的缺點，主要表現在以下兩個方面:①建造費用昂貴、施工困難；②裝置總轉換效率低下。這兩大缺點，大大限制了裝置的發展，很難在市場上形成競爭力。
【發明內容】
[0004]本發明所要解決的技術問題是:克服上述現有波浪能技術的造價較高、施工困難和能量轉換效率低等不足，提供一種利用水輪機的雙浮體式波浪能發電裝置，它能利用海面水位隨波浪傳遞產生的變化，高效地將波浪能轉化為液壓能，進而轉化為電能，為海上航標燈、觀測站等離岸設施提供電力，同時具有較高的可靠性，易于制造、安裝和移動。
[0005]本發明解決其技術問題所采用的技術方案是:
[0006]一種利用水輪機的雙浮體式波浪能發電裝置，包括浮子、活塞、連桿、渦輪發電機、液壓艙和錨鏈。其特征是:浮子通過連桿和活塞連接；活塞放置于液壓艙中部；液壓艙通過出水單向閥聯通主水流通道，主水流通道中安裝有渦輪發電機；浮子隨著海面水位的變化而上下運動，帶動液壓艙中的活塞運動，進而使得液壓艙中的液體發生流動，驅動渦輪發電機發出電力。
[0007]所述的一種利用水輪機的雙浮體式波浪能發電裝置，其特征是:連桿與浮子是鉸接連接，與活塞是剛性連接。
[0008]所述的一種利用水輪機的雙浮體式波浪能發電裝置，其特征是:活塞所處通道上下兩側都安裝有制動擋板。
[0009]所述的一種利用水輪機的雙浮體式波浪能發電裝置，其特征是:液壓艙內安裝有兩組進水、出水單向閥。
[0010]所述的一種利用水輪機的雙浮體式波浪能發電裝置，其特征是:多個浮子和液壓艙采用同一個主水流通道。
[0011]利用水輪機的雙浮體式波浪能發電裝置，其浮子高程在水面附近，發電裝置的大部分主體都在水面以下。裝置的主體部分可以采用在岸上預制，利用駁船拖動到指定位置，沉入水中進行安裝。裝置主要利用波浪引起的水面高程的變化，與來波方向無關，是一種點吸收式波浪能裝置。當風浪條件較為惡劣時，可以方便地將浮子拆掉并運輸離開，保障裝置的安全性。進一步地，在液壓艙中活塞所處通道上下都設置有制動擋板，以防止波浪過大時，活塞運動幅度過大對液壓裝置造成損壞。
[0012]當波浪傳遞到波浪能裝置時，前后浮子會隨著水面高程的變化而上下運動，進而帶動液壓連桿和活塞作往復運動。當浮子位于波峰位置時，其在波浪的作用下向上運動，帶動與其相連的活塞同時向上運動，下部進水單向閥打開并進水，同時上部出水單向閥打開出水，水體流入到主水流通道并驅動水輪機工作發電。當浮子位于波谷位置時，其在波浪的作用下向下運動，帶動與其相連的活塞同時向下運動，上部進水單向閥打開并進水，同時下部出水單向閥打開出水，水體流入到主水流通道并驅動水輪機工作發電。由于波浪能發電裝置可以采用多個浮子，這些浮子之間相互獨立，進水系統也互不影響，有利于整體波浪能裝置電能輸出的穩定性。
[0013]本發明的有益效果是:
[0014]本發明適用于波浪能資源較為豐富的深遠海區域，采用多浮子的設計，能夠適應各個方向的來波；其發電原理采用了活塞推動液體流動進而驅動渦輪機發電的方式，形式簡單，效率穩定；渦輪發電機裝置安裝于整體波浪能裝置的內部，安全性高；波浪能轉換裝置設計形式簡單，適應性較好，便于制造、安裝和轉移。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1是本發明的整體結構示意圖。
[0016]圖2是波峰經過浮子時的工作狀態示意圖。
[0017]圖3是波谷經過浮子時的工作狀態示意圖。
[0018]圖中，1-浮子，2-鉸接，3-連桿，4-主水流通道，5-渦輪發電機，6_錨鏈，7_活塞，8-上部進水單向閥，9-下部進水單向閥，10-上部出水單向閥，11-下部出水單向閥，12-制動擋片，13-液壓艙。
【具體實施方式】
[0019]下面結合附圖和實施例對本發明進行詳細說明。
[0020]實施例1:
[0021]如圖1所示，浮子I通過連桿3和活塞7連接；活塞7放置于液壓艙13中部；液壓艙13通過出水單向閥10和11聯通主水流通道4，主水流通道4中安裝有渦輪發電機5 ；連桿3與浮子I是鉸接2連接，與活塞7是剛性連接；浮子I隨著海面水位的變化而上下運動，帶動液壓艙13中的活塞7運動，進而使得液壓艙13中的液體發生流動，驅動渦輪發電機5發出電力；活塞7所處通道上下兩側都安裝有制動擋板12 ;液壓艙13內安裝有兩組進水8和9、出水10和11單向閥。
[0022]如圖2所示，波峰經過浮子時，進水和出水單向閥工作狀態發生變化。
[0023]如圖3所示，波谷經過浮子時，進水和出水單向閥工作狀態發生變化。
[0024]本實施例的工作原理:
[0025]實際使用時，浮子I處于漂浮狀態，其上部表面位于水平面附近。當波浪傳遞到波浪能裝置時，浮子I會隨著水面高程的變化而上下運動，進而帶動液壓艙13中的連桿3和活塞7作往復運動。當浮子I位于波峰位置時，其在波浪的作用下向上運動，帶動與其相連的活塞7同時向上運動，下部進水單向閥9打開并進水，同時上部出水單向閥10打開出水，水體流入到主水流通道4并驅動水輪機5工作發電。當浮子I位于波谷位置時，其在波浪的作用下向下運動，帶動與其相連的活塞7同時向下運動，上部進水單向閥8打開并進水，同時下部出水單向閥11打開出水，水體流入到主水流通道4并驅動水輪機5工作發電。由于波浪能發電裝置可以采用多個浮子1，這些浮子I之間相互獨立，進水系統也互不影響，有利于整體波浪能裝置電能輸出的穩定性。同時，在波浪能較大時，制動擋板12以及拆卸浮子I的操作都能夠對整體的波浪能裝置起到一定的保護作用。
[0026]盡管上面對本發明的優選實施例進行了描述，但是本發明并不局限于上述的【具體實施方式】，上述的【具體實施方式】僅僅是示意性的，并不是限制性的。
【權利要求】
1.一種利用水輪機的雙浮體式波浪能發電裝置，包括浮子、活塞、連桿、 渦輪發電機、液壓艙和錨鏈，其特征是:浮子通過連桿和活塞連接；活塞放置于液壓艙中部；液壓艙通過出水單向閥聯通主水流通道，主水流通道中安裝有渦輪發電機；浮子隨著海面水位的變化而上下運動，帶動液壓艙中的活塞運動，進而使得液壓艙中的液體發生流動，驅動渦輪發電機發出電力。
2.根據權利要求1所述的利用水輪機的雙浮體式波浪能發電裝置，其特征在于:連桿與浮子是鉸接連接，與活塞是剛性連接。
3.根據權利要求1所述的利用水輪機的雙浮體式波浪能發電裝置，其特征在于:活塞所處通道上下兩側都安裝有制動擋板。
4.根據權利要求1所述的利用水輪機的雙浮體式波浪能發電裝置，其特征在于:液壓艙內安裝有兩組進水、出水單向閥。
5.根據權利要求1所述的利用水輪機的雙浮體式波浪能發電裝置，其特征在于:多個浮子和液壓艙采用同一個主水流通道。
【文檔編號】F03B13/22GK104314741SQ201410527398
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年10月9日 優先權日:2014年10月9日
【發明者】彭偉, 劉志遠 申請人:長沙理工大學