一種波浪能發(fā)電機組及其發(fā)電方法
【專利摘要】一種波浪能發(fā)電機組，包括波浪能收集系統(tǒng)，油壓傳輸系統(tǒng)和動能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，波浪能收集系統(tǒng)包括轉(zhuǎn)動連接在固定工程組件上的集浪浮板；油壓傳輸系統(tǒng)包括回流油缸、柱型油缸和集壓油缸，柱型油缸一端活動連接在集浪浮板的上表面，一端固定在固定工程組件上，回流油缸、柱型油缸和集壓油缸分別通過輸入油管和輸出油管連接，輸入油管和輸出油管上設(shè)置有逆止閥；動能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)包括油壓馬達和與發(fā)電設(shè)備，所述油壓馬達的吸油口通過第一管道連接集壓油缸，所述油壓馬達的出油口通過第二管道連接回流油缸。本發(fā)明可以利用波浪實現(xiàn)發(fā)電，有效利用了自然能源實現(xiàn)發(fā)電，成本小，且大部分設(shè)備在廠房內(nèi)，避免海浪侵蝕，使用損耗小。
【專利說明】一種波浪能發(fā)電機組及其發(fā)電方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及能源發(fā)電領(lǐng)域，特別是涉及一種使用損耗小，成本低的波浪能發(fā)電機 組，以及采用這種發(fā)電機組進行發(fā)電的方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 任何動態(tài)的事物都能產(chǎn)生能量，波浪和海流是"天然再生環(huán)保能源"，早已被用來 發(fā)電，現(xiàn)有的應(yīng)用理論和技術(shù)很多，如"潮汐式、唧筒壓縮式、浮龍式、覆釜式"等，且都已成 熟應(yīng)用，但是其除了自然地理條件限制其發(fā)展外，最大的缺點還是成本高，難以實現(xiàn)商業(yè)化 推行。
[0003] "天然再生環(huán)保能源"都受自然地理的環(huán)境條件制約的特性，發(fā)明及利用的關(guān)鍵在 于與自然地理的環(huán)境條件的配合是否得宜，這決定了其發(fā)展受制約的程度。傳統(tǒng)的"潮汐 發(fā)電"受每日兩次的潮汐限制，產(chǎn)能低，而且需要在潮差很大的地方(如錢塘江口等）才有 實效；"唧筒壓縮式、浮龍式"發(fā)電適宜在穩(wěn)定的巨大洋流通過區(qū)，如西歐及日本的外海，利 用管道收窄后的水壓發(fā)電，發(fā)電設(shè)備的建造成本高，而且由于發(fā)電設(shè)備長年在海上，受海水 腐蝕而壽命短，相對成本甚高；"覆釜式"的巨大發(fā)電設(shè)備建造在海浪沖擊力強大的近岸陸 地，如西歐及北歐，是現(xiàn)今世界上最成熟的海浪發(fā)電技術(shù)，但由于巨浪的直接侵蝕，維修費 用大，損毀程度快，相對成本于甚高。
[0004] "天然再生能源"的主要優(yōu)點的環(huán)保。但環(huán)保也有程度上的差異，如水壩式的水力 發(fā)電必然影響區(qū)域性環(huán)境生態(tài)；風(fēng)電及太陽能受風(fēng)型和日照的天然限制，全年有效之發(fā)電 時數(shù)很難超過2, 500小時，故產(chǎn)能低而又必須占用極廣大的土地空間；核能則有潛在的環(huán) 境污染及輻射危險性；傳統(tǒng)的覆釜式沿岸海浪發(fā)電廠也可能破壞海岸地形。
[0005] 上述傳統(tǒng)的發(fā)電概念及技術(shù)，必須依賴巨浪的直接沖擊，大部分的設(shè)備都在室外 或水中，直接被巨浪侵蝕，損壞程度快，成本很高，且對水流的要求較高，普通的波浪無法被 利用，造成很大的能源浪費。
[0006] 綜上所述，尋求一種主體發(fā)電設(shè)備設(shè)置在室內(nèi)，不受海浪直接侵蝕，且可以有效利 用波浪的放電方式，是天然再生環(huán)保能源發(fā)展的必然趨勢。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種成本低，商業(yè)化推行容易波浪能發(fā)電機 組。
[0008] 為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明所提供的技術(shù)方案是：
[0009] 一種波浪能發(fā)電機組，包括波浪能收集系統(tǒng)，油壓傳輸系統(tǒng)和動能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，
[0010] 所述波浪能收集系統(tǒng)包括固定工程組件和集浪浮板，所述集浪浮板一端轉(zhuǎn)動連接 在固定工程組件上；
[0011] 所述油壓傳輸系統(tǒng)包括回流油缸、柱型油缸和集壓油缸，柱型油缸一％5活動連接 在集浪浮板的上表面，一端固定在固定工程組件上，所述回流油缸與柱型油缸之間通過輸 入油管連接，所述柱型油缸與集壓油缸之間通過輸出油管連接，所述輸入油管和輸出油管 上均設(shè)置有避免油料向回流油缸方向回流的逆止閥；
[0012] 所述動能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)包括油壓馬達和與油壓馬達連接的發(fā)電設(shè)備，所述油壓馬達的 吸油口通過第一管道連接集壓油缸，所述油壓馬達的出油口通過第二管道連接回流油缸。
[0013] 進一步地，所述集浪浮板為中空箱體結(jié)構(gòu)，前端傾斜，且前端的上緣比下緣較接近 迎面而來的海浪。
[0014] 進一步地，所述集浪浮板后端至少設(shè)置一雙平行的支臂，所述支臂轉(zhuǎn)動連接在固 定工程組件上。
[0015] 進一步地，所述第一管道上還連接有油料補充管道，所述油料補充管道另一端連 通回流油缸；
[0016] 所述油壓馬達上還設(shè)置有油料回流口，所述油料回流口通過管道連通至回流油 缸。
[0017] 進一步地，所述波浪能收集系統(tǒng)包括并列排布的多個集浪浮板。
[0018] 進一步地，所述波浪能收集系統(tǒng)包括一組集浪浮板組或多組并列排布的集浪浮板 組，所述集浪浮板組包含多塊前后嵌輪連接的集浪浮板，所述第一塊集浪浮板的后端活動 連接固定工程組件，前后相鄰的集浪浮板之間設(shè)置有柱型油缸，所述柱型油缸通過管道分 別連接至輸出油管和輸入油管。
[0019] 進一步地，所述集浪浮板組包含兩塊或三塊前后嵌輪連接的集浪浮板。
[0020] 進一步地，所述集浪浮板上分別設(shè)置有安全靠桿和回收吊環(huán)。
[0021] 進一步地，所述集浪浮板內(nèi)設(shè)置有氣壓排水裝置。
[0022] 進一步地，所述集壓油缸包括多個小集壓油缸，所述小集壓油缸由大活塞分成油 料累積區(qū)和氣壓動力區(qū)，所述油料累積區(qū)連通輸出油管和第一管道，所述氣壓動力區(qū)內(nèi)填 充不與油液發(fā)生反應(yīng)的氣體。
[0023] 進一步地，所述油壓傳輸系統(tǒng)還包括油壓監(jiān)控系統(tǒng)、以及用來控制油料流量和壓 力的逆止閥和分流管道，所述分流管道連通回流油缸。
[0024] 進一步地，所述油壓傳輸系統(tǒng)還包括將油液直接從回流油缸輸送至第一管道的壓 力泵。
[0025] 進一步地，所述第二管道上設(shè)置有過濾器。
[0026] 進一步地，所述發(fā)電設(shè)備配置有慣性飛輪。
[0027] 進一步地，還包括備用發(fā)電設(shè)備，所述備用發(fā)電設(shè)備與發(fā)電機相連。
[0028] 進一步地，所述固定工程組件為可旋轉(zhuǎn)和/或可上下移動的海柱。
[0029] 進一步地，所述固定工程組件為設(shè)置在寬闊海面上的海底立柱。
[0030] 進一步地，所述固定工程組件為崖巖或人造海堤。
[0031] 進一步地，所述輸入油管和輸出油管均設(shè)置有相應(yīng)的引橋。
[0032] -種波浪能發(fā)電機組發(fā)電的方法，包括以下步驟：
[0033] 步驟一波浪逐漸上升至波峰，推動集浪浮板，使集浪浮板繞固定工程組件旋轉(zhuǎn)，推 動柱型油缸，柱型油缸內(nèi)的油液由輸出油管排出至集壓油缸；
[0034] 步驟二波浪從波峰回落，集浪浮板逐漸回位，帶動柱型油缸將油液從輸入油管輸 入至柱型油缸內(nèi)；
[0035] 步驟三波浪循環(huán)產(chǎn)生，帶動集浪浮板隨波浪運動，不斷將油液輸出至集壓油缸 內(nèi)；
[0036] 步驟四集壓油缸內(nèi)油液增加，氣壓動力區(qū)壓力增大至極限值，氣壓動力區(qū)推動大 活塞將油液壓出集壓油缸；
[0037] 步驟五自集壓油缸內(nèi)壓出的油液通過第一管道壓向油壓馬達，油壓馬達帶動發(fā)電 設(shè)備發(fā)電。
[0038] 重復(fù)步驟一至步驟五，持續(xù)發(fā)電。
[0039] 進一步地，還包括步驟六油液經(jīng)過油壓馬達后，經(jīng)過第二管道回流至回流油缸。
[0040] 進一步地，當(dāng)波浪較大，油液輸送超出油壓馬達的需要時，多余的油液通過分流管 道輸送至回流油缸；當(dāng)波浪較小，油液輸送不能達到油壓馬達的需要時，回流油缸補充通過 分流管道將油液輸入至油壓馬達，保證油壓馬達運行。
[0041 ] 進一步地，所述輸出油管中油料的傳輸方式為彈珠式傳輸。
[0042] 采用本發(fā)明所提供的技術(shù)方案，
[0043] (1)設(shè)備主體除集浪浮板和海樁需要設(shè)置在近海上，其他的設(shè)備均可設(shè)置在室內(nèi) 廠房內(nèi)，利用液壓系統(tǒng)將海浪能傳輸至陸上廠房內(nèi)的主機，避免海浪侵蝕，使用損耗??；
[0044] (2)本發(fā)明可以利用波浪實現(xiàn)發(fā)電，有效利用了自然能源實現(xiàn)發(fā)電，成本小。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0045] 圖1為本發(fā)明的一種結(jié)構(gòu)示意圖；
[0046] 圖2為本發(fā)明的一種波浪能收集系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0047] 圖3為本發(fā)明的一種波浪能收集系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0048] 圖4為本發(fā)明的一種波浪能收集系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0049] 圖5為本發(fā)明的一種油壓傳輸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不意圖；
[0050] 圖6為本發(fā)明的一種回流油缸結(jié)構(gòu)示意圖；
[0051] 圖7為本發(fā)明的一種動能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不意圖；
[0052] 圖8為本發(fā)明一實施例示意圖；
[0053] 圖9為本發(fā)明又一實施例示意圖；
[0054] 圖10為本發(fā)明又一實施例示意圖；
[0055] 圖11為本發(fā)明又一實施例示意圖；
[0056] 圖12為本發(fā)明又一實施例示意圖。
[0057] 其中：1波浪能收集系統(tǒng)，11固定工程組件，111海柱，12集浪浮板，13支臂，14安 全靠桿，15吊環(huán)，2油壓傳輸系統(tǒng)，21回流油缸，211加油蓋，22柱型油缸，23集壓油缸，231 油料累積區(qū)，232氣壓動力區(qū)，233大活塞，234氣壓計，24輸入油管，25輸出油管，26逆止 閥，27油料補充管道，28分流管道，29過濾器，3動能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，31油壓馬達，311吸油口， 312出油口，313油料回流口，32發(fā)電設(shè)備，321緊急手動開關(guān)，322控制儀表，323電壓儀表， 34壓力泵，4第一管道，41油壓(儀）表，5第二管道，6引橋，7調(diào)節(jié)器。

【具體實施方式】
[0058] 為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，下面結(jié)合附圖及實施例，對 本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發(fā)明，并不 用于限定本發(fā)明。
[0059] 圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示的波浪能發(fā)電機組包括波浪能收集系統(tǒng) 1，油壓傳輸系統(tǒng)2和動能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)3,所述波浪能收集系統(tǒng)1包括固定工程組件11和集浪 浮板12,所述集浪浮板12 -端轉(zhuǎn)動連接在固定工程組件11上；所述油壓傳輸系統(tǒng)2包括 回流油缸21、柱型油缸22和集壓油缸23,柱型油缸22 -端活動連接在集浪浮板12的上表 面，一端固定在固定工程組件11上，所述回流油缸21與柱型油缸22之間通過輸入油管24 連接，所述柱型油缸22與集壓油缸23之間通過輸出油管25連接，所述輸入油管24和輸出 油管25上均設(shè)置有避免油料向回流油缸21方向回流的逆止閥26 ;所述動能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)3包 括油壓馬達31和與油壓馬達31連接的發(fā)電設(shè)備32,所述油壓馬達31的吸油口 311通過第 一管道4連接集壓油缸23,所述油壓馬達的出油口 312通過第二管道5連接回流油缸21。 構(gòu)成整個波浪能發(fā)電機組的主要組成部分，采用"集浪浮板"的機械操作，只是順應(yīng)波浪的 自然浮動而起舞，絕對沒有對自然環(huán)境有任何不良影響，無廢氣、無廢料、無污水、無輻射、 無噪音。尤其是的浮動會活化海水，改善魚類及其他海產(chǎn)生物的生存環(huán)境。另一特殊優(yōu)點 是：隨波起舞的"集浪浮板"是一項創(chuàng)新的風(fēng)景線，還可以利用開發(fā)成觀光資源。
[0060] 本發(fā)明的地理學(xué)依據(jù)為：波浪是基于海水份子之環(huán)形運動，產(chǎn)生海水份子之環(huán)形 運動的原因很多，最主要的是"風(fēng)浪"，風(fēng)力壓迫海水定向活動而產(chǎn)生"推進波"，推進波的前 期為波峰甚低的長浪，受擠壓而推進的波浪之波峰愈來愈高，波長愈來愈短，當(dāng)波峰與波長 成為1 :1時，波峰會破裂，稱"破浪"，即平時所說的"白頭浪"。由長浪至破浪的"浪型"情 況，受風(fēng)力、風(fēng)向、海岸地形的相關(guān)影響，故在開闊的海面，緩坡或海崖地形，產(chǎn)生不同的浪 型，直接決定了集浪發(fā)電技術(shù)的功率。
[0061] 常言"無風(fēng)三尺浪"，有點夸張，但無風(fēng)的確有浪，例如每日的潮汐現(xiàn)象，海水面的 漲退，也產(chǎn)生海水的浮動，潮差的大小，視各地的潮汐時間、潮流方向與海岸地形的相關(guān)影 響。由于地球自轉(zhuǎn)，北半球的海水活動有一定的東北偏向力，在完全無風(fēng)的狀態(tài)便明顯的表 現(xiàn)出來，但一般與風(fēng)浪、潮汐方向相同合力，尤其是世界著名的黑潮及灣流就是東北偏向力 與盛行西風(fēng)所形成，而在中國的南海及東海海岸形成沿岸流是同樣的道理，俗稱暗涌，動能 雖然不很大，但足以使集浪浮板浮動，也成為本發(fā)明所可利用的再生能源。微氣候?qū)W有一種 海陸風(fēng)，是由于陸地與海水每日吸熱和散熱程度的差異，形成局部的地方性微風(fēng)變化，產(chǎn)生 小型的近岸波浪，有助集浪浮板的浮動功能。此外，海面與海底的深度、海水溫差、密度、鹽 份等性質(zhì)差異，形成海水份子的垂直運動，產(chǎn)生振動波，不過，水深愈大愈明顯，而集浪浮板 僅裝置在水深幾米的地方，影響不大。
[0062] 本發(fā)明所提供的波浪能發(fā)電機組，還包括了回流油缸21的動能持續(xù)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，如 圖6所示，回流油缸21為本發(fā)明的另一核心組件，補充液壓油，主導(dǎo)油料的供輸循環(huán)，分別 與柱型油缸22與集壓油缸23、油壓監(jiān)控系統(tǒng)和油壓馬達31相連接，回流油缸上設(shè)有加油蓋 211，任何多余的油料都會從油壓監(jiān)控系統(tǒng)、油壓馬達31流回回流油缸21，油料從回流油缸 透過集壓油缸的油壓回流管(輸入油管)24返回連接浮板的柱型油缸，以備另一次波浪周期 的循環(huán)活動。
[0063] 回流油缸21除了有過濾器29與油壓馬達31聯(lián)系，維護油料品質(zhì)外，最重要有壓 力泵（34)的自動緊急防護安全系統(tǒng)的裝置，使油料傳輸系統(tǒng)萬一因海浪狀況出現(xiàn)不正常情 況下，該系統(tǒng)的壓力泵（34)自動啟動，驅(qū)動回流油缸內(nèi)的油料，繼續(xù)進行發(fā)電操作。
[0064] 圖2為本發(fā)明的一種波浪能收集系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，如圖2所示，所述集浪浮板12 為中空箱體結(jié)構(gòu)，該中空箱體結(jié)果基本密封，制造材料優(yōu)選輕薄鋼材，前端傾斜，且前端的 上緣比下緣較接近迎面而來的海浪。集浪浮板是可以隨波浪起伏而浮動的大型設(shè)備，浮力 指數(shù)取決于浪型與集浪浮板的型式，即能量已紀錄得基礎(chǔ)的指標系數(shù)，是與浪高及浪的頻 率有明顯相關(guān)。所述集浪浮板內(nèi)設(shè)置有氣壓排水裝置。萬一有海水滲入集浪浮板的空箱中， 則特別配置的氣壓排水管立即把海水抽出，保持集浪浮板的最大浮力。所述集浪浮板12后 端至少設(shè)置一雙平行的支臂13,所述支臂13轉(zhuǎn)動連接在固定工程組件11上。集浪浮板支 架后端的延伸臂(支臂）以固定栓軸與海樁有支點相連，使前端的集浪浮板本體可以自由地 隨波浪起伏，順應(yīng)一波一波的波峰與波谷情況而上下浮動，產(chǎn)生連續(xù)不斷的動能。集浪浮板 上優(yōu)選裝置兩組柱型油缸22,配合集浪浮板12的上升和下降循環(huán)運動。當(dāng)波峰到達時，集 浪浮板12被推進波掀起，上升組油壓缸受壓，油料透過其輸出油管25從另一端如彈珠原理 之立即輸出，爭取時效，同時減少摩擦損耗，同時，有油料從回流油缸流回下降組油壓缸。但 當(dāng)集浪浮板從波峰開始回落時，產(chǎn)生底回流，則下降組油壓缸受壓，油料透過其油壓輸出管 輸出，同時，有油料從回流油缸21流回上升組油壓缸。因此，集浪浮板上下浮動，油料透過 兩組柱型油缸22循環(huán)不息，產(chǎn)生連續(xù)動能。由于推進波比底回流的壓力大，上升組油壓缸 亦比下降組油壓缸大。
[0065]圖3為本發(fā)明的另一種波浪能收集系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，如圖3所示，包括并列排布的 多個集浪浮板12,利用多塊集浪浮板及柱型油缸系統(tǒng)收集波浪能源，來配合一個大型的發(fā) 電機組，故集浪浮板的空間布局可有兩種型式：一中是沿海岸的橫排式（圖3所示)，依地形 許可，可連綿幾公里。另一種是圖4所示的波浪能收集系統(tǒng)，包括一組集浪浮板組或多組并 列排布的集浪浮板組，所述集浪浮板組包含多塊前后嵌輪連接的集浪浮板，所述第一塊集 浪浮板的后端活動連接固定工程組件，前后相鄰的集浪浮板之間設(shè)置有柱型油缸，所述柱 型油缸22通過管道分別連接至輸出油管25和輸入油管24。此結(jié)構(gòu)為開闊海面的連環(huán)式， 每一連環(huán)優(yōu)選可配置二至三塊集浪浮板，視海面長浪狀態(tài)而定。換言之，在最佳的自然地理 條件下，集浪浮板的空間布局可能是面狀的壯觀景致。
[0066] 圖5為本發(fā)明的一種油壓傳輸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，如圖5所示，集浪浮板的上升和下 降循環(huán)運動，透過油壓輸出管(輸出油管）把波浪動能傳到廠房內(nèi)的集壓油缸。油料的傳遞 并非流動式的，因為輸出油管是采取密封設(shè)計，當(dāng)一邊受壓，油料乃從另一端如彈珠之立即 輸出，輸出油管與集壓油缸之間設(shè)有逆止閥26,禁止油料回流。
[0067] 集壓油缸為本發(fā)明的核心部件，為配合地理條件的差異，可能需要用幾塊集浪浮 板同時連接一個發(fā)電機組，故集壓油缸是一整體中含若干小個體集壓缸(小集壓油缸)，即 所述集壓油缸包括多個小集壓油缸，每一個個體集壓缸(小集壓油缸）是完全密封的，所述 小集壓油缸由大活塞233分成油料累積區(qū)231和氣壓動力區(qū)232,所述油料累積區(qū)231連 通輸出油管25和第一管道4,所述氣壓動力區(qū)232內(nèi)填充不與油液發(fā)生反應(yīng)的氣體(該不 與油液發(fā)生反應(yīng)的氣體優(yōu)選為氮氣)。當(dāng)幾條油壓輸出管(輸出油管)把油料輸入，油料累集 區(qū)231只有累集動作，等待能量轉(zhuǎn)換。就由于這累集功能，集浪浮板只要輕輕松松的浮動， 不必巨浪沖擊，幾塊集浪浮板所收集的波浪能，合起來的能量就很大。當(dāng)油料累集區(qū)內(nèi)的油 料增加，向氣壓動力區(qū)推進，擠壓區(qū)內(nèi)高壓氣體，氮氣基本上為廉價而穩(wěn)定的天然氣體，并 對液壓油沒有抗拒反應(yīng)（即不發(fā)生化學(xué)反應(yīng))。然而，當(dāng)?shù)獨獾氖軌嚎臻g到達某一極限時，會 發(fā)生反彈，啟動自動調(diào)控大活塞而逼使油料由集壓油缸沖向油壓監(jiān)控系統(tǒng)。當(dāng)油料累集區(qū) 的油料減少后，大活塞亦退回原位。
[0068] 油壓監(jiān)控系統(tǒng)主要由配合波浪周期的逆止閥26和調(diào)節(jié)器7組成，有油壓儀表41 監(jiān)控。波浪周期指波浪頻率，通常是每分鐘6?10次，調(diào)整控制依浪型而調(diào)整至適當(dāng)時候， 波浪周期活門就會開啟，把油料正常供應(yīng)油壓馬達。
[0069] 圖7為本發(fā)明的一種動能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，如圖7所示，還設(shè)置有控制裝置， 控制裝置包括緊急手動開關(guān)321，控制儀表322和電壓儀表323。當(dāng)油壓監(jiān)控系統(tǒng)的周期性 活動，油料正常供應(yīng)油壓馬達，油壓馬達便會發(fā)動，就可使連接的發(fā)電機設(shè)備生產(chǎn)電力。所 述發(fā)電設(shè)備配置有慣性飛輪，即發(fā)電機的渦輪有慣性飛輪配合，故在運轉(zhuǎn)時，繼后的動力不 必很強，也不必相同，發(fā)電機都能夠產(chǎn)生穩(wěn)定的電力，因此，油壓馬達不能停止，但萬一在短 時期內(nèi)由于浪高較低而由集壓油缸來的正常油料供應(yīng)可能不足，則自動緊急油料補充系統(tǒng) 從回流油缸注入油料，保持油壓馬達的有效運行。如有多余的油料進入油壓馬達，也有較小 型的油壓管把多余的油料從油料回流口抽回回流油缸，以保持油壓馬達的運行狀態(tài)穩(wěn)定。
[0070] 該動能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)還包括備用發(fā)電設(shè)備，所述備用發(fā)電設(shè)備與發(fā)電機相連。當(dāng)短期 的幾日內(nèi)，如因臺風(fēng)、靜風(fēng)等原因，集浪浮板暫?；顒?，本系統(tǒng)有后備手動發(fā)電機制，保持低 度發(fā)電。發(fā)電機組是一般型號，沒有特殊裝置。附有電壓監(jiān)測儀表、電子監(jiān)控儀表等正常設(shè) 施，生產(chǎn)的電力，由電力輸出器外接電網(wǎng)變壓器。
[0071] 圖8為本發(fā)明一實施例示意圖，如圖8所示，本發(fā)明的優(yōu)勢是絕大部份的發(fā)電設(shè)備 都在近岸陸上的廠房內(nèi)，只有集浪浮板12在海上，優(yōu)選選用的集浪浮板12的長度為五米左 右，支臂13 -米左右，故浮板裝置的海面水深至少需要有六米。海上工程有兩種可行的空 間型式：一種是如圖8所示的海堤式裝置，即本發(fā)明的海上工程可以在水深較大的天然海 崖、人造海堤、防波堤建造，即所述固定工程組件為崖巖或人造海堤。集浪浮板直接掛在附 建于崖巖或堤邊的鋼筋水泥結(jié)構(gòu)平臺上，以油壓管(輸入油管和輸出油管）連接至近岸廠房 內(nèi)的回流油缸和集壓油缸，由于油料屬彈珠式傳輸，輸出油管長度不會影響傳輸功能。
[0072] 另一種是如圖9所示的海樁式裝置，適宜在在沙岸地形，可以建造離岸式的樁柱 平臺系列，利用引橋把輸出油管和輸入油管連接至近岸廠房內(nèi)的回流油缸和集壓油缸，由 于油料屬彈珠式傳輸，油壓管長度不會影響傳輸功能。海上樁柱工程由專業(yè)工程單位負責(zé) 設(shè)計及施工，由于樁柱只有集浪浮板的掛扣，重量不大，沒有平臺，故在承載力、抗拔力方面 都很輕微，但扭曲、折斷方面需要根據(jù)海流環(huán)境要求，以能安全及長久實用為原則。海上樁 柱工程多在離岸在一百至二百米之間，視海底地形及地質(zhì)而定。樁柱深入海床情況，亦視海 底地形及地質(zhì)而定。優(yōu)選海柱111的專業(yè)設(shè)計有一條主立柱，下部附以一或二條斜樁固定。 裝置集浪浮板的主立柱上部，外套以調(diào)整型鋼管以配合潮差及風(fēng)向改變用途。即所述固定 工程組件為可旋轉(zhuǎn)和/或可上下移動的海柱111。
[0073] 如圖10所示，固定工程組件還可以選用可以上下活動的主立柱，潮汐現(xiàn)象是每日 的定時變化，規(guī)律性顯著，因此很容易控制漲退潮時集浪浮板與潮面的相對關(guān)系。集浪浮板 通常裝置在平均海平面上，但在潮差較大的地方，可利用自動浮臺式或電子儀器操作主立 柱鋼管的上下活動功能，即水漲船高的道理。
[0074] 如圖11所示，還可以將固定工程組件設(shè)置為可以進行旋轉(zhuǎn)的海柱，根據(jù)風(fēng)向調(diào) 整，由于風(fēng)向影響浪型，浪型影響發(fā)電產(chǎn)能，最大產(chǎn)能是集浪浮板正對迎風(fēng)，浪高最大，如中 國屬季風(fēng)氣候，冬夏風(fēng)向相反，夏季以偏南風(fēng)為主，冬季以東北風(fēng)為主，各地或時節(jié)亦略有 差異。故也可利用電子儀器操作主立柱鋼管的半圓轉(zhuǎn)動，配合季節(jié)風(fēng)向的改變，發(fā)揮最佳效 能。
[0075] 如圖12所示，所述集浪浮板上分別設(shè)置有安全靠桿14和回收吊環(huán)15。臺風(fēng)為本 發(fā)明的最嚴重災(zāi)害點，本發(fā)明中，暴露于海上的設(shè)備只有集浪浮板，可以在集浪浮板上設(shè)置 牽環(huán)，在油壓缸附有電子儀器操作的油壓牽動裝置，集浪浮板的前端被掀起，離開水面，掛 靠(通過安全靠桿避免損傷集浪浮板）在立柱或平臺上，以減低受損機會。
[0076] 綜上所述，本發(fā)明所提供的波浪能發(fā)電機組，其中的水體與陸地的波浪能量轉(zhuǎn)換 系統(tǒng)，具體為海崖或海堤平臺工程、或海底立柱工程作為固定工程組件；集浪浮板耦合連接 固定工程組件，且集浪浮板以固定組件的垂直平面中軸線為中心；至少有一個具有活塞的 柱型油缸輸送液壓油，當(dāng)活塞伸展及縮回時，油壓缸的一端連接到固定工程組件，另一端則 與集浪浮板耦合；回流油缸的具有動能持續(xù)功能。
[0077] 波浪能量收集系統(tǒng)中，集浪浮板的耦合組件至少包括一雙并行的支臂，支臂連接 固定工程組件與集浪浮板，每個支臂是以垂直平面與固定工程組件相交；平行支臂在各鏈 接至集浪浮板之間的長度約相等，可使集浪浮板的作圓圈型的自由活動；浮板前端的傾斜 方式，其上緣比下緣較接近迎面而來的海浪，以便因波峰而易于被掀起。集浪浮板設(shè)有氣壓 排水裝置，保持集浪浮板之空腔最佳浮力。管道系統(tǒng)包括至少一個集壓油缸，有液壓管連結(jié) 集浪浮板與波浪能量傳輸系統(tǒng)；液壓收集系統(tǒng)包括至少兩條液壓油管道，第一條液壓流體 輸出管(輸出油管）顯現(xiàn)在波峰時，活塞收縮集壓使油料輸往大集壓油缸的油料累集區(qū)，第 二條液壓流體回流管(輸入油管）顯現(xiàn)在波谷時，活塞伸展舒壓，油料回流。
[0078] 液壓系統(tǒng)設(shè)有集壓油缸以便接受液壓油料從油壓缸方面輸入，供應(yīng)液壓馬達的推 動，也有輸出液壓油料至油壓缸的循環(huán)系統(tǒng)功能；液壓傳輸管道系統(tǒng)設(shè)有不同壓力的單向 閥(逆止閥）或開關(guān)控制閥以控制液壓流體的流通量，確定在所需要的運行方向；液壓傳輸 管道系統(tǒng)(第一管道）設(shè)有控制閥及調(diào)節(jié)器，能控制及調(diào)節(jié)油壓，并可使過多的液壓流體從 系統(tǒng)排出至回流油缸；液壓系統(tǒng)配備一個液壓流體回流油缸，以使液壓流體從液壓馬達回 流后，回到集能油壓缸循環(huán)備用。
[0079] 大集壓油缸中的氣壓動力區(qū)安置有穩(wěn)定的氣體。氣體在受液壓至適當(dāng)程度，產(chǎn)生 動力，擠壓油料累集區(qū)的液壓油料推動液壓馬達；大集壓油缸中的氣壓動力區(qū)裝置有氣壓 監(jiān)測儀，了解氣體存量及氣壓狀況。
[0080] 波浪能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中，絕大部份設(shè)備又安置在陸上廠房內(nèi)，控制設(shè)備免受海浪的 沖擊及腐蝕；油壓缸及油料輸送管設(shè)備逆止閥，以控制油料的流量與壓力，尤其是防止由于 浪型突然重大變化所導(dǎo)至油壓缸使液壓油料產(chǎn)生的異?，F(xiàn)象；在大集壓油缸中，較安靜的 氮氣在上層，液壓油料在下層；電子監(jiān)測波浪的強度，以便研究較小波浪能回應(yīng)較大的發(fā)電 功率。
[0081] 在波浪能量收集系統(tǒng)中，風(fēng)向、風(fēng)速、海岸地形等自然地理要素決定浪型，不同浪 型的波高及浪頻狀況影響發(fā)電量；本發(fā)明透過在七八月完全無浪至十二月非常大浪的地中 海氣候環(huán)境下作多年實驗，獲得數(shù)據(jù)結(jié)果，
[0082] 顯示相關(guān)浪型與發(fā)電量參數(shù)表(如表1)，是興建發(fā)電廠的依據(jù)。
[0083] 表1浪型與發(fā)電量參數(shù)表
[0084]

【權(quán)利要求】
1. 一種波浪能發(fā)電機組，其特征在于：包括波浪能收集系統(tǒng)，油壓傳輸系統(tǒng)和動能轉(zhuǎn) 換系統(tǒng)， 所述波浪能收集系統(tǒng)包括固定工程組件和集浪浮板，所述集浪浮板一端轉(zhuǎn)動連接在固 定工程組件上； 所述油壓傳輸系統(tǒng)包括回流油缸、柱型油缸和集壓油缸，柱型油缸一端活動連接在集 浪浮板的上表面，一端固定在固定工程組件上，所述回流油缸與柱型油缸之間通過輸入油 管連接，所述柱型油缸與集壓油缸之間通過輸出油管連接，所述輸入油管和輸出油管上均 設(shè)置有避免油料向回流油缸方向回流的逆止閥； 所述動能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)包括油壓馬達和與油壓馬達連接的發(fā)電設(shè)備，所述油壓馬達的吸油 口通過第一管道連接集壓油缸，所述油壓馬達的出油口通過第二管道連接回流油缸。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的波浪能發(fā)電機組，其特征在于：所述集浪浮板為中空箱體結(jié) 構(gòu)，前端傾斜，且前端的上緣比下緣較接近迎面而來的海浪。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的波浪能發(fā)電機組，其特征在于：所述集浪浮板后端至少 設(shè)置一雙平行的支臂，所述支臂轉(zhuǎn)動連接在固定工程組件上。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的波浪能發(fā)電機組，其特征在于： 所述第一管道上還連接有油料補充管道，所述油料補充管道另一端連通回流油缸； 所述油壓馬達上還設(shè)置有油料回流口，所述油料回流口通過管道連通至回流油缸。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的波浪能發(fā)電機組，其特征在于：所述波浪能收集系統(tǒng)包 括并列排布的多個集浪浮板。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的波浪能發(fā)電機組，其特征在于：所述波浪能收集系統(tǒng)包 括一組集浪浮板組或多組并列排布的集浪浮板組，所述集浪浮板組包含多塊前后嵌輪連接 的集浪浮板，所述第一塊集浪浮板的后端活動連接固定工程組件，前后相鄰的集浪浮板之 間設(shè)置有柱型油缸，所述柱型油缸通過管道分別連接至輸出油管和輸入油管。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的波浪能發(fā)電機組，其特征在于：所述集浪浮板組包含兩塊或 三塊前后嵌輪連接的集浪浮板。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的波浪能發(fā)電機組，其特征在于：所述集浪浮板上分別設(shè)置有 安全靠桿和回收吊環(huán)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的波浪能發(fā)電機組，其特征在于：所述集浪浮板內(nèi)設(shè)置有氣壓 排水裝置。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的波浪能發(fā)電機組，其特征在于：所述集壓油缸包括多個小集 壓油缸，所述小集壓油缸由大活塞分成油料累積區(qū)和氣壓動力區(qū)，所述油料累積區(qū)連通輸 出油管和第一管道，所述氣壓動力區(qū)內(nèi)填充不與油液發(fā)生反應(yīng)的氣體。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的波浪能發(fā)電機組，其特征在于：所述油壓傳輸系統(tǒng)還包括油 壓監(jiān)控系統(tǒng)、以及用來控制油料流量和壓力的逆止閥和分流管道，所述分流管道連通回流 油缸。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的波浪能發(fā)電機組，其特征在于：所述油壓傳輸系統(tǒng)還包括將 油液直接從回流油缸輸送至第一管道的壓力泵。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的波浪能發(fā)電機組，其特征在于：所述第二管道上設(shè)置有過濾 器。
14. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的波浪能發(fā)電機組，其特征在于：所述發(fā)電設(shè)備配置有慣性飛 輪。
15. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的波浪能發(fā)電機組，其特征在于：還包括備用發(fā)電設(shè)備，所述 備用發(fā)電設(shè)備與發(fā)電機相連。
16. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的波浪能發(fā)電機組，其特征在于：所述固定工程組件為可旋轉(zhuǎn) 和/或可上下移動的海柱。
17. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的波浪能發(fā)電機組，其特征在于：所述固定工程組件為設(shè)置在 寬闊海面上的海底立柱。
18. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的波浪能發(fā)電機組，其特征在于：所述固定工程組件為崖巖或 人造海堤。
19. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的波浪能發(fā)電機組，其特征在于：所述輸入油管和輸出油管均 設(shè)置有相應(yīng)的引橋。
20. -種采用上述任意一種波浪能發(fā)電機組發(fā)電的方法，其特征在于：包括以下步驟： 步驟一波浪逐漸上升至波峰，推動集浪浮板，使集浪浮板繞固定工程組件旋轉(zhuǎn)，推動柱 型油缸，柱型油缸內(nèi)的油液由輸出油管排出至集壓油缸； 步驟二波浪從波峰回落，集浪浮板逐漸回位，帶動柱型油缸將油液從輸入油管輸入至 柱型油缸內(nèi)； 步驟三波浪循環(huán)產(chǎn)生，帶動集浪浮板隨波浪運動，不斷將油液輸出至集壓油缸內(nèi)； 步驟四集壓油缸內(nèi)油液增加，氣壓動力區(qū)壓力增大至極限值，氣壓動力區(qū)推動大活塞 將油液壓出集壓油缸； 步驟五自集壓油缸內(nèi)壓出的油液通過第一管道壓向油壓馬達，油壓馬達帶動發(fā)電設(shè)備 發(fā)電。
21. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的波浪能發(fā)電機組發(fā)電的方法，其特征在于：重復(fù)步驟一至 步驟五，持續(xù)發(fā)電。
22. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的波浪能發(fā)電機組發(fā)電的方法，其特征在于：還包括 步驟六油液經(jīng)過油壓馬達后，經(jīng)過第二管道回流至回流油缸。
23. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的波浪能發(fā)電機組發(fā)電的方法，其特征在于：當(dāng)波浪較大，油 液輸送超出油壓馬達的需要時，多余的油液通過分流管道輸送至回流油缸；當(dāng)波浪較小，油 液輸送不能達到油壓馬達的需要時，回流油缸補充通過分流管道將油液輸入至油壓馬達， 保證油壓馬達運行。
24. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的波浪能發(fā)電機組發(fā)電的方法，其特征在于：所述輸出油管 中油料的傳輸方式為彈珠式傳輸。
【文檔編號】F03B13/14GK104100443SQ201310129788
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2013年4月15日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月15日
【發(fā)明者】潘桂成, 施莫爾·奧瓦迪亞 申請人:愛華國際集團股份有限公司