CN100552214C - 锥形螺旋波浪能和海流能通用发电装置 - Google Patents

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Abstract

本发明为一种低造价、低成本、高能量转换效率,适用性广的中小型波浪能和海流能通用发电装置。可适用于从小浪到大浪的环境发电;也可适用于流速在2M/S以上水道的海流、河流、溪流等能量转换发电。装置发电量可以从几百瓦到几百千瓦不等。

Description

锥形螺旋波浪能和海流能通用发电装置
技术领域
本发明为一种波浪能和海流能通用发电装置。属于海洋波浪能和海流能的 利用技术领域。 背景技术
1992年,联合国就把波浪发电列为开发海洋可再生能源的首位。据联合国 教科文组织1981年的估计数字,世界海洋的波浪能为30亿千瓦。中国沿岸约 有0.7亿千瓦。在1M的波浪长度范围内,当波高为2M,波浪周期为6S时,发 电功率为24KW;当波高为3M,波浪周期为11S时,发电功率可达130KW。 现挪威、日本、英国、美国、法国、西班牙和中国等国家已建成多个数十瓦至 数百千瓦的试验性波浪发电装置。
至今为止,比较成熟的波浪发电装置基本上属于下列三种类型:
(1) 空气能——用一个与海水相通的容积固定的容器装置,通过波浪产生的
水面位置变化,引起容器内的空气容积发生变化而压縮容器 内的空气,用压縮空气驱动叶轮带动发电装置发电,是最为 广泛应用的一种。
(2) 机械能一利用波浪的运动推动装置的活动部分,压縮驱动油、水等中
间介质,通过中间介质推动旋转发电装置发电。
(3) 水位能——通过收縮水道把海水提升,引入高位水库,使海水的动能转
化为势能,再用水轮发电机低水头发电。
以上三种类型各有优缺点,但有一个共同的问题是波浪能转换成电能的中 间环节,效率低,电力输出波动性大,这也是多年来影响波浪发电大规模开发 利用的主要原因之一。
造价高,发电成本高,安全运行性等难题的解决,就是波浪能发电从实验 走向社会普遍应用的关键。
1973年,美国试验一种为"科里奥利斯"的巨型海洋发电装置,该装置为 管道式水轮发电机,机组长nO米,管道口直径170米,安装在海面下30米处, 在海洋流为2.3米/秒条件下,获得8.3万千瓦的功率。日本、加拿大也在大力研 究试验海洋发电技术,我国的海洋发电研究也已经有样机进入试验阶段。
4海流最大流速在2M/S以上的水道,其海流能均有实际开发的价值。不少水 流能量密度为15—30KW/M2。全世界海流总功率达50亿千瓦左右,是海洋能中 蕴藏量最大一种。我国130个水道的计算统计,我国沿岸海洋资源理论平均功 率为约1.4亿千瓦。
海流发电技术除类似江河电站管道导流的水轮机外,还有类似风车桨叶式, 风速计那样机械原理的装置。 发明内容
本发明为一种低造价、低成本、髙能量转换效率,适用性广的中小型波浪 能和海流能通用发电装置。可适用于从小浪到大浪的环境发电;也可适用于流 速在2M/S以上水道的海流、河流、溪流等能量转换发电。装置发电量可以从几 百瓦到几百千瓦不等。
装置结构简单、轻便,易于安装和运作。分别由发电机、可调变速箱、抗 拉脱轴承、船形密封仓、可潜式双体船、锥形螺旋捕能装置等组成。用锚链固 定在海床上。锥形螺旋捕能装置把波浪能和海流能的能量转换为旋转的动能, 由轴绳把能量传递给抗拉脱轴承,到达可调变速箱,经可调变速箱的调节带动 发电机发电。
图l:可潜双体船设备安装组合示意图。 图2:锥形螺旋捕能装置示意图。
图3:锥形螺旋捕能装置支撑架条安装示意图。
图4:支撑条结构示意图。
图5:螺旋面及口袋排列示意图。
图6:锥形螺旋海流能发电装置工作状态示意图。
图7:锥形螺旋波浪能发电装置工作状态示意图。
1、可潜式双体船;2、船形密封仓;3、发电机;4、可调变速箱;5、抗拉 脱轴承;6、栅状连接;7、半月形连接加固定套管;8、螺旋母帽;9、螺旋插 杆;10、单向连接杆;11、轴绳(粗绳);12、紧固环;13、压杆;14、大浮球; 15、螺旋形带状充气浮子;16、螺旋面;17、支撑架条纵向螺旋;18、支撑架 条。19、支撑架条底座;20、梯形口袋;21、锚链;22、带锚链的轴承;23、
松由抓
具体实施方式可潜式双体船(1)的每个船体由上、下两层独立空间构成。上层空间的浮 力可使船体和装载的发电机(3)、变速箱(4)等可以在水中处于悬浮状态;加 上下层空间的浮力可使船的整体处于半潜浮状态;每层空间上、下部位都安装 有一个排气口和一个排水口,打开后,通过气压的调节,可使船体停在水面至 水下的任何位置,而使到风浪较大时仍能正常工作。船体为三角流线型结构, 船面与船面之间为栅状连接(6),可方便透水。发电机(3)、变速箱(4)、抗 拉脱轴承(5)等用船形密封仓(2)包裹密封,密封仓采用盖式结构,留一个 可打开式密封口方便调节变速箱不同的转速来适合不同的波浪或水流。装置结 构重心处于栅状连接(6)中心点。
抗拉脱轴承(5)用于锥形螺旋捕能装置(图2)与可调变速箱(4)的连接, 安装在密封仓的铁架槽内,可以进行更换,轴承的轴杆为单向轴杆(10),可防 止轴杆被拉出。轴杆一头与变速箱连接,可用半月形连接加套管(9); 一头与 锥形螺旋捕能装置(图2)的绳头部连接,用螺杆式连接,螺杆螺纹与锥形螺旋 捕能装置的螺旋方向一致。螺杆后部为一圆环与锥形螺旋捕能装置的绳头连接。
锥形螺旋捕能装置由耐腐蚀、抗拉伸,扭力强度高的粗绳(可用尼龙编织 绳)、螺旋面(16)、螺旋面支撑架条(18)、 一个大的球形浮子(14)(海流能 发电装置为带锚链的轴承(22))和大量较小浮子(或可充放气的螺旋形带状充 气浮子(15))组成。
螺旋面(16)由耐腐蚀、抗拉伸的面布(如加有橡胶涂层的防水帆布制作), 套在固定在轴绳(11)上的支撑架条(18)上。支撑架条沿轴绳(11)以30°— 90°的旋转角度等距离增长排列分布,面布上迎波面缝上连续的梯形口袋(20), 口袋的一条腰边垂直于圆心,底边的开口处于迎波上升方向,开口应较宽松, 使波浪的动能较易吸收。口袋应该按前少后多,或前小后大排列以利于动能的 平均分配和连续性。支撑架的架条由耐腐蚀、弹性好、强度高的材料制造。如 弹性纤维或耐腐蚀的合金钢等
支撑架条的下部连接部位上方弯曲做成螺旋弹簧状(17),以增强支撑条的 伸屈性。螺旋以左旋为好,迎波面安装。螺旋装置的轴绳旋向应与螺旋旋向相 反。如螺旋为右旋,轴绳(11)必须为左旋。螺旋面的夹角设20°左右为宜。螺 旋直径为螺距的4一8倍。螺旋应视当地海浪的大小安装在轴绳的后方;锥形螺旋 波浪能发电装置的螺旋长度应至少有1个波浪周期以上。螺旋前的轴绳长度应 留约50M,视波浪的大小而定。为防止波浪干扰到发电机的稳定性。螺旋面的
6前方轴绳上穿上一个固定的大浮球(14),当船体因应风浪的大小上下浮动时, 可保证螺旋处于海平面水平的方向。螺旋的支撑架之间,穿上抗挤压的小浮球 以保证其浮力可让螺旋处于海面,如水深超过30M的海域,可不用小浮球,而 沿螺旋处轴绳系上可充放气的长条形螺旋充气浮子,当有强风暴来临时,放气。 与双体船一起潜入海底,充气再上浮。如为摇控的操作装置,即可多台装置一 起联合使用,管理更为方便。
上述锥形螺旋波浪能发电装置去除口袋(20)和大浮球(14)设置,在原 大浮球的位置套上一轴承(21),轴承上连接锚链(22)固定于海底,同时调节 螺旋装置的浮力,使其停留固定在水下海流的位置,即可进行海流能发电。可 应用于海流、河流、溪流等的发电。可潜式双体船一般停留在水面上。与适合 波浪能发电的装置对比;海流能发电装置的锥形螺旋捕能装置的长度较短,而 螺旋面增长的宽度较大。

Claims (9)

1、锥形螺旋波浪能和海流能通用发电装置其特征为:在一条耐腐蚀、抗拉伸、扭力强度高的轴绳上;把支撑架条按从短到长的顺序排列,支撑架条按需要的距离通过支撑架条底座固定在轴绳上,把耐腐蚀、抗拉伸的面料制成的锥形螺旋面套在支撑架条上固定,形成一个前小后渐大的似锥形螺旋体,螺旋的旋向与轴绳的旋向相反;这个由轴绳、支撑架条、螺旋面料,大浮球或带锚链的轴承、小浮球或浮子所组成的装置,称为锥形螺旋捕能装置;锥形螺旋捕能装置的轴绳前端连接有螺旋插杆,可与连接在单向连接杆上的螺旋母帽对接,单向连接杆固定在抗拉脱轴承上,再固定在可潜式双体船上,单向连接杆用半月形连接加套管与可调式变速箱连接,可调式变速箱再与发电机连接,并用船形密封仓保护,用锚固定可潜式双体船在海里的适当位置,就可进行波浪能发电或海流能发电;用作波浪能发电的螺旋锥体前方轴绳上穿上一个固定的大浮球,确保螺旋处于海平面水平的方向,螺旋的支撑架之间穿上抗挤压的小浮球或浮子以保证浮力能让螺旋处于水中适当的位置上;用作海流能发电的螺旋锥体,前方大浮球换成带锚链的轴承,锚链固定在海床上,控制螺旋锥体处于海流之中。
2、 根据权利要求1所述的锥形螺旋波浪能和海流能通用发电装置其特征为: 发电机、可调式变速箱、抗拉脱轴承由船形密封仓封闭在内,抗拉脱轴承 的轴杆一端延伸至密封仓外,与一条耐腐蚀、抗拉伸、扭力强度高的轴绳 连接,轴绳另一端连接锥形螺旋捕能装置,用以捕捉能量,提供持续不断 的能量供发电机发电。
3、 根据权利要求1所述的锥形螺旋波浪能和海流能通用发电装置其特征为: 可潜式双体船的每个船体由上、下两层独立空间构成;上层空间的浮力可 使船体和装载物在水中处于悬浮状态,与下层空间的浮力相加,可使船处 于半潜浮状态;每层空间上、下部位都安装有一个排气口和一个排水口, 打开后,通过气压的调节,可使船体停在水面到水下的任何位置。
4、 根据权利要求1所述的锥形螺旋波浪能和海流能通用发电装置其特征为: 发电机、可调式变速箱、抗拉脱轴承用船形密封仓封闭在内,密封仓采用 盖式结构,下部与双体船用栅状连结在一起,在密封仓盖上留一个可打开 式密封口,以方便变速箱的调节,密封仓的重心在与双体船连结的中心点。
5、 根据权利要求1所述的锥形螺旋波浪能和海流能通用发电装置其特征为: 抗拉脱轴承安装在密封仓后部的铁架槽内,用于变速箱与螺旋捕能装置的连接,抗拉脱轴承用压杆固定在铁架槽内,单向连接杆穿过轴承后穿出密 封仓后部,与螺杆相连,螺杆螺纹与锥形螺旋捕能装置的螺旋方向一致, 单向轴杆另一端用半月形连接加套管与变速箱连接。
6、 根据权利要求1所述的锥形螺旋波浪能和海流能通用发电装置其特征为: 锥形螺旋捕能装置是由轴绳,螺旋面,螺旋面支撑架构成,螺旋面由耐腐 蚀、抗拉伸的面布制作,固定套在轴绳上的支撑架上,支撑架的架条由耐 腐蚀、弹性好、强度高的材料制造,架条下部做成纵向弹簧状,用以增强 支撑条的屈伸性,弹簧迎波面安装,支撑架沿轴绳以30°—90°的旋转角度 等距离增长排列分布,螺旋面与轴绳的夹角约20。左右,螺旋直径为螺距的 4一8倍;螺旋装置的轴绳旋向应与螺旋装置的螺旋相反。
7、 根据权利要求1所述的锥形螺旋波浪能和海流能通用发电装置其特征为: 适合波浪能发电的装置:螺旋长度至少应有-一个波浪周期以上;螺旋前的轴绳长度应留50M以上,使船可下潜至30M的水下,以防止波浪干扰到发 电机的稳定性;螺旋面的前方轴绳上穿上一个固定的大浮球,当船体因应 风浪的大小上下浮动时,可保证螺旋处于海平面水平的方向;螺旋的支撑 架之间,穿上抗挤压的小浮球以保证其浮力可让螺旋装置处于海面;如水 深超过30M的海域,可不用小浮球,而沿螺旋处轴绳系上可充放气的长条 形螺旋充气浮子。
8、 根据权利要求1所述的锥形螺旋波浪能和海流能通用发电装置其特征为: 适合波浪能发电的螺旋捕能装置:螺旋面上迎波面缝上连续的梯形口袋; 口袋的一条腰边垂直于圆心,底边的幵口处于迎波上升方向,开口应较宽 松,按前少后多或前小后大排列。
9、 根据权利要求1所述的锥形螺旋波浪能和海流能通用发电装置其特征为.-适合海流能发电的装置:在适合波浪能发电的螺旋捕能装置基础上,去除螺旋面的口袋,把螺旋面前方的大浮球换成带锚链的轴承,控制适当的浮 力,使其停留固定在水下海流的位置上,用带锚链的轴承将其固定于海底; 与适合波浪能发电的装置对比,海流能发电装置的锥形螺旋捕能装置的长 度可较短,而螺旋面增长的宽度较大。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102518549B (zh) * 2011-12-02 2013-10-23 李志勇 柔性螺旋风力收集装置及应用该装置的螺旋风力发电系统
CN102661231B (zh) 2012-05-14 2014-06-18 中国科学院广州能源研究所 一种具有半潜船特征的漂浮鹰式波浪能发电装置
CN102767466B (zh) * 2012-07-05 2014-08-27 浙江大学宁波理工学院 潮流能和波浪能综合性能测试装置
CN104728031A (zh) * 2015-04-01 2015-06-24 姚焕源 一种锥型螺杆式潜浮发电站

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5101916A (en) * 1991-03-29 1992-04-07 Acme Pumps & Well Points, Inc. Water drill
EP0830506A1 (en) * 1995-05-30 1998-03-25 Northeastern University Helical turbine for power and propulsion systems
CN2310168Y (zh) * 1996-12-17 1999-03-10 马勤 一种微型水利发电机
CN2746149Y (zh) * 2004-11-12 2005-12-14 任双印 水风转动器
CN2779120Y (zh) * 2005-04-11 2006-05-10 樊中伟 水能提升装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5101916A (en) * 1991-03-29 1992-04-07 Acme Pumps & Well Points, Inc. Water drill
EP0830506A1 (en) * 1995-05-30 1998-03-25 Northeastern University Helical turbine for power and propulsion systems
CN2310168Y (zh) * 1996-12-17 1999-03-10 马勤 一种微型水利发电机
CN2746149Y (zh) * 2004-11-12 2005-12-14 任双印 水风转动器
CN2779120Y (zh) * 2005-04-11 2006-05-10 樊中伟 水能提升装置

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