CN101251079B - 潮汐波浪能量发电系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种潮汐波浪能量发电系统，其特征是：由潮汐波浪气压发生器和涡轮增压机、压缩气储存罐、发电机组及连接管道组成，所述的气压发生器为：固定在海中的倒置筒体，筒体口始终淹没在海面之下，朝上的筒底平于或高出海面上升的最高位置之上，筒底分别装有进气管和出气管，进气和出气管上分别装有进气和出气单向阀；气压发生器的出气管另一端接由涡轮室和增压器组成的涡轮增压机涡轮室进气口，增压器进气口与大气相通，增压器压缩气出口又有管接压缩气储存罐，压缩气储存罐输出至发电机组。本发明充分利用潮汐和海浪升降起伏的巨大能量来发电，无需建坝投资少见效快，可以批量建造，且只要在海边就可以安装使用。

Description

潮汐波浪能量发电系统
技术领域
本发明涉及一种通过涡轮增压机将潮汐能量转换成压缩空气能量进而发电的系统。
背景技术
起伏不定永不停止的大海隐藏着巨大的能量，利用潮汐波浪能量来发电一直是人们追求的目标。现有技术中利用潮汐波浪能来发电一般要在海湾或有潮汐的河口建立水坝形成水库，在坝中装有水轮发电机组，利用潮汐涨落使海水推动水轮发电机组发电。显然这种方式不光投资巨大工程时间长，且还要有合适的地理地点才能兴建水坝。
发明内容
本发明所要解决的技术问题，就是提供一种无需建坝，投资少见效快且只要在海边就可以建造的潮汐波浪能量发电系统。
为解决上述技术问题，本发明的潮汐波浪能量发电系统，其特征是：由潮汐波浪气压发生器和涡轮增压机、压缩气储存罐、发电机组及连接管道组成，所述的气压发生器为：固定在海中的倒置筒体，筒体口始终淹没在海面之下，朝上的筒底平于或高出海面上升的最高位置之上，筒底分别装有进气管和出气管，进气和出气管上分别装有进气和出气单向阀；气压发生器的出气管另一端接由涡轮室和增压器组成的涡轮增压机涡轮室进气口，增压器进气口与大气相通，增压器压缩气出口又有管接压缩气储存罐，压缩气储存罐输出至发电机组。
潮汐波浪气压发生器工作的原理是：当海平面上升时倒置筒体内的空气被压缩，出气单向阀打开，压缩气体带动涡轮增压机压缩空气输入压缩气储存罐然后推动发电机组发电；而当海平面下降时倒置筒体内形成真空，出气单向阀关闭，进气单向阀打开，空气补充进筒体内。如此循环往复发电机组就能持续工作。
所述的发电机组为气动马达发电机组。
在上述基础上，本发明有各种类型：
所述涡轮室出气口与大气相通；
所述涡轮室出气口接至倒置筒体进气管，所述出气管至涡轮室进气口之间的连接管道上旁接有向内的单向阀，涡轮室出气口接至进气管之间的连接管道上旁接有向外的单向阀；
所述倒置筒体进气管接另一涡轮增压机的涡轮室排气口，该涡轮室进气口和增压器进气口与大气相通，增压器压缩气出口接压缩气储存罐；
所述的涡轮增压机为双涡轮增压机，叶轮装在增压器内，双涡轮分别装在左、右涡轮室内，三者同轴刚性联接；所述气压发生器的出气管接双涡轮增压机右涡轮室进气口，进气管接左涡轮室排气口，增压器进气口与大气相通，压缩气出口有管接压缩气储存罐，压缩气储存罐输出至发电机组；
所述的压缩气储存罐输出至发电机组之前先通过一动力输出装置，该装置包括：充满液体的容器、设置在容器中的立式整体支撑架、纵向布置的内、外环型路轨，并在所述内、外环型路轨之间沿横向一则形成阔区、另一侧形成窄区，多个可折叠开口气囊以带动链呈环形依次连接并设置在所述内、外环型路轨之间，从而所述气囊沿所述内、外环型路轨往返运行，所述气囊开口方向一致，在经过所述阔区时开口朝下并张开使容积增大、经过窄区时开口合拢容积变小；所述整体支撑架上设有输出轮或齿轮并被所述带动链带动旋转；所述的压缩气储存罐输出至所述阔区下方，对应于气囊开口。
所述的涡轮增压机的空气入口上装有空气滤清器。
有益效果：本发明充分利用潮汐和海浪升降起伏的巨大能量来发电，无需建坝投资少见效快，可以批量建造，且只要在海边就可以安装使用。
附图说明
图1是本发明实施例1的组成结构原理示意图；
图2是实施例2的组成结构原理示意图；
图3是实施例3的组成结构原理示意图；
图4是实施例4的组成结构原理示意图；
图5是实施例5的动力输出装置组成结构原理示意图；
图6是另一种动力输出装置组成结构原理示意图；
图7是图6的右视示意图图；
图8是另一种动力输出装置去掉外环型路轨的示意图；
图9是多个动力输出装置的组合示意图；
图10是折叠状态的气囊1结构立体示意图；
图11是开口状态的气囊1结构侧视图；
图12是折叠状态的气囊2结构立体示意图；
图13是开口状态的气囊2结构侧视图。
图中：1-潮汐波浪气压发生器，2-涡轮增压机，3-压缩气储存罐，4-发电机组，5-倒置筒体，6-海面，7-进气管，8-出气管，9-单向阀，10-涡轮室，11-增压器，12-双涡轮增压机，13-空气滤清器。
具体实施方式
如图1所示，本发明的潮汐波浪能量转换发电系统实施例1，由潮汐波浪气压发生器1和涡轮增压机2、压缩气储存罐3、发电机组4及连接管道组成，气压发生器为一固定在海中的倒置筒体5，筒体口始终淹没在海面之下，朝上的筒底高出海面6上升的最高位置之上(也可平于海面上升的最高位置)，筒底分别装有进气7和出气管8，进气管和出气管上分别接有进气单向阀9和出气单向阀9；气压发生器的进气管另一端与大气相通，出气管的另一端接由涡轮室10和增压器11组成的涡轮增压机涡轮室进气口，涡轮室出气口与大气相通，涡轮增压机主要是由涡轮室和增压器组成，涡轮和叶轮分别装在涡轮室和增压器内，二者同轴刚性联接，增压器进气口通过空气滤清器13与大气相通，压缩气出口有管接至压缩气储存罐3，在入罐处还装有单向阀9，压缩气储存罐输出至由气动马达和发电机组构成的发电机组4发电。
图2所示的本发明实施例2，涡轮室出气口不通大气，而是接至倒置筒体的进气管7，倒置筒体的出气管8至涡轮室进气口之间的连接管道上旁接有向内的单向阀9，涡轮室出气口接至进气管之间的连接管道上旁接有向外的单向阀9。
本例不光利用海平面上升时压缩倒置筒体内的空气做功，还利用海平面下降时倒置筒体内形成真空负压来做功，此时出气单向阀关闭，进气单向阀打开，空气通过涡轮室进气口或单向阀补充进筒体内同时推动涡轮增压机工作。
图3所示的本发明实施例3，与前两例不同之处在于有两台涡轮增压机，倒置筒体进气管的另一端不通往大气而是接到另一涡轮增压机的涡轮室排气口，涡轮室进气口则通过空气滤清器外接大气，增压器进气口也通过空气滤清器与大气相通，压缩气出口接压缩气储存罐。
图4所示的本发明实施例4，所采用的涡轮增压机为双涡轮增压机，叶轮装在增压器内，双涡轮分别装在左、右涡轮室内，三者同轴刚性联接；气压发生器的出气管接双涡轮增压机右涡轮室进气口，右涡轮室的排气口通向大气，气压发生器的进气管接左涡轮室排气口，左涡轮室的进气口则通过空气滤清器与大气相通；公用的增压器进气口通过空气滤清器与大气相通，压缩气出口有管接压缩气储存罐，压缩气储存罐输出至发电机组。同样可实现利用海平面上升、下降做功。
图5所示的本发明实施例5，在前4例的基础上，不同之处在于压缩气储存罐输出至一动力输出装置，该装置包括：充满液体的容器101、设置在容器中的立式整体支撑架102、纵向布置的内、外环型路轨103、104，并在所述内、外环型路轨之间沿横向一则形成阔区105、另一侧形成窄区106，多个可折叠开口气囊107以带动链108呈环形依次连接并设置在所述内、外环型路轨之间，从而所述气囊沿所述内、外环型路轨往返运行，所述气囊开口方向一致，在经过所述阔区时开口朝下并张开使容积增大、经过窄区时开口合拢容积变小；在整体支撑架上设有输出轮109并被带动链带动旋转；前述的压缩气储存罐3的压缩空气输出至所述阔区下方，对应于气囊开口；输出轮109直接带动发电机。
装置的外层与内层环型路轨分为前后两区，前区是内外层环型路轨平行相隔较大的阔区区域，阔区是给张开口的气囊通过，后区是内外层环型路轨平行相隔较窄的窄区区域，窄区是给收口的气囊通过，在路轨窄区最底层的内外层环型路轨，路轨在窄区最底部开始向阔区180度渐渐转变为阔区，这时路轨向阔区那边平行相隔向外渐渐扩张变成阔区，相反地在路轨阔区最高层的内外层环型路轨，路轨在阔区最顶部开始向窄区180度渐渐转变为窄区，这时路轨向窄区平行相隔向内渐渐收窄变成窄区，就是这样形成内外层环型路轨前后两区的结构，环型路轨的作用是给气囊卡在内外层环型路轨前后两区循环运行。
连成串的气囊在内外层环型路轨前后两区内循环运行，在窄区的气囊一定是向下运行的，原因它是被路轨阔区上升浮动力较强的充气气囊推动带动链运转，把排气气囊拉回水中底部的，所以窄区的气囊一定是向下运行，当窄区被拉回水中底部的排气气囊，在路轨窄区最底层开始渐渐被拉进入路轨阔区时，气囊的连接器被向阔区平行相隔向外渐渐扩张的路轨所引导向外渐渐把气囊口扩张，前述的压缩气储存罐的输出空气进入到气囊中产生浮力，浮力推动带动链运转病带动输出轮转动输出动力致发电机发电；与此同时其它在路轨阔区较高层的气囊到达顶部开始渐渐进入路轨窄区时，气囊被向窄区平行相隔向内开始收窄的路轨所引导，渐渐向内收窄把气囊挤压排气，并被拉回水中底部。
该动力输出装置及采用该装置的发电装置由本申请的发明人发明，国际申请号为PCT/CN006/003803，国际公布日为2007年7月12日，国际公布号为WO2007/076719 A1。
图6至图8所示的本发明实施例6，与例5不同之处在于在整体支撑架上设有转动轮并被带动链带动旋转，转动轮通过链条带动一齿轮，齿轮直接带动发电机发电。
图9所示的本发明实施例，为多个例6装置的组合。
图10和图11表示出可折叠开口气囊1的结构，图12和图13表示出可折叠开口气囊2的结构。

Claims (2)

1.一种潮汐波浪能量发电系统，其特征是：由潮汐波浪气压发生器(1)和涡轮增压机(2)、压缩气储存罐(3)、发电机组(4)组成，所述的气压发生器为：固定在海中的倒置筒体，筒口始终淹没在海面之下，筒底高出或平于海面上升的最高位，筒底分别装有进气管和出气管，进、出气管上分别装有进、出气单向阀；气压发生器的出气管接由涡轮室和增压器组成的涡轮增压机涡轮室进气口，增压器进气口与大气相通、压缩气出口有管接压缩气储存罐，压缩气储存罐输出至发电机组。
2.根据权利要求1所述的潮汐波浪能量发电系统，其特征是：所述涡轮室出气口通过空气滤清器与大气相通。
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