陣列式波浪能發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了波浪能發(fā)電裝置技術(shù)領(lǐng)域中的一種陣列式波浪能發(fā)電系統(tǒng)。本系統(tǒng)包括浮子、氣室、輸風(fēng)管道、活塞、鋼架結(jié)構(gòu)、海上發(fā)電平臺(tái)、儲(chǔ)氣室、渦輪發(fā)電機(jī)、單向閥門。鋼架結(jié)構(gòu)將輸風(fēng)管道、氣室等固定于海面上，浮子與氣室中的活塞連接，氣室上下表面各有兩個(gè)管道開(kāi)口，管道內(nèi)各有一個(gè)閥門；每個(gè)氣室上下表面各有一個(gè)管道連通輸氣管道形成陣列，輸氣管道連接儲(chǔ)氣室，儲(chǔ)氣室連接渦輪發(fā)電機(jī)。通過(guò)海水的起伏帶動(dòng)浮子上下運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而活塞上下壓縮空氣，在管道中的形成的風(fēng)進(jìn)入儲(chǔ)氣室儲(chǔ)存，儲(chǔ)氣室中到達(dá)一定壓強(qiáng)后排放推動(dòng)空氣渦輪機(jī)發(fā)電。本發(fā)明中多個(gè)氣室構(gòu)成集群陣列，組裝拆卸方便，具有發(fā)電效率高，發(fā)電平穩(wěn)等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】
陣列式波浪能發(fā)電系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于波浪能發(fā)電裝置技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種陣列式波浪能發(fā)電系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]能源是經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展的推動(dòng)力，但由于傳統(tǒng)化石能源燃燒污染嚴(yán)重、不環(huán)保的特點(diǎn)與當(dāng)前經(jīng)濟(jì)、環(huán)境的矛盾越來(lái)越突出，所以尋找可替代的新能源是社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的必由之路，發(fā)展可再生能源已成為全球性亟待解決的問(wèn)題。海洋能作為一種新的能源形式受到廣泛重視，其中，波浪能蘊(yùn)含量大，具有較高的開(kāi)發(fā)潛力，如果能積極開(kāi)發(fā)沿海海域的波浪能，則可以為沿海海域缺電地區(qū)供電，還可以為偏遠(yuǎn)的海島地區(qū)提供必需的能源。當(dāng)前，已設(shè)計(jì)和生產(chǎn)測(cè)試的波浪能發(fā)電裝置種類繁多，但這些裝置都有以下基本缺點(diǎn):1)裝置復(fù)雜，操作困難；2)波浪能的轉(zhuǎn)換效率低，發(fā)電效率低；3)電能輸出不穩(wěn)定；4)裝置不夠堅(jiān)固，易損壞。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對(duì)上述【背景技術(shù)】中提到現(xiàn)有波浪發(fā)電裝置工作效率低，電能輸出不穩(wěn)等不足，本發(fā)明提出了一種陣列式波浪能發(fā)電系統(tǒng)。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案是，陣列式波浪能發(fā)電系統(tǒng)包括浮子、氣室、輸風(fēng)管道、活塞、鋼架結(jié)構(gòu)、海上發(fā)電平臺(tái)、儲(chǔ)氣室、渦輪發(fā)電機(jī)、第一單向閥、第二單向閥、第三單向閥、第四單向閥、充氣閥、恒壓排氣閥。
[0005]所述鋼架結(jié)構(gòu)支撐整個(gè)發(fā)電系統(tǒng)于海面上，浮子與氣室中的活塞連接；輸風(fēng)管道連接儲(chǔ)氣室，在兩者的連接處，輸風(fēng)管道內(nèi)部安裝充氣閥；儲(chǔ)氣室連接渦輪發(fā)電機(jī)，兩者之間的連接管道內(nèi)安裝恒壓排氣閥；儲(chǔ)氣室和渦輪發(fā)電機(jī)位于海上發(fā)電平臺(tái)上面。
[0006]所述氣室上下表面各有兩個(gè)開(kāi)口引出管道；氣室上表面一個(gè)管道內(nèi)部安裝第三單向閥，其開(kāi)口與外界大氣連通，另一個(gè)管道內(nèi)部安裝第四單向閥，該管道與輸風(fēng)管道連通；氣室下表面一個(gè)管道內(nèi)部安裝第一單向閥，其開(kāi)口與外界大氣連通，另一個(gè)管道內(nèi)部安裝第二單向閥，該管道與輸風(fēng)管道連通。
[0007]所述單向閥門中，第一單向閥與第四單向閥為一組同時(shí)開(kāi)閉，第二單向閥與第三單向閥為一組同時(shí)開(kāi)閉，同一時(shí)刻兩組閥門工作狀態(tài)相反。
[0008]所述氣室為圓柱體形狀。
[0009]所述浮子的上表面為弧形。
[0010]所述氣室多個(gè)為一組橫向排列，并有多列。
[0011]本發(fā)明的有益效果為:
本系統(tǒng)中，第一單向閥與第四單向閥為一組同時(shí)開(kāi)閉，第二單向閥與第三單向閥為一組同時(shí)開(kāi)閉，同一時(shí)刻兩組閥門工作狀態(tài)相反。當(dāng)波浪推動(dòng)活塞向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，活塞上部氣室內(nèi)的空氣被壓縮，第四單向閥打開(kāi)，第三單向閥關(guān)閉，風(fēng)被擠壓到輸風(fēng)管道內(nèi)部，此時(shí)，活塞下部氣室空間增大，第二單向閥關(guān)閉，第一單向閥打開(kāi)，進(jìn)行充氣；當(dāng)活塞向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，活塞上部氣室空間增大，第四單向閥關(guān)閉，第三單向閥打開(kāi)，進(jìn)行充氣，此時(shí)，活塞下部氣室內(nèi)的空氣被壓縮，第二單向閥打開(kāi)，第一單向閥關(guān)閉，風(fēng)被擠壓到輸風(fēng)管道內(nèi)部。上述過(guò)程保證了波浪起伏造成的浮子上升與下降運(yùn)動(dòng)都產(chǎn)生了風(fēng)能，并都進(jìn)入到了輸風(fēng)管道中。該過(guò)程提高了波浪能利用率。
[0012]進(jìn)入輸風(fēng)管道內(nèi)的風(fēng)經(jīng)過(guò)充氣閥充入儲(chǔ)氣室內(nèi)儲(chǔ)存，然后再發(fā)電，利用儲(chǔ)氣室和恒壓排氣閥，可使得經(jīng)過(guò)渦輪發(fā)電機(jī)的風(fēng)速平穩(wěn)，提高了電力輸出的穩(wěn)定性。
[0013]本系統(tǒng)由多個(gè)氣室組成，各氣室橫向、縱向排列形成集群陣列，通過(guò)輸風(fēng)管道連接到一起，提高了整體發(fā)電量，且相互之間連接結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，各氣室之間工作狀況相互不影響，提高了本系統(tǒng)的實(shí)用性及可操作性。
【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1是本發(fā)明所述的氣室結(jié)構(gòu)側(cè)視圖。
[0015]圖2是本發(fā)明所述的多氣室連接側(cè)視圖。
[0016]圖3是本發(fā)明所述的系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)側(cè)視圖。
[0017]圖4是本發(fā)明所述的系統(tǒng)整體鋼架結(jié)構(gòu)俯視圖。
[0018]圖5是本發(fā)明所述的系統(tǒng)輸風(fēng)管道連接俯視圖。
[0019]圖中標(biāo)號(hào):
1-浮子；2-氣室；3_輸風(fēng)管道；4-活塞；5_鋼架結(jié)構(gòu)；6_海上發(fā)電平臺(tái)；7_儲(chǔ)氣室；8_禍輪發(fā)電機(jī)；9_第一單向閥；10_第二單向閥；11-第二單向閥；12_第四單向閥；13_充氣閥；14-恒壓排氣閥。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖，對(duì)優(yōu)選實(shí)施例作詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是，下述說(shuō)明僅僅是示例性的，而不是為了限制本發(fā)明的范圍及其應(yīng)用。
[0021]本發(fā)明所要解決的問(wèn)題是，現(xiàn)有的波浪發(fā)電裝置能量轉(zhuǎn)換效率低、發(fā)電不平穩(wěn)的現(xiàn)狀。
[0022]本發(fā)明的技術(shù)方案:
陣列式波浪能發(fā)電系統(tǒng)，由浮子1、氣室2、輸風(fēng)管道3、活塞4、鋼架結(jié)構(gòu)5、海上發(fā)電平臺(tái)6、儲(chǔ)氣室7、渦輪發(fā)電機(jī)8、第一單向閥9、第二單向閥10、第三單向閥11、第四單向閥12、充氣閥13、恒壓排氣閥14組成。
[0023]如圖2、圖3所示，鋼架結(jié)構(gòu)5支撐整個(gè)發(fā)電系統(tǒng)于海面上，浮子I與氣室2中的活塞4連接；輸風(fēng)管道3連接儲(chǔ)氣室7，在兩者的連接處，輸風(fēng)管道3內(nèi)部安裝充氣閥13 ;儲(chǔ)氣室7連接渦輪發(fā)電機(jī)8，兩者之間的連接管道內(nèi)安裝恒壓排氣閥14 ;儲(chǔ)氣室7和渦輪發(fā)電機(jī)8位于海上發(fā)電平臺(tái)6上面。
[0024]如圖1所示，氣室2上下表面各有兩個(gè)開(kāi)口引出管道；氣室2上表面一個(gè)管道內(nèi)部安裝第三單向閥11，其開(kāi)口與外界大氣連通，另一個(gè)管道內(nèi)部安裝第四單向閥12，該管道與輸風(fēng)管道3連通；氣室2下表面一個(gè)管道內(nèi)部安裝第一單向閥9，其開(kāi)口與外界大氣連通，另一個(gè)管道內(nèi)部安裝第二單向閥10，該管道與輸風(fēng)管道3連通。
[0025]如圖4、圖5所示，該系統(tǒng)由多個(gè)氣室2構(gòu)成，各氣室2橫向、縱向排列形成集群陣列，通過(guò)輸風(fēng)管道3連接到一起。
[0026]該系統(tǒng)中，第一單向閥9與第四單向閥12為一組同時(shí)開(kāi)閉，第二單向閥10與第三單向閥11為一組同時(shí)開(kāi)閉，同一時(shí)刻兩組閥門工作狀態(tài)相反。當(dāng)波浪推動(dòng)活塞4向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，活塞4上部氣室2內(nèi)的空氣被壓縮，第四單向閥12打開(kāi)，第三單向閥11關(guān)閉，風(fēng)被擠壓到輸風(fēng)管道3內(nèi)部，此時(shí)，活塞4下部氣室2空間增大，第二單向閥10關(guān)閉，第一單向閥9打開(kāi)，進(jìn)行充氣。當(dāng)活塞4向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，活塞4上部氣室2空間增大，第四單向閥12關(guān)閉，第三單向閥11打開(kāi)，進(jìn)行充氣，此時(shí)，活塞4下部氣室2內(nèi)的空氣被壓縮，第二單向閥10打開(kāi)，第一單向閥9關(guān)閉，風(fēng)被擠壓到輸風(fēng)管道3內(nèi)部。上述過(guò)程中，波浪起伏帶動(dòng)浮子I和活塞4上升與下降運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的風(fēng)能進(jìn)入到了輸風(fēng)管道3中，通過(guò)充氣閥13充入到儲(chǔ)氣室7中，當(dāng)儲(chǔ)氣室7中壓強(qiáng)到達(dá)一定限值之時(shí)，恒壓排氣閥14打開(kāi)，流出恒速氣流，氣流推動(dòng)渦輪發(fā)電機(jī)8轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)電。該過(guò)程循環(huán)往復(fù)不斷，電能平穩(wěn)輸出。
[0027]值得注意的是，該系統(tǒng)中多氣室形成集群陣列式可以提高波浪能利用效率以及系統(tǒng)的總發(fā)電量。該陣列式發(fā)電系統(tǒng)不受安裝方位影響，即可順波浪方向排列也可橫波浪方向安裝，這是因?yàn)闊o(wú)論浮子I上升或下降，風(fēng)能都流入輸風(fēng)管道3中，各氣室2之間工作狀況相互不產(chǎn)生影響。
[0028]以上所述，僅為發(fā)明較佳的【具體實(shí)施方式】，但發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.陣列式波浪能發(fā)電系統(tǒng)，其特征是該系統(tǒng)包括浮子(I)、氣室(2)、輸風(fēng)管道(3)、活塞(4)、鋼架結(jié)構(gòu)(5)、海上發(fā)電平臺(tái)(6)、儲(chǔ)氣室(7)、渦輪發(fā)電機(jī)(8)、第一單向閥(9)、第二單向閥(10)、第三單向閥(11)、第四單向閥(12)、充氣閥(13)、恒壓排氣閥(14);所述鋼架結(jié)構(gòu)(5)支撐整個(gè)發(fā)電系統(tǒng)于海面上，浮子(I)與氣室(2)中的活塞(4)連接；輸風(fēng)管道(3)連接儲(chǔ)氣室(7)，在兩者的連接處，輸風(fēng)管道(3)內(nèi)部安裝充氣閥(13);儲(chǔ)氣室(7)連接渦輪發(fā)電機(jī)(8)，兩者之間的連接管道內(nèi)安裝恒壓排氣閥(14);儲(chǔ)氣室(7)和渦輪發(fā)電機(jī)(8)位于海上發(fā)電平臺(tái)(6)上面。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陣列式波浪能發(fā)電系統(tǒng)，其特征是所述氣室(2)上下表面各有兩個(gè)開(kāi)口引出管道；氣室(2)上表面一個(gè)管道內(nèi)部安裝第三單向閥(11)，其開(kāi)口與外界大氣連通，另一個(gè)管道內(nèi)部安裝第四單向閥(12)，該管道與輸風(fēng)管道(3)連通；氣室(2)下表面一個(gè)管道內(nèi)部安裝第一單向閥(9)，其開(kāi)口與外界大氣連通，另一個(gè)管道內(nèi)部安裝第二單向閥(10)，該管道與輸風(fēng)管道(3)連通。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陣列式波浪能發(fā)電系統(tǒng)，其特征是所述單向閥門中，第一單向閥(9)與第四單向閥(12)為一組同時(shí)開(kāi)閉，第二單向閥(10)與第三單向閥(11)為一組同時(shí)開(kāi)閉，同一時(shí)刻兩組閥門工作狀態(tài)相反。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集群陣列式波浪能發(fā)電系統(tǒng)，其特征是所述氣室(2)為圓柱體形狀。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陣列式波浪能發(fā)電系統(tǒng)，其特征是所述浮子(I)的上表面為弧形。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陣列式波浪能發(fā)電系統(tǒng)，其特征是所述氣室(2)多個(gè)為一組橫向排列，并有多列。
【文檔編號(hào)】F03B13/14GK105888933SQ201410740405
【公開(kāi)日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2014年12月2日
【發(fā)明人】朱永強(qiáng), 賈利虎, 郭文瑞, 計(jì)杭輝, 文俊, 王銀順
【申請(qǐng)人】華北電力大學(xué)