專利名稱：波浪渦流轉(zhuǎn)換裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及可再生能源技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種波浪渦流轉(zhuǎn)換裝置。
背景技術(shù)：
能源短缺與環(huán)境污染是當(dāng)今世界面臨的巨大難題。為了維持社會進(jìn)步、經(jīng)濟(jì)發(fā)展與保護(hù)環(huán)境，世界各國正在不斷探索開發(fā)各種替代能源、清潔能源，尤其是可再生能源?？稍偕茉词侵冈谧匀唤缰锌梢圆粩嘣偕饕ㄌ柲?、風(fēng)能、水能、生物質(zhì)能、地?zé)崮芎秃Ｑ竽艿取Ｊ怯览m(xù)利用、取之不盡、用之不竭的資源，它對環(huán)境無害，而且資源分布廣泛。目前世界上收集流體動能，分成了流動能(海流的流量、潮汐的勢能或潮流的流量)和波動能(振蕩、搖擺、浮力)其采能轉(zhuǎn)換方式有1、流動能的采集，是將流體的力作用到 葉片上。葉片與轉(zhuǎn)動軸有一定的夾角，產(chǎn)生分力使軸旋轉(zhuǎn)，帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電。其轉(zhuǎn)換效率，等于作用的動能減去葉片夾角互補流失的分量，就是說，不可能達(dá)到100%。另外，轉(zhuǎn)換效率與葉片的角度和流量有關(guān)，而流量隨時都在變化，隨機(jī)調(diào)整葉片角度增加效率的期望值是80-95%，實際現(xiàn)在能做到的卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到這個指標(biāo)。因此，潮流能和海流能，現(xiàn)在處于利用的探索研究階段。而潮汐能的利用，是在漲潮時將海水貯存在水庫內(nèi)，在落潮時放出，利用高、低潮位落差，推動水輪機(jī)旋轉(zhuǎn)。因有存儲水的過程，就可以控制海水的流量，減少能量的流失，使轉(zhuǎn)換效率達(dá)到85%以上。因此，潮汐能已經(jīng)進(jìn)入了實用階段。2、波浪能的采集，波浪能是海洋中最大的動能，由于自然的海浪動力方向混雜，時刻都在變，是采集難度最大的一種動能形式。為此，人們試著利用波浪直接作用下的物體振蕩和搖擺及浮力，或利用波浪壓力的變化，或者利用波浪沿岸爬升轉(zhuǎn)換成勢能，等多種方式轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)的機(jī)械能。實際轉(zhuǎn)換效率在15-30%左右，且不穩(wěn)定。因此，海浪能現(xiàn)在處于試驗研究階段。另外，目前采集海流的技術(shù)只能采集流動能，采集波浪能的技術(shù)只能采集上下、前后等動能，其專一性的技術(shù)，浪費了在同一區(qū)域內(nèi)同時存在的其他能量資源。目前，采用流體動力直接作用到葉輪上的方式，帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電。而解決海流、海浪、風(fēng)等流體的沖量方向不穩(wěn)定性，是目前收集自然流體能量的主要成本。近年來隨科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了大量的波能吸收裝置，并且其中有許多已經(jīng)被用于發(fā)電?！叭缃?，振蕩水柱(OffC)模型已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用到波能轉(zhuǎn)換裝置中。但該裝置有一個缺點是波能轉(zhuǎn)換效率比較低。據(jù)有關(guān)介紹，幾十年來，美國、英國、日本、挪威等國家都在研發(fā)、建設(shè)浪能電站，一般都利用波峰到浪谷的垂直起伏運動來驅(qū)動水輪機(jī)或氣輪機(jī)；利用波浪前后來回運動經(jīng)由凸輪等機(jī)械元件等推動葉機(jī)，其他方法，如將浪涌集中于水道中利用水位差、壓差等方法，但到目前還沒有一種方法被廣泛應(yīng)用和推廣”?，F(xiàn)階段世界各國在波浪能開發(fā)還是無法形成大規(guī)模的商業(yè)開發(fā)，所有的方法可簡單歸納為三個步驟，即一是把波浪能轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)動的機(jī)械能，二是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，三是將不穩(wěn)定的電能處理成穩(wěn)定的電并送上電網(wǎng)。目前，第二、三部分已比較成熟，存在的主要問題是在第一步，即如何把波浪能有效地轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)動的機(jī)械能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，提供一種波浪渦流轉(zhuǎn)換裝置，是將流體的不同方向的流動、波動等同時轉(zhuǎn)換為漩渦式轉(zhuǎn)動，然后再加以利用的技術(shù)。該技術(shù)是把海洋或空氣等自然產(chǎn)生的流體動能，有效地轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)動的機(jī)械能的結(jié)構(gòu)，應(yīng)用于海洋能、風(fēng)能的動能提取，提高能量轉(zhuǎn)換效率。其效率是海流、潮流、海浪能的綜合疊加效果。其成本低，可形成規(guī)模商業(yè)開發(fā)。采用的技術(shù)方案是
波浪渦流轉(zhuǎn)換裝置，包括內(nèi)圓桶體、頂蓋、底蓋。所述內(nèi)圓桶體上設(shè)流體灌入層、間隔層和流體排出層。流體灌入層與流體排出層位于間隔層上下，流體灌入層布設(shè)有多個切于內(nèi) 圓桶體的進(jìn)水槽，進(jìn)水槽設(shè)有進(jìn)水止逆門，流體排出層布設(shè)有多個出水槽，出水槽設(shè)有出水止逆門，構(gòu)成波浪渦流轉(zhuǎn)換裝置的結(jié)構(gòu)。上述內(nèi)圓桶體的進(jìn)水槽切于內(nèi)圓桶，與出水槽二者設(shè)置的止逆門開啟的內(nèi)外方向相反。流動、波動的流體由進(jìn)水槽灌入作用在內(nèi)圓桶體中流體柱的切線上，推動流體柱漩渦式轉(zhuǎn)動，出水槽適時地排除流體,保持內(nèi)部流體的體積不發(fā)生變化，以此實現(xiàn)其技術(shù)目的。本發(fā)明是將流體的流動、波動轉(zhuǎn)換為漩渦式轉(zhuǎn)動再加以利用的技術(shù)，該技術(shù)應(yīng)用于海洋能、風(fēng)能的提取。提高能量轉(zhuǎn)換效率，其效率是流能、波能綜合提取的匯聚效果。其成本低，可形成規(guī)模商業(yè)開發(fā)。把波浪能有效地轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)動的機(jī)械能，其機(jī)械能可廣泛應(yīng)用于海洋、風(fēng)力發(fā)電。


圖I是本發(fā)明的主視圖。圖2是圖I的俯視圖。圖3是圖I的仰視圖。
具體實施例方式波浪渦流轉(zhuǎn)換裝置，包括內(nèi)圓桶體I、頂蓋6、底蓋5。所述內(nèi)圓桶體I上設(shè)流體灌入層2、間隔層3和流體排出層4，流體灌入層2位于間隔層3上，流體排出層4位于間隔層3下，流體灌入層2布設(shè)有十六個切于內(nèi)圓桶體I的進(jìn)水槽7，進(jìn)水槽7的進(jìn)水口處設(shè)有進(jìn)水槽止逆門8，流體排出層4同樣布設(shè)有十六個切于內(nèi)圓桶體I的出水槽9，出水槽9的出水口處設(shè)有出水槽止逆門10。所述切于內(nèi)圓桶體的進(jìn)水槽7和切于內(nèi)圓桶的出水槽9，二者切向相反。將流體的流動、波動水由進(jìn)水槽灌入作用在內(nèi)圓桶體中水柱的切線上，轉(zhuǎn)換為漩渦式轉(zhuǎn)動，構(gòu)成波浪渦流轉(zhuǎn)換裝置。工作原理自然分布在轉(zhuǎn)換裝置周圍波浪的壓力隨時都在變化，而轉(zhuǎn)換裝置內(nèi)部的水位相對是平穩(wěn)的。進(jìn)水槽改變水的流向，其止逆門阻止排水，當(dāng)任何方向的進(jìn)水槽外部水壓高于內(nèi)部水壓時，外部的水都會推開對應(yīng)的進(jìn)水槽止逆門向內(nèi)灌入，灌入的水作用在內(nèi)圓桶中水柱的切線上，旋轉(zhuǎn)方向一致，形成漩渦，漩渦的動能增加。出水槽止逆門阻止進(jìn)水，當(dāng)任何方向出水槽的內(nèi)部水壓高于外部的水壓時，都會推開對應(yīng)的出水槽止逆門，向外泄水降壓，維持進(jìn)水槽的內(nèi)外壓差。在波峰的位置由進(jìn)水槽進(jìn)水，在波谷的位置由排水槽排水，相對內(nèi)部的平穩(wěn)水位產(chǎn)生的峰、谷壓差，使流體有出有進(jìn)，形成流通機(jī)制。
本裝置轉(zhuǎn)換的漩渦能量提取方法將帶有葉片的軸垂直插入漩渦的流體中，漩渦的扭力垂直作用在葉片旋轉(zhuǎn)上，帶動軸旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)的軸連接到發(fā)電機(jī)上，就可以得到電能。另外，葉片與重力有一定的角度， 還可以提取重力勢能。
權(quán)利要求
1.波浪渦流轉(zhuǎn)換裝置，包括內(nèi)圓桶體(I)、頂蓋(6)、底蓋(5)，其特征在于所述內(nèi)圓桶體(I)上設(shè)流體灌入層(2)、間隔層(3)和流體排出層(4)，流體灌入層(2)和流體排出層(4)二者分別位于間隔層(3)的上下，流體灌入層(2)布設(shè)有多個切于內(nèi)圓桶體(I)的進(jìn)水槽(7 )，進(jìn)水槽(7 )的進(jìn)水口處設(shè)有進(jìn)水槽止逆門(8 )，流體排出層(4 )布設(shè)有多個出水槽(9)，出水槽(9)的出水口處設(shè)有出水槽止逆門(10)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的波浪渦流轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于所述的內(nèi)圓桶體的進(jìn)水槽(7)切于內(nèi)圓桶的出水槽(9)，進(jìn)水槽(7)與出水槽(9) 二者設(shè)有的止逆門開啟的內(nèi)外方向相反。
全文摘要
波浪渦流轉(zhuǎn)換裝置，包括內(nèi)圓桶體、頂蓋、底蓋。所述內(nèi)圓桶體上設(shè)流體灌入層、間隔層和流體排出層，流體灌入層位于間隔層上，流體排出層位于間隔層下，流體灌入層布設(shè)有多個切于內(nèi)圓桶體的進(jìn)水槽，進(jìn)水槽的進(jìn)水口處設(shè)有進(jìn)水槽止逆門，流體排出層同樣布設(shè)有多個切于內(nèi)圓桶體的出水槽，出水槽的出水口處設(shè)有出水槽止逆門。將流體的流動、波動水由進(jìn)水槽灌入作用在內(nèi)圓桶體中水柱的切線上，轉(zhuǎn)換為漩渦式轉(zhuǎn)動，構(gòu)成波浪渦流轉(zhuǎn)換裝置。本發(fā)明應(yīng)用于海洋能、風(fēng)能的動能提取。提高波浪能轉(zhuǎn)換效率，其效率是海流、潮流、海浪能的疊加效果，成本低，可形成規(guī)模商業(yè)開發(fā)，把波浪能有效地轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)動的機(jī)械能，其機(jī)械能可廣泛應(yīng)用于海洋、風(fēng)力發(fā)電。
文檔編號F03D9/00GK102900591SQ20121040872
公開日2013年1月30日 申請日期2012年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月24日
發(fā)明者商慶海, 商凱宇 申請人:商慶海