專(zhuān)利名稱(chēng)：基于往復(fù)泵利用的波面筏式波浪能發(fā)電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于波浪能發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域的一種發(fā)電裝置。
背景技術(shù)：
能源已經(jīng)成為制約一個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重要因素，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的繼續(xù)深化改革和能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整，海洋可再生能源的開(kāi)發(fā)與利用已成為一個(gè)重要的研究和發(fā)展方向。海洋面積約占全球面積的70%，其中儲(chǔ)存著巨大的能量，國(guó)際能源組織(IEA) 1994公布的報(bào)告預(yù)測(cè)波浪能如果被充分開(kāi)發(fā)，最終可提供目前全球電力需要的10%左右。而目前大多機(jī)械式的波浪能發(fā)電裝置，由于波浪的任意性，往往存在發(fā)電不穩(wěn)定的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
為實(shí)現(xiàn)利用波浪能更加穩(wěn)定發(fā)電的目的，本發(fā)明采用以海水為能量媒介的方式進(jìn)行發(fā)電，通過(guò)儲(chǔ)存并控制獲得勢(shì)能的海水，來(lái)達(dá)到更加穩(wěn)定地發(fā)電的目的。本發(fā)明技術(shù)方案包括能量收集系統(tǒng)，能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)，能量轉(zhuǎn)化系統(tǒng)和工作平臺(tái)。能量收集系統(tǒng)包括波面筏、往復(fù)泵和活塞；能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)為一儲(chǔ)水箱及其附屬構(gòu)件；能量轉(zhuǎn)化系統(tǒng)包括葉輪、發(fā)電機(jī)和導(dǎo)流罩；工作平臺(tái)分為兩種模式岸式與離岸式。本發(fā)明的運(yùn)作通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)首先，由能量收集系統(tǒng)將海水提取到高位儲(chǔ)水箱，其實(shí)現(xiàn)過(guò)程為將往復(fù)泵和連接活塞的活塞桿分別鉸接于相鄰的兩片波面筏上，構(gòu)成擁有四桿機(jī)構(gòu)特點(diǎn)的復(fù)合裝置，利用波面筏的運(yùn)動(dòng)機(jī)理實(shí)現(xiàn)活塞在泵缸中的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，通過(guò)抽水管將海水泵到高位儲(chǔ)水箱，完成將波浪能轉(zhuǎn)化為海水勢(shì)能的過(guò)程，該過(guò)程中可設(shè)置多個(gè)復(fù)合裝置進(jìn)行集水，提高功率；隨后，海水儲(chǔ)存在儲(chǔ)水箱中，再由流量調(diào)節(jié)閥門(mén)控制，可使海水按一定流速自?xún)?chǔ)水箱流出，進(jìn)入能量轉(zhuǎn)化系統(tǒng)，經(jīng)由導(dǎo)流罩下落沖擊葉輪，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)主軸轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)波浪能向電能的轉(zhuǎn)化。本發(fā)明提供兩種工作平臺(tái)模式其中岸式工作平臺(tái)有利于電能的儲(chǔ)存和傳輸，該模式下添設(shè)墩座和限位器等，將其中固定往復(fù)泵的波面筏改成固定的升降基座放置在墩座上，用限位器控制另一波面筏的可動(dòng)范圍，以免造成泵體損壞；離岸式工作平臺(tái)更適合規(guī)?；a(chǎn)，擁有更高的工作效率，該模式下添設(shè)海洋工作平臺(tái)，能量收集系統(tǒng)通過(guò)鎖鏈等系泊于海洋工作平臺(tái)附近，其它系統(tǒng)固定在工作平臺(tái)上。本發(fā)明的有益效果為I、將波面筏與往復(fù)泵結(jié)合，將海水提高到高位，使海水獲得勢(shì)能。2、與以往機(jī)械式波浪能發(fā)電裝置不同，以海水為能量媒介，便于儲(chǔ)存。3、可以通過(guò)控制高位海水流向低位時(shí)沖擊葉輪的流量，從而極大改善了發(fā)電的穩(wěn)定性。4、與以往液壓式波能發(fā)電裝置不同，其沖擊葉輪工作的液體取自海水，而非自循環(huán)系統(tǒng)，從而也避免了自循環(huán)系統(tǒng)需要自備大量液體的缺陷，更適合規(guī)模化生產(chǎn)。


圖I能量收集系統(tǒng)示意2波面筏鉸接處處于波峰狀態(tài)側(cè)面3波面筏鉸接處處于波谷狀態(tài)側(cè)面4往復(fù)泵剖面5能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)示意6能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)示意圖 圖7基于往復(fù)泵利用的波面筏式波能發(fā)電裝置總示意8岸式布置示意9離岸式布置示意圖本發(fā)明系一種新型波浪能發(fā)電裝置，其組成包括1.波面筏，2.軸支撐，3.波面筏鉸接軸，4.活塞桿，5.活塞桿軸，6.往復(fù)泵，7.往復(fù)泵進(jìn)水管，8.往復(fù)泵出水管，9.液封裝置，10.活塞，11.入水單向閥，12.出水單向閥，13.儲(chǔ)水箱進(jìn)水口，14.流量調(diào)節(jié)閥門(mén)，15.儲(chǔ)水箱，16.儲(chǔ)水箱蓋，17.儲(chǔ)水箱出水口，18.葉輪，19.發(fā)電機(jī)主軸，20.發(fā)電機(jī)，21.導(dǎo)流罩(剖視)，22.升降基座(帶水孔)，23.墩座，24.穩(wěn)流壁，25.限位器，26.海洋工作平臺(tái)。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖舉例對(duì)本發(fā)明做更詳細(xì)地描述圖I為能量收集系統(tǒng)示意圖，其中連接活塞10的活塞桿4通過(guò)活塞桿軸5與一波面筏I上的軸支撐2鉸接，往復(fù)泵6與另一波面筏I上的軸支撐2鉸接，兩波面筏I通過(guò)波面筏鉸接軸3鉸接，活塞桿4可帶動(dòng)活塞10在往復(fù)泵6中泵缸內(nèi)自由的進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)。其中往復(fù)泵6上的活塞桿孔處設(shè)有液封裝置9，泵體上下分別連接有往復(fù)泵出水管8和往復(fù)泵進(jìn)水管7。圖2為波面筏鉸接處處于波峰狀態(tài)側(cè)面圖，如圖所示，活塞桿抽出泵體，導(dǎo)致活塞向泵缸左端移動(dòng)。圖3為波面筏鉸接處處于波谷狀態(tài)側(cè)面圖，如圖所示，活塞桿插入泵體，導(dǎo)致活塞向泵缸右端移動(dòng)。圖4為往復(fù)泵剖面圖，由圖2和圖3可知波浪的起伏可實(shí)現(xiàn)活塞在泵體內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)。圖4所示的剖視圖中分為A、B、C、D四個(gè)區(qū)域，當(dāng)活塞10由B移向D時(shí)，D內(nèi)水受壓，由出水單向閥12流入A，A連通往復(fù)泵出水管8，B空間體積變大，造成負(fù)壓，C內(nèi)水由入水單向閥11流入B，C連通往復(fù)泵進(jìn)水管7 ;當(dāng)活塞10由D移向B時(shí)過(guò)程則相反。如此，結(jié)合圖
2、圖3、圖4可以看出能量收集系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)利用波浪能，將海水提到高位水箱的目的。圖5為能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)示意圖，海水通過(guò)儲(chǔ)水箱進(jìn)水口 13進(jìn)入儲(chǔ)水箱15，儲(chǔ)水箱15上設(shè)有多個(gè)儲(chǔ)水箱進(jìn)水口 13，每個(gè)進(jìn)水口分別與一個(gè)往復(fù)泵出水管8相連，多個(gè)能量收集裝置為儲(chǔ)水箱15集水，便于能量的儲(chǔ)存和統(tǒng)一處理。儲(chǔ)水箱出水口 17處設(shè)有流量調(diào)節(jié)閥門(mén)14，控制流出海水的流量。另儲(chǔ)水箱15箱體上還設(shè)有儲(chǔ)水箱蓋16，便于故障修理和儲(chǔ)水箱的清潔工作。圖6為能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)示意圖，自能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)中流出的海水經(jīng)導(dǎo)流罩21流下沖擊葉輪18，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)主軸19轉(zhuǎn)動(dòng)，使發(fā)電機(jī)20運(yùn)作發(fā)電，從而實(shí)現(xiàn)將波浪能轉(zhuǎn)化為電能的目的。圖7為基于往復(fù)泵利用的波面筏式波能發(fā)電裝置總示意圖。圖8為岸式布置示意圖，其中與往復(fù)泵相交接的波面筏改成帶水孔的基座22，該基座可調(diào)節(jié)高度，其位于墩座23之上，墩座23將裝置固定在海岸上。與活塞桿相交接的波面筏作為響應(yīng)波浪的吸收裝置伸出，由上下兩個(gè)限位器25限定其可動(dòng)角度范圍，避免活塞與泵缸發(fā)生碰撞造成損壞。另墩座前還設(shè)有穩(wěn)流壁24，消弱波浪對(duì)裝置其余部分的沖擊。圖9為離岸式布置示意圖，海洋平臺(tái)26承載儲(chǔ)水箱15和發(fā)電機(jī)20等，海水可從平臺(tái)間流過(guò)，波面筏系泊于平臺(tái)附近。本發(fā)明工作過(guò)程如下首先，由能量收集系統(tǒng)將海水提取到高位儲(chǔ)水箱，其實(shí)現(xiàn)過(guò) 程為將往復(fù)泵和連接活塞的活塞桿分別鉸接于相鄰的兩片波面筏上，構(gòu)成擁有四桿機(jī)構(gòu)特點(diǎn)的復(fù)合裝置，利用波面筏的運(yùn)動(dòng)機(jī)理實(shí)現(xiàn)活塞在泵缸中的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，通過(guò)抽水管將海水泵到高位儲(chǔ)水箱，完成將波浪能轉(zhuǎn)化為海水勢(shì)能的過(guò)程，該過(guò)程中可設(shè)置多個(gè)復(fù)合裝置進(jìn)行集水，提高功率；隨后，海水儲(chǔ)存在儲(chǔ)水箱中，再由流量調(diào)節(jié)閥門(mén)控制，可使海水按一定流速自?xún)?chǔ)水箱流出，進(jìn)入能量轉(zhuǎn)化系統(tǒng)，經(jīng)由導(dǎo)流罩下落沖擊葉輪，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)主軸轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)波浪能向電能的轉(zhuǎn)化。
權(quán)利要求
1.一種基于往復(fù)泵利用的波面筏式波浪能發(fā)電裝置，包括有相互鉸接的波面筏，軸支撐，往復(fù)泵，活塞桿，活塞，集水管，儲(chǔ)水箱，導(dǎo)流罩，葉輪，發(fā)電機(jī)，限位器，穩(wěn)流板，墩座，海洋平臺(tái)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種基于往復(fù)泵利用的波面筏式波浪能發(fā)電裝置，其特征是往復(fù)泵鉸接于一波面筏上的軸支撐上，活塞桿鉸接于一相鄰的波面筏的軸支撐上，活塞桿連接泵中的活塞，構(gòu)成具有四桿機(jī)構(gòu)特點(diǎn)的復(fù)合裝置，即能量收集裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種基于往復(fù)泵利用的波面筏式波浪能發(fā)電裝置，其特征是一個(gè)儲(chǔ)水箱通過(guò)集水管連接多個(gè)基于往復(fù)泵利用的能量收集復(fù)合裝置收集并儲(chǔ)存海水。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種基于往復(fù)泵利用的波面筏式波浪能發(fā)電裝置，其特征是儲(chǔ)水箱上設(shè)有流量調(diào)節(jié)閥門(mén)，控制流出海水的流量，使其持續(xù)均勻的沖擊葉輪，從而使發(fā)電保持穩(wěn)定，減輕穩(wěn)壓裝置負(fù)擔(dān)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種基于往復(fù)泵利用的波面筏式波浪能發(fā)電裝置，其特征是海水自?xún)?chǔ)水箱的流量調(diào)節(jié)閥門(mén)流出后，經(jīng)由導(dǎo)流罩下落沖擊葉輪，葉輪連接發(fā)電機(jī)主軸，帶動(dòng)電機(jī)發(fā)電，海水流出整個(gè)系統(tǒng)，回到海中。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種基于往復(fù)泵利用的波面筏式波浪能發(fā)電裝置，其特征是岸式工作模式下，為裝置添設(shè)穩(wěn)流板，減少?zèng)_擊；一波面筏固定在墩座上，另ー波面筏作為波浪的相應(yīng)浮體；整個(gè)裝置以墩座為依托。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種基于往復(fù)泵利用的波面筏式波浪能發(fā)電裝置，其特征是在海洋平臺(tái)工作模式下，以海洋平臺(tái)為依托，波面筏系泊于海洋工作平臺(tái)附近，其余系統(tǒng)均搭載其上。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的ー種基于往復(fù)泵利用的波面筏式波浪能發(fā)電裝置，其特征是為能量收集裝置添加限位器，限位器可設(shè)置在相鄰波面筏鉸接處，防止往復(fù)泵損壞。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的ー種基于往復(fù)泵利用的波面筏式波浪能發(fā)電裝置，其特征是往復(fù)泵上連接集水管，分為往復(fù)泵進(jìn)水管和往復(fù)泵出水管，進(jìn)水管連通海水和往復(fù)泵，出水管連通儲(chǔ)水箱和往復(fù)泵。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的ー種基于往復(fù)泵利用的波面筏式波浪能發(fā)電裝置，其特征是一根發(fā)電機(jī)主軸上可連接多個(gè)葉輪，每個(gè)葉輪對(duì)應(yīng)一個(gè)儲(chǔ)水箱為其提供動(dòng)力。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種利用波浪能進(jìn)行發(fā)電的裝置——基于往復(fù)泵利用的波面筏式波能發(fā)電裝置。本發(fā)明包括能量收集系統(tǒng)，能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)，能量轉(zhuǎn)化系統(tǒng)和工作平臺(tái)四部分。其中能量收集系統(tǒng)為波面筏與往復(fù)泵相結(jié)合，通過(guò)利用波浪能將海水提到高位，使其獲得一定的勢(shì)能；將海水作為能量的媒介儲(chǔ)存在能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)中，另當(dāng)工作時(shí)可通過(guò)能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)控制高位海水流向低位沖擊葉輪的流量，從而實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)化系統(tǒng)更加穩(wěn)定的發(fā)電。本發(fā)明還提供了兩種工作平臺(tái)一種為岸式模式，另外一種為離岸式模式。
文檔編號(hào)F03B13/18GK102678433SQ201110054499
公開(kāi)日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2011年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月8日
發(fā)明者史冬巖, 段文洋, 王宇, 田川, 趙小林, 金善勤, 馬勇 申請(qǐng)人:段文洋, 王宇