分層越浪式蓄能機(jī)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種分層越浪式蓄能機(jī)構(gòu)。其包括上下兩層半圓臺型中空蓄水池，分別為上蓄水池和下蓄水池；上蓄水池頂部設(shè)有入水口A，上、下蓄水池之間設(shè)有半環(huán)形空隙，為下蓄水池的入水口B，下蓄水池的底部設(shè)有出水口B；上、下蓄水池之間設(shè)有貫穿上蓄水池底部并上下移動的管道，管道兩端分別固接蓋板A和用于閉合出水口B的蓋板B，蓋板A上設(shè)有與管道連通的出水口A，出水口A上設(shè)有蓋板C。本實(shí)用新型提供的分層越浪式蓄能機(jī)構(gòu)對應(yīng)不同設(shè)計水位與入射波況，保證了波能裝置對潮位變換的自主適應(yīng)，提高了裝置的能量轉(zhuǎn)換總量。
【專利說明】分層越浪式蓄能機(jī)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及波浪能發(fā)電【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種能自主適應(yīng)潮差的變化、提高發(fā)電效率的分層越浪式蓄能機(jī)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前大功率靠岸式波能電站仍以振蕩水柱式為主，振蕩水柱波能發(fā)電裝置的水下活動部件少，裝置可靠性高，但其能量轉(zhuǎn)換效率過低，只能達(dá)到10%?15%，因此岸式裝置的輸出功率難以達(dá)到較高水平。而且岸式裝置由于固定位置的限制，與深水區(qū)相比其波能利用率較低，同時還會受到岸線地形、潮差及海岸保護(hù)等多方面因素的制約。
[0003]以往研發(fā)的越浪型波能發(fā)電裝置，對潮位變化適應(yīng)性很差，這將嚴(yán)重影響對水位變化極為敏感的工作水頭，導(dǎo)致裝置有效工作時間短，整體工作效率與時均發(fā)電出力水平都處于比較低的水平。大多越浪型波能裝置的發(fā)電水頭保持主要依靠入射波越浪量超過裝置額定出流量，該類蓄水方式對入射波條件要求較高。由于入射波的隨機(jī)性與不規(guī)則性，導(dǎo)致上述水頭保持模式僅在大浪條件下工作性能較好，因此在歐洲波浪能流密度較高的區(qū)域應(yīng)用較多，但在我國波浪能周期短、波高小的情況下整體利用率較低。
[0004]申請?zhí)?01010575362.5發(fā)明專利公開了一種越浪式波浪發(fā)電裝置，其采用單層結(jié)構(gòu)設(shè)計，對潮位變化適應(yīng)性很差，對入射波條件要求較高，發(fā)電效率較低。而且其屬于漂浮式波浪發(fā)電裝置，一般安置于深水區(qū)，生存環(huán)境極端惡劣，極易發(fā)生破壞，環(huán)境適應(yīng)性較低，安裝布放與回收均較困難。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提出了一種對潮位變化適應(yīng)性強(qiáng)，波能轉(zhuǎn)換率高的分層越浪式蓄能機(jī)構(gòu)。
[0006]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:一種分層越浪式蓄能機(jī)構(gòu)，為分層式結(jié)構(gòu)，包括上下兩層半圓臺型中空蓄水池，分別為上蓄水池和下蓄水池；上蓄水池頂部設(shè)有入水口 A，上、下蓄水池之間設(shè)有半環(huán)形空隙，為下蓄水池的入水口 B，下蓄水池的底部設(shè)有出水口 B ;上、下蓄水池之間設(shè)有貫穿上蓄水池底部并上下移動的管道，管道兩端分別固接蓋板A和用于閉合出水口 B的蓋板B，蓋板A上設(shè)有與管道連通的出水口 A，出水口 A上設(shè)有蓋板C。
[0007]所述蓄能機(jī)構(gòu)的上、下蓄水池外側(cè)面坡道上設(shè)有由導(dǎo)浪板均勻分割成的多個楔形坡道。
[0008]所述楔形坡道坡度為2: 3，適于波浪爬升與攀越。
[0009]所述導(dǎo)浪板為不規(guī)則四邊形，優(yōu)選不規(guī)則梯形。
[0010]所述上、下蓄水池內(nèi)分別設(shè)有內(nèi)驗(yàn)潮井，所述波能發(fā)電裝置外側(cè)設(shè)有外驗(yàn)潮井，內(nèi)、外驗(yàn)潮井內(nèi)均設(shè)有水位感應(yīng)器。
[0011]所述蓄能機(jī)構(gòu)，因其外側(cè)為斜坡設(shè)計，可與防波堤及護(hù)岸工程相結(jié)合?？梢栽O(shè)置于防坡堤的堤頭燈塔處，一方面可以變防波堤的被動消能為越浪型裝置的主動吸能，對防波堤而言可減輕海工建筑的波浪荷載，增加可靠性。此外，波能裝置可直接為堤頭處燈塔提供電力支持，實(shí)現(xiàn)真正的全天候綠色供電。
[0012]所述導(dǎo)浪板不但可以防止波浪爬升過程中往兩側(cè)滑落，以盡可能多的捕獲波浪能，而且有利于波浪爬升過程中增加波高。研究發(fā)現(xiàn):未設(shè)置導(dǎo)流葉片的裝置基本只有正向有波浪越入蓄水池中，波浪沿坡道爬高后往兩側(cè)滑落的現(xiàn)象較嚴(yán)重，且每次越入蓄水池中的水體并不多，灌滿整個蓄水池需要較長的時間，波浪在爬升過程中易破碎，能量的損耗較大。采用導(dǎo)浪板可有效提高正向波浪的越浪量(增加20?30%)，降低側(cè)面坡道回流并減輕后部波能集中現(xiàn)象。
[0013]所述管道連通上、下蓄水池，當(dāng)蓋板A、蓋板B和蓋板C全部關(guān)閉時，上、下蓄水池全部進(jìn)入蓄水狀態(tài)。當(dāng)上層蓄水池需要放水發(fā)電時，蓋板B打開(延時關(guān)閉)，上蓄水池放水，此時下蓄水池處于(接近)淹沒狀態(tài)，上下蓄水池之間無直接通路，上蓄水池蓄水不會通過下蓄水池返回大海。當(dāng)下蓄水池需要放水發(fā)電時，管道向上提，下蓄水池出水口 B放水。此時，上蓄水池同樣不與下蓄水池連通，從而實(shí)現(xiàn)了上、下兩層蓄水池各自獨(dú)立蓄水的設(shè)想。
[0014]本實(shí)用新型的有益效果在于:本實(shí)用新型提供的分層越浪式蓄能機(jī)構(gòu)對應(yīng)不同設(shè)計水位與入射波況，保證了波能裝置對潮位變換的自主適應(yīng)，提高了裝置的能量轉(zhuǎn)換總量。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2是本實(shí)用新型的部分結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖3是本實(shí)用新型中圖1的剖面示意圖；
[0018]圖4是本實(shí)用新型中高水位時工作狀態(tài)示意圖；
[0019]圖5是本實(shí)用新型中低水位時工作狀態(tài)示意圖。
[0020]其中，101上蓄水池，102下蓄水池，103入水口 A，104入水口 B，105出水口 B，106導(dǎo)浪板，107楔形坡道，108內(nèi)驗(yàn)潮井，109外驗(yàn)潮井，110出水口 A ; 111管道，112蓋板A，113蓋板B, 114蓋板Co
【具體實(shí)施方式】
[0021]以下結(jié)合附圖和實(shí)施例具體說明本實(shí)用新型。
[0022]實(shí)施例1:
[0023]本實(shí)用新型為分層式結(jié)構(gòu)，包括上下兩層半圓臺型中空蓄水池，分別為上蓄水池101和下蓄水池102 ;上蓄水池101頂部設(shè)有入水口 A103，上、下蓄水池之間設(shè)有半環(huán)形空隙，為下蓄水池102的入水口 B104，下蓄水池102的底部設(shè)有出水口 B105 ;上、下蓄水池之間設(shè)有貫穿上蓄水池101底部并上下移動的管道111，管道111兩端分別固接蓋板A112和用于閉合出水口 B105的蓋板B113，蓋板A112上設(shè)有與管道111連通的出水口 A110，出水口 AllO上設(shè)有蓋板114。
[0024]實(shí)施例2:
[0025]除以下區(qū)別外，其他同實(shí)施例1。
[0026]蓄能機(jī)構(gòu)的上、下蓄水池外側(cè)面坡道上設(shè)有由導(dǎo)浪板106均勻分割成的多個楔形坡道107。楔形坡道107坡度為2:3，適于波浪爬升與攀越。導(dǎo)浪板106為不規(guī)則四邊形，優(yōu)選不規(guī)則梯形。
[0027]實(shí)施例3:
[0028]除以下區(qū)別外，其他同實(shí)施例1和2。
[0029]上、下蓄水池內(nèi)分別設(shè)有內(nèi)驗(yàn)潮井108，所述蓄能機(jī)構(gòu)外側(cè)設(shè)有外驗(yàn)潮井109，內(nèi)、外驗(yàn)潮井內(nèi)均設(shè)有水位感應(yīng)器。
[0030]本實(shí)用新型的工作過程如下:
[0031]如圖1-5所示:
[0032]低水位條件下，海水沿楔形坡道107從下蓄水池102入水口 B104進(jìn)入下蓄水池102，當(dāng)水位感應(yīng)器監(jiān)測內(nèi)、外驗(yàn)潮井檢測水位差達(dá)到規(guī)定閾值時，蓋板Cl 14和蓋板BI 13上升，蓋板B113帶動管道111和蓋板A112隨之上升，下蓄水池102出水。
[0033]高水位條件下，海水沿楔形坡道107分別從上蓄水池101入水口 A103進(jìn)入上蓄水池101，從入水口 B104進(jìn)入下蓄水池102，當(dāng)水位感應(yīng)器監(jiān)測到內(nèi)、外驗(yàn)潮井檢測水位差達(dá)到規(guī)定閾值時，蓋板C114上升，上蓄水池101經(jīng)管道111出水。當(dāng)水位感應(yīng)器監(jiān)測到僅下蓄水池102滿載后，蓋板C114和蓋板B113上升，蓋板B113帶動管道111和蓋板A112隨之上升，下蓄水池102出水。
【權(quán)利要求】
1.一種分層越浪式蓄能機(jī)構(gòu)，其特征在于:包括上下兩層半圓臺型中空蓄水池，分別為上蓄水池(101)和下蓄水池(102);上蓄水池(101)頂部設(shè)有入水口 A (103)，上、下蓄水池之間設(shè)有半環(huán)形空隙，為下蓄水池(102)的入水口 B (104)，下蓄水池(102)的底部設(shè)有出水口 B (105);上、下蓄水池之間設(shè)有貫穿上蓄水池(101)底部并上下移動的管道(111)，管道(111)兩端分別固接蓋板A (112)和用于閉合出水口 B (105)的蓋板B (113),蓋板A(112)上設(shè)有與管道(111)連通的出水口 A (110)，出水口 A (110)上設(shè)有蓋板(114)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分層越浪式蓄能機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述上、下蓄水池外側(cè)面坡道上設(shè)有由導(dǎo)浪板(106)均勻分割成的多個楔形坡道(107)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的分層越浪式蓄能機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述導(dǎo)浪板(106)為不規(guī)則四邊形。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的分層越浪式蓄能機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述上、下蓄水池內(nèi)分別設(shè)有內(nèi)驗(yàn)潮井(108)，所述波能發(fā)電裝置外側(cè)設(shè)有外驗(yàn)潮井(109)，內(nèi)、外驗(yàn)潮井內(nèi)均設(shè)有水位感應(yīng)器。
【文檔編號】F03B13/12GK203809200SQ201320740999
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2013年11月21日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月21日
【發(fā)明者】劉臻, 史宏達(dá), 王東, 趙環(huán)宇, 呂小龍, 李彥平, 曲娜, 宋京暉 申請人:中國海洋大學(xué)