專利名稱：蓄能式海浪發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及水力發(fā)電設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及利用多塊浮箱組合設(shè)計、通過向電機的驅(qū)動裝置提供穩(wěn)定動力使發(fā)電穩(wěn)定的海浪發(fā)電裝置。
背景技術(shù)：
波浪能作為海洋能的主要形式之一，相對于海上風(fēng)能與潮汐能，基于波浪能的海浪發(fā)電受地域限制少，海浪發(fā)電技術(shù)是一種幾乎無污染的綠色能源技術(shù)，因此，海浪發(fā)電技術(shù)具有廣泛的應(yīng)用前景。然而由于海浪具有間斷、隨機、不穩(wěn)定的特點，對海浪發(fā)電技術(shù)的研究仍在逐步探索當中。常見的海浪發(fā)電裝置是振蕩氣柱式或聚波儲能式，其中，振蕩氣柱式需要先將海浪的上、下運動所具有的能量傳遞給空氣，形成振蕩氣柱，然后再將振蕩氣柱的能量傳遞給發(fā)電設(shè)備進行發(fā)電，振蕩氣柱式發(fā)電裝置的缺陷在于:裝置一般裝在岸上或岸邊，應(yīng)用的海浪能較低，發(fā)電效率較低，且由于噪聲大，必須遠離居民區(qū)建站；其次，在將海浪的能量傳遞給空氣的過程中，空氣和管壁摩擦、圓管的壓縮和擴張都會產(chǎn)生很大的能量損耗；第三，需要額外設(shè)計可將往復(fù)氣流轉(zhuǎn)換為定向運動的整流設(shè)備，或使用轉(zhuǎn)換效率較低的葉輪；另外，由于海浪在上升和下降過程中對電機的動力裝置的動力來源不同，基于海浪不穩(wěn)定的特點，海浪能量向電機的驅(qū)動裝置的輸入是不穩(wěn)定的，所以海浪的上升和下降運動產(chǎn)生的電機功率會存在較大的差別，即海浪能量輸入的不穩(wěn)定會導(dǎo)致海浪發(fā)電的不穩(wěn)定。而聚波儲能式發(fā)電裝置需要特殊的地形，且只能利用海浪的波峰部分所具有的能量，海浪能利用率較低。上述兩種類型的海浪發(fā)電裝置存在相同的缺陷，即無法應(yīng)對海浪運動起伏不定的特性，相鄰的不同高低起伏的海浪之間容易產(chǎn)生抵消，使裝置的海浪能利用率降低
發(fā)明內(nèi)容
本申請人針對現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺點進行改進，提供一種蓄能式海浪發(fā)電系統(tǒng)，其能夠為電機的驅(qū)動裝置提供穩(wěn)定的動力，解決了海浪發(fā)電不穩(wěn)定的問題，同時提高了海浪能利用率。本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
蓄能式海浪發(fā)電系統(tǒng)，包括基柱，基柱的外圓周面上均布有浮箱，浮箱與導(dǎo)柱滑動連接，導(dǎo)柱固定支撐在下支撐輪轂及中支撐輪轂之間，下支撐輪轂及中支撐輪轂固接在基柱上，浮箱上設(shè)有壓力桿，壓力桿套接在氣筒內(nèi)，壓力桿的端頭固接有活塞，活塞與氣筒的內(nèi)壁通過密封件密封，氣筒與高壓儲氣罐連通，所述連通處設(shè)有單向儲氣閥，高壓儲氣罐通過供氣管路與釋放筒連通，所述供氣管路上設(shè)有減壓閥及流量控制閥，釋放筒將高壓氣流釋放用于驅(qū)動發(fā)電機。其進一步技術(shù)方案為: 所述釋放筒將高壓氣 流釋放到釋壓管內(nèi)，釋壓管一端通過內(nèi)蓋封閉，釋壓管內(nèi)的高壓氣流推動第一級葉片和第二級葉片旋轉(zhuǎn)，第一級葉片和第二級葉片固定支撐在傳動軸上，傳動軸與發(fā)電機傳動連接，釋壓管的內(nèi)壁上設(shè)有截面補償板，截面補償板上固接有導(dǎo)葉，導(dǎo)葉設(shè)置在第一級葉片和第二級葉片之間，釋壓管的另一端設(shè)有尾流管，釋壓管支撐在基柱上。所述釋壓管內(nèi)設(shè)有前導(dǎo)風(fēng)罩及后導(dǎo)風(fēng)罩，前導(dǎo)風(fēng)罩通過筋板一與截面補償板固接，后導(dǎo)風(fēng)罩通過筋板二與釋壓管固接。所述釋放筒將高壓氣流通過壓力管及壓力管端頭的高壓噴嘴釋放到釋壓管內(nèi)，內(nèi)蓋設(shè)在釋放筒的前方，壓力管穿過內(nèi)蓋。所述氣筒的上部固定支撐在上支撐輪轂上，上支撐輪轂固接在基柱上。所述浮箱的兩側(cè)均滑動連接有導(dǎo)柱，與同一浮箱滑動連接的兩根導(dǎo)柱分別設(shè)置在壓力桿的兩側(cè)。 所述氣筒與高壓儲氣罐通過收縮段連通。所述尾流管成擴張錐形。所述前導(dǎo)風(fēng)罩及后導(dǎo)風(fēng)罩均成錐形結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的技術(shù)效果:
本發(fā)明通過高壓儲氣罐和低壓釋放筒對由海浪能轉(zhuǎn)換來的空氣的能量進行儲存和緩沖，再將緩沖后的氣流輸送給用于驅(qū)動發(fā)電機的動力裝置，本發(fā)明采用蓄能方式作為緩沖，保障了用于驅(qū)動發(fā)電機的動力裝置的能量輸入端具有穩(wěn)定且較高的氣壓，即便海浪能量的輸入極其不穩(wěn)定，但是經(jīng)過高壓儲氣罐和釋放筒這些儲能設(shè)備的緩沖之后，保證了低壓釋放筒中空氣氣壓的穩(wěn)定和空氣的足量供應(yīng)，且由海浪能轉(zhuǎn)換來的空氣的能量能夠穩(wěn)定地輸出，可以穩(wěn)定動力裝置中葉片及傳動軸的轉(zhuǎn)速，由此解決了海浪發(fā)電不穩(wěn)定的問題；由海浪直接沖擊浮箱，巨大的沖擊力直接作用在浮箱上，用以壓縮空氣，可以有效地將海浪的動能轉(zhuǎn)換為空氣的壓縮勢能，用以儲存；所述動力裝置中設(shè)置了至少兩級葉片來收集氣流的能量，并將氣流的能量轉(zhuǎn)換為傳動軸的旋轉(zhuǎn)動能，用以發(fā)電機發(fā)電，提高了發(fā)電機效率；針對海浪起伏不定的特性，整個系統(tǒng)在基柱的外周設(shè)置多組浮箱，可以盡量減少高低起伏的海浪之間的相互抵消，提高海浪能利用率；整個系統(tǒng)直接固定在?；希x海岸較遠，可利用的海浪能較高，容易大功率建站，且對沿岸居民的生活影響較小。


圖1為本發(fā)明的軸測視圖。圖2為本發(fā)明的半剖視圖。圖3為圖2中I部的放大示意圖。其中:1、基柱；2、浮箱；3、導(dǎo)柱；4、下支撐輪轂；5、中支撐輪轂；6、壓力桿；7、氣筒；8、活塞；9、高壓儲氣罐；10、單向儲氣閥；11、供氣管路；12、釋放筒；13、減壓閥；14、流量控制閥；15、釋壓管；16、內(nèi)蓋；17、第一級葉片；18、第二級葉片；19、傳動軸；20、截面補償板；21、導(dǎo)葉；22、尾流管；23、前導(dǎo)風(fēng)罩；24、后導(dǎo)風(fēng)罩；25、筋板一 ；26、筋板二 ；27、壓力管；28、高壓噴嘴；29、上支撐輪轂；30、發(fā)電機；31、收縮段；32、后封蓋；33、輪轂；34、支柱。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖， 說明本發(fā)明的具體實施方式
。
見圖1、圖2，本發(fā)明包括基柱1，基柱I的外圓周面上均布有浮箱2，浮箱2與導(dǎo)柱3滑動連接，導(dǎo)柱3固定支撐在下支撐輪轂4及中支撐輪轂5之間，下支撐輪轂4及中支撐輪轂5固接在基柱I上，浮箱2上設(shè)有壓力桿6，壓力桿6套接在氣筒7內(nèi)，壓力桿6的端頭固接有活塞8，活塞8與氣筒7的內(nèi)壁通過0型密封圈等密封件密封，氣筒7與環(huán)形高壓儲氣罐9連通，連通處設(shè)有單向儲氣閥10，高壓儲氣罐9通過供氣管路11與釋放筒12連通，供氣管路11上設(shè)有減壓閥13及流量控制閥14，釋放筒12將高壓氣流釋放用于驅(qū)動發(fā)電機30。具體地，通過釋放筒12釋放的高壓氣流來驅(qū)動發(fā)電機30的動力裝置的結(jié)構(gòu)見圖3，釋放筒12將高壓氣流釋放到釋壓管15內(nèi)，釋壓管15—端通過內(nèi)蓋16封閉，釋放筒12將高壓氣流通過壓力管27及壓力管27端頭的高壓噴嘴28釋放到釋壓管15內(nèi)，內(nèi)蓋16設(shè)在釋放筒12的前方，壓力管27穿過內(nèi)蓋16，釋放筒12另一側(cè)的釋壓管15的端口通過后封蓋32蓋合，釋壓管15內(nèi)的高壓氣流推動第一級葉片17和第二級葉片18旋轉(zhuǎn)，第一級葉片17和第二級葉片18通過輪轂33固定支撐在傳動軸19上，傳動軸19與發(fā)電機30傳動連接，釋壓管15的內(nèi)壁上設(shè)有截面補償板20，截面補償板20上固接有導(dǎo)葉21，導(dǎo)葉21設(shè)置在第一級葉片17和第二級葉片18之間，釋壓管15的另一端設(shè)有尾流管22，釋壓管15通過支柱34支撐在基柱I上；釋壓管15內(nèi)設(shè)有前導(dǎo)風(fēng)罩23及后導(dǎo)風(fēng)罩24,前導(dǎo)風(fēng)罩23通過筋板一 25與截面補償板20固接，后導(dǎo)風(fēng)罩24通過筋板二 26與釋壓管15固接。進一步地，為了加強整體結(jié)構(gòu)的剛性、減少工作時的振動，氣筒7的上部固定支撐在上支撐輪轂29上，上支撐輪轂29固接在基柱I上；浮箱2的兩側(cè)均滑動連接有導(dǎo)柱3，與同一浮箱2滑動連接的兩根導(dǎo)柱3分別設(shè)置在壓力桿6的兩側(cè)，以保證浮箱2的上、下運動均為穩(wěn)定的直線運動；所述氣筒7與高壓儲氣罐9通過收縮段31連通，收縮段31可以對氣筒7內(nèi)的高壓氣流進行整流；為了使釋放筒12釋放的氣流能盡可能地用于推動第一級葉片，17，前導(dǎo)風(fēng)罩23設(shè)置成錐形結(jié)構(gòu)，且前導(dǎo)風(fēng)罩23的尖端靠近氣流輸入端，同樣，為了使氣流更快、更均勻地從尾流管22排出，與前導(dǎo)風(fēng)罩23對應(yīng)設(shè)置有后導(dǎo)風(fēng)罩24，后導(dǎo)風(fēng)罩24設(shè)置成錐形結(jié)構(gòu)且所述尖端朝向氣流排出口，且尾流管22成擴張錐形。本發(fā)明通過 基柱I固定在?；?，本發(fā)明的運行方式如下:
海浪在向上運動的過程中，巨大的沖擊力直接推動漂浮在水面上的浮箱2，由于浮箱2的底面積非常大，可以獲得強大的上推力，推動壓力桿6沿著導(dǎo)柱3向上運動，由于浮箱2的底面積遠大于氣筒7內(nèi)壓力桿6頂端活塞8的面積，因而可以將氣筒7內(nèi)的空氣通過單向儲氣閥10壓入高壓儲氣罐9中，此時單向儲氣閥10開啟，而且氣流壓入高壓儲氣罐9之前，經(jīng)過收縮段31的整流，高壓儲氣罐9中儲存的高壓空氣通過減壓閥13、流量控制閥14對壓力和流量進行控制后，輸送到低壓釋放筒12中，釋放筒12再通過壓力管27由高壓噴嘴29將高壓空氣噴入發(fā)電機30所在的釋壓管15中，經(jīng)前導(dǎo)風(fēng)罩23對高壓氣流的引導(dǎo)，高壓氣流推動第一級葉片17旋轉(zhuǎn)，損失部分能量的高壓氣流經(jīng)導(dǎo)葉21調(diào)整方向后，再次推動動第二級葉片18旋轉(zhuǎn)，氣流經(jīng)后導(dǎo)風(fēng)罩24導(dǎo)向后最終從尾流管22排出，第一級葉片17和第二級葉片18旋轉(zhuǎn)帶動傳動軸19轉(zhuǎn)動，繼而由傳動軸19將動力傳遞給發(fā)電機30，使發(fā)電機30發(fā)電。海浪下降的時候，單向儲氣閥10關(guān)閉，系統(tǒng)周圍環(huán)境中的空氣將補充到氣筒7內(nèi)，并等待下一波海浪，在下一波海浪的上升運動中，不斷將空氣壓入高壓儲氣罐9中，保證高壓儲氣罐9中的高壓空氣量。本發(fā)明中的高壓儲氣罐9具有較大的容積，并且通過減壓閥13、流量控制閥14對壓力和流量進行調(diào)節(jié)后，先輸送至低壓釋放筒12中，如此可以確保低壓釋放筒12中空氣氣壓的穩(wěn)定和空氣的足量供應(yīng)，確保向驅(qū)動發(fā)電機30的釋壓管15內(nèi)的動力裝置輸送穩(wěn)定且強大的氣流，即便海浪的能量輸入極其不穩(wěn)定，但是經(jīng)過高壓儲氣罐9和釋放筒12這些儲能設(shè)備的緩沖之后，由海浪能轉(zhuǎn)換的空氣的能量能夠穩(wěn)定地輸出，由此解決了海浪發(fā)電不穩(wěn)定的問題；由于采用蓄能方式，本發(fā)明保障了用于驅(qū)動發(fā)電機30的動力裝置的能量輸入端具有較高的氣壓，且所述動力裝置設(shè)置了至少兩級葉片來收集氣流的能量，并將氣流的能量轉(zhuǎn)換為傳動軸19的旋轉(zhuǎn)動能，用以發(fā)電機30發(fā)電，提高了發(fā)電機效率；針對海浪起伏不定的特性，整個系統(tǒng)在基柱I的外周設(shè)置多組浮箱2，可以盡量減少高低起伏的海浪之間的相互抵消，提高海浪能利用率。以上描述是對本發(fā)明的解釋，不是對發(fā)明的限定，本發(fā)明所限定的范圍參見權(quán)利要求，在本發(fā)明的保護范圍·之內(nèi)，可以作任何形式的修改。
權(quán)利要求
1.蓄能式海浪發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于:包括基柱(1)，基柱(I)的外圓周面上均布有浮箱(2)，浮箱(2)與導(dǎo)柱(3)滑動連接，導(dǎo)柱(3)固定支撐在下支撐輪轂(4)及中支撐輪轂(5)之間，下支撐輪轂(4)及中支撐輪轂(5)固接在基柱(I)上，浮箱(2)上設(shè)有壓力桿(6)，壓力桿(6)套接在氣筒(7)內(nèi)，壓力桿(6)的端頭固接有活塞(8)，活塞(8)與氣筒(7)的內(nèi)壁通過密封件密封，氣筒(7)與高壓儲氣罐(9)連通，所述連通處設(shè)有單向儲氣閥(10)，高壓儲氣罐(9)通過供氣管路(11)與釋放筒(12)連通，所述供氣管路(11)上設(shè)有減壓閥(13)及流量控制閥(14 )，釋放筒(12)將高壓氣流釋放用于驅(qū)動發(fā)電機(30 )。
2.按權(quán)利要求1所述的蓄能式海浪發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于:所述釋放筒(12)將高壓氣流釋放到釋壓管(15)內(nèi)，釋壓管(15)—端通過內(nèi)蓋(16)封閉，釋壓管(15)內(nèi)的高壓氣流推動第一級葉片(17)和第二級葉片(18)旋轉(zhuǎn)，第一級葉片(17)和第二級葉片(18)固定支撐在傳動軸(19)上，傳動軸(19)與發(fā)電機(30)傳動連接，釋壓管(15)的內(nèi)壁上設(shè)有截面補償板(20)，截面補償板(20)上固接有導(dǎo)葉(21)，導(dǎo)葉(21)設(shè)置在第一級葉片(17)和第二級葉片(18)之間，釋壓管(15)的另一端設(shè)有尾流管(22)，釋壓管(15)支撐在基柱(I)上。
3.按權(quán)利要求2所述的蓄能式海浪發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于:所述釋壓管(15)內(nèi)設(shè)有前導(dǎo)風(fēng)罩(23)及后導(dǎo)風(fēng)罩(24),前導(dǎo)風(fēng)罩(23)通過筋板一(25)與截面補償板(20)固接,后導(dǎo)風(fēng)罩(24)通過筋板二(26)與釋壓管(15)固接。
4.按權(quán)利要求2或3所述的蓄能式海浪發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于:所述釋放筒(12)將高壓氣流通過壓力管(27)及壓力管(27)端頭的高壓噴嘴(28)釋放到釋壓管(15)內(nèi)，內(nèi)蓋(16)設(shè)在釋放筒(12)的前方，壓力管(27)穿過內(nèi)蓋(16)。
5.按權(quán)利要求1或2或3所述的蓄能式海浪發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于:所述氣筒(7)的上部固定支撐在上支撐輪轂(29 )上，上支撐輪轂(29 )固接在基柱(I)上。
6.按權(quán)利要求1或2或3 所述的蓄能式海浪發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于:所述浮箱(2)的兩側(cè)均滑動連接有導(dǎo)柱(3)，與同一浮箱(2)滑動連接的兩根導(dǎo)柱(3)分別設(shè)置在壓力桿(6)的兩側(cè)。
7.按權(quán)利要求1或2或3所述的蓄能式海浪發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于:所述氣筒(7)與高壓儲氣罐(9)通過收縮段(31)連通。
8.按權(quán)利要求2或3所述的蓄能式海浪發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于:所述尾流管(22)成擴張錐形。
9.按權(quán)利要求3所述的蓄能式海浪發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于:所述前導(dǎo)風(fēng)罩(23)及后導(dǎo)風(fēng)罩(24)均成錐形結(jié)構(gòu)。
全文摘要
蓄能式海浪發(fā)電系統(tǒng)，包括基柱，基柱的外圓周面上均布有浮箱，浮箱與導(dǎo)柱滑動連接，導(dǎo)柱固定支撐在下支撐輪轂及中支撐輪轂之間，下支撐輪轂及中支撐輪轂固接在基柱上，浮箱上設(shè)有壓力桿，壓力桿套接在氣筒內(nèi)，壓力桿的端頭固接有活塞，活塞與氣筒的內(nèi)壁通過密封件密封，氣筒與高壓儲氣罐連通，所述連通處設(shè)有單向儲氣閥，高壓儲氣罐通過供氣管路與釋放筒連通，所述供氣管路上設(shè)有減壓閥及流量控制閥，釋放筒將高壓氣流釋放用于驅(qū)動發(fā)電機。本發(fā)明能夠為電機的驅(qū)動裝置提供穩(wěn)定的動力，解決了海浪發(fā)電不穩(wěn)定的問題，同時提高了海浪能利用率。
文檔編號F03B13/14GK103233853SQ201310189928
公開日2013年8月7日 申請日期2013年5月22日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月22日
發(fā)明者楊偉濤, 張紅旭, 謝玉琪, 姚伯龍, 李勇良 申請人:江蘇中蘊風(fēng)電科技有限公司