CN101201039B - 海浪和大气双动力真空涡轮机发电平台装置 - Google Patents

Abstract

本发明是一种在海面上利用多个浮力平台为支撑面，将多个海浪真空泵组安装在海水表层下面，将真空涡轮机发电机组安装在浮力平台上面，以海浪能为动力通过多个海浪真空泵组，将海浪能规模转化为真空能，以真空能为动力通过真空涡轮机发电机组释放大气压能形成高速气流，以高速气流为动力，使真空涡轮机发电机组运行发电的系统真空装置。主要用于海面上，利用海浪能和大气压力能为动力，规模、廉价生产电能。本发明是由多个海浪真空泵组平台布置在真空涡轮机发电平台周围，并用钢索将其两种平台锁定在离海面的安全高度上，通过金属软管将多个海浪真空泵组平台上面的真空罐与真空涡轮机发电平台上面的真空罐连通成一体构成。

Description

海浪和大气双动力真空涡轮机发电平台装置

一、技术领域

本发明海浪和大气双动力真空涡轮机发电平台装置，是一种在海面上以多个浮力平台为支撑面，将多个海浪真空泵组安装在海水表层下面，将真空涡轮机发电机组安装在浮力平台上面，利用海浪能和大气压力能为动力发电的系统真空装置，主要用于在具有波浪运动的海面上，利用海浪能实现规模、廉价生产电能方面。

二、背景技术

当今由于火力发电厂的大力发展，燃烧化石燃料产生的CO₂气体，造成严重大气环境污染导致全球变暖，而产生各种自然灾害和水资源短缺，为此，联合国环境规划署于上世纪80年代指出：“必须寻找替代能源和提高能源利用效率，以制止主要由化石燃料提供动力的经济增长，严重加剧空气污染和气候变暖”。因此，再度引起对巨大海浪能开发利用的重视，地球上70％的面积是海洋，在浩瀚大海的波浪中蕴藏着巨大无比的能量，据估算在1平方公里的海面上每秒钟波浪运动的能量可达20～50万千瓦，我国领海面积有470多万平方公里，据估算我国领海的海浪能总量为1.7亿万千瓦；全世界的海浪能总量高达25亿万千瓦；每年全世界波浪冲击海岸的总破坏能力估算高达十亿到一百亿千瓦，几乎等于全世界消耗的总功率。人类利用海浪能发电虽然发明有许多成功的方法，但目前均不能实现规、模廉价发电的要求。

三、发明内容

本发明的主要目的：利用浩瀚海洋面上的巨大无比的波浪能为动力，安全、规模、廉价的生产电能，从根本解决人类社会面临的能源危机和严重的CO₂气体污染问题。

本发明的结构：包括由真空涡轮机发电机组、浮力平台等组成的真空涡轮机发电平台；包括多个由海浪真空泵组、两个真空罐、多条真空管路、多个真空管路伸缩节、多条调节支撑杆、浮力平台等组成的海浪真空泵组平台；包括多条金属软管等，以方阵的形式将多个海浪真空泵平台布置在真空大气涡轮机发电平台的周围，并用钢索将其平台牢固地安装在海面之上，再用多条金属软管将多个海浪真空泵平台上的真空罐与真空涡轮发电机平台上面的真空罐相连通组成。其中真空涡轮发电机平台中的真空涡轮发电机组包括由涡轮机、大气喷射管、发电机、真空罐、多条真空管、多个真空阀、支架等组成；其中涡轮发电机平台和海浪真空泵组平台中的浮力平台包括由台面、两个浮力仓、多个高度调节铰车、连接支撑架等组成；其中海浪真空泵组平台中的海浪真空泵组包括多个海浪真空泵、多条真空管路、多条连接板等组成；其中海浪真空泵包括由泵室、真空阀、真空管、多个排气阀、护网、连接架等组成。

本发明的工作原理：利用海浪真空泵将海浪能转化为真空能，再利用真空能释放大气压力，以大气压力能和真空能形成的高速气流为动力，使真空涡轮发电机组运行发电。

海浪真空泵的工作原理：海面上的波浪运动是作上下运动的横波运动，如我国黄海和东海的平均波高为1.5米，南海的平均波高为1米，平均波周期为6秒。海浪真空泵安装在海水表层的下面，海浪真空泵的泵室是一个没有底面的容腔，在泵室上顶面上安装多个排气阀和一条真空管，在真空管的末端安装一个真空阀，构成海浪真空泵，泵室成为波浪水流作上下运动的流道，这种结构使波浪水流在泵室内作上下运动时，形成了水柱塞式真空泵的工况，当海浪向上运动时其波浪水流在泵室内向上运动时顶开泵室上顶面的多个排气阀通畅流出，同时将真空阀压紧，在这过程中完成排除气体的工作；当海浪向下运动时，其波浪水流在泵室内向下运动，使泵室内形成真空，大气压力将多个排气阀压紧封严，被抽除的气体压开真空阀排入泵室内，完成抽除气体获得真空能量的工作。

真空涡轮机发电的工作原理：真空涡轮机发电机组是由安装在工作平台上面的真空罐、涡轮机、发电机、大气喷射管组成，海水表层下的海浪真空泵通过真空管、真空罐、涡轮机、大气喷射管与大气相连通，构成海浪真空泵——大气泵结构形式，由海浪真空泵使真空罐内获得真空能量，通过涡轮机、大气喷射管，形成大气压力与真空能量间的压差力，如同水环-大气泵工况(水环-大气泵的工作原理是建立在水环泵和大气泵两种真空泵工作原理基础上，开动水环泵，造成大气泵工作所要求的预真空喷嘴的进气口和排气口有了压差，大气便通过喷嘴流入泵内，当压差达到大气压的-半以上时，流入的气体经过喷嘴的收缩段得到加速，在喷嘴的喉部气流达到音速)，利用形成的压差力为动力，使压入大气喷射管内的大气形成高速气流，用其高速气流使涡轮机带动发电机运行发电。

本发明的目的是这样完成的：将多个海浪真空泵组平台以方阵的形式布置在真空涡轮发电机平台的周围，用钢索牢固的安装在海面之上，用金属软管将各个海浪真空泵平台上面的真空罐和真空涡轮发电机平台上面的真空罐相连通，用多个海浪真空泵组平台获得的真空能量，通过真空涡轮发电平台上面真空罐、涡轮机、大气喷射管与大气相连通后，释放出的大气压力在大气喷射管内形成高速气流，用高速气流推动涡轮机运行带动发电机发电，由于在海面上利用无穷的海浪能为动力，可实现利用多个海浪真空泵组工作平台规模获得真空能量，通过匹配相应功率的真空涡轮机发电机组，便能达到规模、廉价生产电能的目的，由于真空能量可通过真空管路传递，所以可将海浪真空泵组平台和真空涡轮机发电平台离海面的高度，提升到所需要安全的高度，达到在海面上安全发电的目的。

海浪真空泵组平台的工作是这样完成的：海浪真空泵组平台包括由浮力平台、海浪真空泵组、二个真空罐、多条真空管、多个真空管路伸缩节、多条调节支撑杆等组成，利用浮力平台上面的高度调节固定绞车，将浮力平台牢固锁定在离开海面的安全高度上，将两个真空罐安装在浮力平台上面，以浮力平台的台面为支撑面，用多条支撑杆将海浪真空泵组固定安装在海水表层下面，利用多条真空管路和多个真空管路伸缩节，将海浪真空泵组与两个真空罐相连通构成。当海浪通过海浪真空泵组作上下运动时，便获得真空能量，通过真空管路传递到浮力平台上面的真空罐内，完成获得真空工作。

海浪真空泵组的工作是这样完成的：海浪真空泵组包括多个海浪真空泵、多条连接板、多条真空管路等组成，用多条连接板将多个海浪真空泵并联固定安装为一体，再用多条真空管路将多个海浪真空泵的真空管路相连通，将各个海浪真空泵获得的真空能量传递到平台上面的真空罐内，由于利用海浪可同时使多个海浪真空泵工作，提高海浪真空泵组平台获得真空能量的能力。

海浪真空泵的工作是这样完成的：海浪真空泵包括由泵室、真空阀、真空管、护网、连接架等组成，泵室是个没有底面的容腔，在泵室上顶面的安装真空管在真空管的末端安装一个真空阀，并在泵室上顶面安装多个排气阀，在每个排气阀的上面安装护网，在泵室上面安装连接架，利用连接架将海浪真空泵安装在海浪真空泵组的连接板下面，使海浪真空泵固定安装在海水表层下面，当海浪通过海浪真空泵作上下运动时，使泵室内腔利用波浪水流形成水柱塞式真空泵的工况，当波浪水流向上运动时，通过泵室上面的多个排气阀通畅流出，完成排气工作；当波浪水流向下运动时，使泵腔内形成真空，大气压力将多个排气阀压紧封严，被抽除的气体压开真空阀排入泵内，完成抽除气体获得真空能量工作，由于海浪是周期性连续不断作上下运动，所以便使海浪真空泵连续的完成获得真空能量的工作。

真空涡轮机发电平台的工作是这样完成的：真空涡轮机发电平台是由真空涡轮机发电机组安装在浮力平台的上面组成，利用浮力平台上面的高度调节固定绞车，将浮力平台牢固锁定在离开海面安全高度，利用多条金属软管将真空涡轮发电机组中的真空罐与多个海浪真空泵组平台上面的真空罐相连通，真空涡轮机发电机组包括涡轮机、大气喷射管、发电机、真空罐、多条真空管、多个真空阀、支架等组成，支架安装在浮力平台上面，涡轮机和发电机安装在支架上面，真空罐安装在支架下面，涡轮机的排气口通过管路与真空罐相连接，涡轮机的进气口安装大气喷射管，真空罐上面多条真空管各自安装一个真空阀，当开启多条真空管路上的真空阀时，由多个海浪真空泵组平台获得的真空能量都能传递到真空罐内，真空罐内的真空能量通过涡轮机、大气喷射管、与大气相连通后，使大气喷射管形成了水环-大气泵的工况，以大气和真空形成的压差力使压入大气喷射管内的大气形成了高速气流，以高速气流为动力推动涡轮机运行带动发电机发电，由涡轮机排入真空罐内的大气通过真空管路，被多个海浪真空泵平台抽除，使真空罐内保持真空，达到使涡轮机连续运行发电的目的。

四、附图说明

图1、海浪和大气双动力真空涡轮机发电平台装置结构图

图2、海浪和大气双动力真空涡轮机发电平台装置平面布置图

图3、浮力平台结构图

图4、真空涡轮机发电平台结构图

图5、海浪真空泵组平台结构图

图6、海浪真空泵组结构图

图7、海浪真空泵组平面布置图

图8、海浪真空泵结构图

图9、海浪真空泵获得真空能量工况图

图10、海浪真空泵排除气体工况图

如图1所示，海浪和大气双动力真空涡轮机发电平台装置，是由多个海浪真空泵组平台2、真空涡轮机发电平台4、多条金属软管3等组成，利用钢索将其平台锁定在海底面1上，将平台台面高离海面，再用金属软管3将多个海浪真空泵组平台2上面的真空罐和真空涡轮发电机平台4上面的真空罐相连通构成。

如图2所示，海浪和大气双动力真空涡轮机发电平台装置，是将多个海浪真空泵组平台2围绕着真空涡轮机发电平台4，方阵式布置在海面1上面，用多条金属软管3将多个海浪真空泵组平台2上的真空罐和真空涡轮机发电平台3上的真空罐相连通。

如图3所示，浮力平台包括台面1、支撑架3、两个浮力仓4、多个高度调节绞车2等，通过支撑架3将台面1和两个浮力仓4组成一体，多个高度调节绞车安装在台面上，利用两个浮力仓4向上浮力，通过多个高度调节绞车2调节多条钢索5的长度，将台面1调整到离海面所需的高度上，并用多条钢索5将浮力平台牢固的锁定在海底面6上。

如图4所示，真空涡轮机发电平台是将由大气喷射管1、涡轮机2、发电机3、多个真空阀4、支架5、多条真空管6、真空罐7等组成的真空涡轮机发电机组安装在浮力平台8上面，用钢索将其锁定在海底面9上面构成。其中真空涡轮机发电机组的支架5是安装在浮力平台8的台面上，涡轮机2和发电机3是安装在支架5上面，涡轮机2的进气口安装大气喷射管1，涡轮机2的排气口通过管路与安装在支架5下面的真空罐7相连通，安装在真空罐7上面的多条真空管6上各安装一个真空阀4。通过浮力平台8上面的多个高度调节绞车的调节，使台面调整到离海面所需要的安全高度上，用钢索将平台8牢固锁定在海底面9上。

如图5所示，海浪真空泵组平台是由多个海浪真空泵组1、多条调节支撑杆2、多个真空管路伸缩节3、多条真空管路4、二个真空罐5、浮力工作平台6等组成，二个真空罐5安装在浮力平台6的台面上，以浮力平台6的台面为支撑面，利用多条调节支撑杆2将多个海浪真空泵组1安装在浮力平台的台面下面，通过多条调节支撑杆2和浮力平台6上面的多个高度调节绞车的调节，将多面海浪真空泵组1牢固的安装在海水表层7的下面，通过多条真空管路4和多个真空管路伸缩节3将多个海浪真空泵组1与二个真空罐5相连通。

如图6所示，海浪真空泵组是由多个海浪真空泵1安装在连接板3的下面，再用真空管2连通成一体构成。

如图7所示，海浪真空泵组的平面布置，是以方阵的形式将多个海浪真空泵1用多条连接板3相连接，再用多条真空管2相连通构成一体。

如图8所示，海浪真空泵是由真空管1、连接架2、多个护网3、多个排气阀4、泵室5、真空阀6组成，其中泵室5是一个没有底面的容腔，在其上顶面上安装多个排气阀4和真空管1，在每个排气阀4上面安装一个护网3，在真空管1的下端安装真空阀6，用连接架2将海浪真空泵安装在海浪真空泵组的连接板下面。

如图9所示，将海浪真空泵固定安装在海水表层下面，当波浪水流5在泵室内腔4作向下运动时，使泵内腔4形成真空，大气压力将排气阀3压紧封严，被抽除的气体通过真空管1压开真空阀2排入泵室内腔4，完成抽除气体获得真空能量的工作。

如图10所示，将海浪真空泵固定安装在海水表层下面，当波浪水流5在泵内腔4作向上运动时，将波浪水流上面的气体压缩，压缩气体将真空阀2压紧封严，同时压开排气阀3与向上运动的波浪水流一起排出，完成排除气体的工作。

五、具体实施方式

下面结合以上附图对本发明的动态操作进行概括描述：

结合图5、9、10对海浪真空泵组平台获得真空能量的动态操作进行描述：如图5中所示的浮力平台6通过其平台上面多个高度调节绞车的调节，在台面离海面所要的高度，用钢索将浮力平台6锁定，牢固的安装在海面上，以浮力平台6的台面为支撑面，用多条调节支撑杆2将多个海浪真空泵组1固定的安装在海水7的表层下面，当浮力平台6下面海水7的波浪水流通过多个海浪真空泵组1中的多个海浪真空泵，周期性作上下运动时，便如图9海浪真空泵获得真空工况和图10海浪真空泵排除气体工况所示，当波浪水流向下运动时完成获得真空能量工作；当波浪水流向上运动时完成排除气体的工作，实现连续获得真空能量的目的。

结合图1和图4对真空涡轮机发电的动态操作进行描述：如图4所示的浮力平台8通过其平台上面的多个高度调节绞车的调节，使台面在离海面所需要的高度上，用钢索将其浮力平台8锁定，牢固的安装在海面上，将真空涡轮机发电机组安装在浮力平台8上面，再如图1所示的用多条金属软管3将多个海浪真空泵机组平台2上面的真空罐和真空涡轮机发电平台4上面的真空罐相连通，完成调节安装工作；由多个海浪真空泵组平台2获得的真空能量通过真空管路、金属软管3向真空涡轮机发电平台4上面的真空罐传递，完成真空能量获得和传递工作；当将图4中所示的真空阀4开启后由多个海浪真空泵组平台获得真空能量传递给真空罐7内，并通过涡轮机2、大气喷射管1与大气相连通，构成了海浪真空泵——大气泵结构形式，这种结构形式使大气喷射管1形成了水环-大气泵的工况，大气通过大气喷射管1、涡轮机2、压入真空罐7内，在这过程中大气在大气喷射管1内形成高速气流，以其高速气流为动力推动涡轮机2运行带动发电机3发电，由涡轮机2排入真空罐7的气体，通过真空阀4、真空管6、被多个海浪真空泵组平台抽走，使真空罐7内保持真空状态，使大气喷射管1和涡轮机2连续工作，实现连续发电的目的。

本发明的主要技术特征之一是，在海面上以方阵的形式将多个海浪真空泵组平台布置在真空涡轮机发电平台的周围，利用高度调节绞车将各个平台的台面调整到离海面的安全高度，用多条钢索将各个海浪真空泵组平台和真空涡轮机发电平台牢固的锁定在海底面上，再用金属软管将多个海浪真空泵组平台上面的真空罐和真空涡轮机发电平台上面的真空罐相连通构成一体。这种结构使本发明在海面上安全利用海浪能为动力使多个海浪真空泵组平台工作，规模获得真空能量，用其规模真空能量为动力，使真空涡轮发电机组运行，达到规模、廉价、安全生产电能的目的。

本发明的另一个主要技术特征之一是，浮力平台是由台面、支撑架、两个浮力仓、多个高度调节绞车等组成，台面通过支撑架与两个浮力仓连接成一体，多个高度调节绞车安装在台面上，利用两个浮力仓的浮力，通过高度调节绞车工作将台面调整到离海面的安全高度，用钢索将浮力平台牢固的锁定在海底面上。这种结构保证本发明在海面运行的安全性。

本发明的再一主要技术特征之一是，真空涡轮机发电平台由真空涡轮机发电机组安装在浮力平台上面组成，其中真空涡轮机发电机组是由大气喷射管、涡轮机、发电机、支架、真空罐、多条真空管、多个真空阀组成，涡轮机安装在支架上面，真空罐安装在支架下面的浮力平台上。涡轮机的进气口安装大气喷射管、涡轮机的排气口通过管路与真空罐相连通，真空罐通过多条管路、真空阀与多个海浪真空泵组平台的真空罐相连通，这种结构在保证真空涡轮机发电机组在海上安全运行状态下，利用多个海浪真空泵组平台获得的真空能量为动力，达到规模、廉价获得电能的目的。

本发明的又一主要技术特征之一是，海浪真空泵组平台是由多个海浪真空泵组、多条调节支撑杆、多个真空管路伸缩节、多条真空管路、两个真空罐、浮力平台等组成，两个真空罐安装在浮力平台上面，利用多条调节支撑杆将多个海浪真空泵组安装在浮力平台的下面，以浮力平台为支撑面，通过多条调节支撑杆的调节将多个海浪真空泵组牢固安装在海水表层下面，保证海浪真空泵在海水中的工作高度，再通过多条真空管和各个真空管路伸缩节，将多个海浪真空泵组和两个真空罐相连通。这种结构在保证海浪真空泵组平台在海面上安全运行的状态下，完成获得和输送真空能量的工作。

本发明的另一个主要技术特征之一是，海浪真空泵组是将多个海浪真空泵以方阵的形式并联排列，在多个海浪真空泵顶面的上方用多条连接板将其联成一体，再用多条真空管将各个海浪真空泵上顶面的真空管相连通。这种结构用多个海浪真空泵同时工作，可达到增大单位面积获得真空能量能力的目的。

本发明的再一个主要技术特征之一是，海浪真空泵是由泵室、连接架、多个排气阀、多个护网、真空管、真空阀等组成，泵室是一个没有底面的容腔，多个排气阀、真空管安装在泵室的顶面上，在每个排气阀的上面，安装一个护网，在真空管的下方安装一个真空阀。这种结构将海浪真空泵固定安装在海水表层下面后，泵腔便成为波浪水流在作上下运动的流道，用多个排气阀增大向上运动的波浪水流的通道面积，减少波浪水流向上运动的阻力，增大排气能力，保证海浪真空泵的工作效率。

Claims (6)

1.一种海浪和大气双动力真空涡轮机发电平台装置，包括由真空涡轮机发电机组、浮力平台组成的真空涡轮机发电平台；包括多个由多个海浪真空泵组、二个真空罐、多条真空管、多个真空管路伸缩节、多条调节支撑杆、浮力平台组成的海浪真空泵组平台；还包括多条金属软管；将多个海浪真空泵组平台以方阵的形式围绕着真空涡轮机发电平台布置在海面上，通过各个浮力平台上面的高度调节绞车，将各个浮力平台的台面离海面的高度，调节到安全高度的要求，用钢索将真空涡轮机发电平台、多个海浪真空泵组平台牢固的锁定在海底面上，再用多条金属软管将多个海浪真空泵平台上面的真空罐与真空涡轮机发电平台上面的真空罐相连通。

2.根据权利要求1所述的海浪和大气双动力真空涡轮机发电平台装置，其特征在于真空涡轮机发电平台和海浪真空泵组平台中的浮力平台包括台面、支撑架、两个浮力仓、多个高度调节绞车组成，通过支撑架将台面与两个浮力仓连接成一体，多个高度调节绞车安装在台面上，利用两个浮力仓形成的浮力，通过多个高度调节绞车调节一端固定在海底面上的多条钢索长度，使台面离海面的高度调节到安全高度的要求，用钢索将浮力平台牢固的锁定在海底面上。

3.根据权利要求1所述的海浪和大气双动力真空涡轮机发电平台装置，其特征在于真空涡轮机发电平台是由真空涡轮机发电机组、浮力平台组成，将真空涡轮机发电机组安装在浮力平台上面，其中真空涡轮机发电机组是由大气喷射管、涡轮机、发电机、真空罐、支架、多条真空管、多个真空阀组成，涡轮机安装在支架上面，真空罐安装在支架下面，涡轮机的进气口安装大气喷射管，涡轮机的排气口通过管路与安装在支架下面真空罐相连通，在真空罐上安装多条真空管，在每条真空管上安装一个真空阀。

4.根据权利要求1所述的海浪和大气双动力真空涡轮机发电平台装置，其特征在于海浪真空泵组平台是由多个海浪真空泵组、多条调节支撑杆、多条真空管路、多个真空管路伸缩节、二个真空罐、浮力平台组成，二个真空罐安装在浮力平台上面，以浮力平台的台面为支撑面，利用多条调节支撑杆将多个海浪真空泵组安装在浮力平台的台面下方，通过多条调节支撑杆的调节将多个海浪真空泵组牢固的安装在海水表层下面，通过多条真空管路、多个真空管路伸缩节，将多个海浪真空泵组与两个真空罐相连通。

5.根据权利要求1所述的海浪和大气双动力真空涡轮机发电平台装置，其特征在于海浪真空泵组平台中的海浪真空泵组是由多个海浪真空泵、多条真空管、多条连接板组成，将多个海浪真空泵以方阵的形式并联排列，在多个海浪真空泵顶面的上方，用多条连接板将其连接成一体，再用多条真空管路将各个海浪真空泵顶面上的真空管相连通。

6.根据权利要求1所述的海浪和大气双动力真空涡轮机发电平台装置，其特征在于海浪真空泵组中的海浪真空泵是由泵室、真空管、真空阀、连接架、多个排气阀、多个护网组成，泵室是一个没有底面的容腔，将多个排气阀、真空管安装在泵室的顶面上，在多个排气阀的上面安装护网，在真空管的下方安装一个真空阀。

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