CN102168641B - 海洋波能水轮机式发动机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种海洋波能水轮机式发动机，包括海上工作平台，至少一组波能转换单元，所述波能转换单元包括水轮机，在所述海上工作平台上设有数量与波能转换单元相应的腔室，腔室的下端为敞口并与海水贯通，腔室顶部的中央部位设有与大气贯通的水流通道，所述水轮机安装于所述腔室和/或水流通道内。本发明成本低，运行可靠，无污染，而且可以充分利用波浪涌起的推力，推动水轮机工作，具有导流和聚能作用，提高发动机效能。

Description

海洋波能水轮机式发动机
技术领域
本发明涉及水轮机式发动机，尤其是一种海洋波能水轮机式发动机。
背景技术
目前，石油储藏量有限，价格上涨，以石油为燃料燃烧对环境产生较大的污染。在海洋中贮存很大的能量,我国沿海有效波高为2-3m,周期为9s,波浪功率达17-39kW/m，利用前景诱人，目前海洋能利用有很多型式,以浮体式为多，实用很少,效率不高,开发新型实用的海洋波能水轮机式发动机很有必要。  
发明内容
本发明的目的在于：提供一种成本低、运行可靠、效能高、无污染的海洋波能水轮机式发动机。
为实现上述目的，本发明可采取下述技术方案：
本发明一种海洋波能水轮机式发动机，包括海上工作平台，至少一组波能转换单元，所述波能转换单元包括水轮机，在所述海上工作平台上设有数量与波能转换单元相应的腔室，腔室的下端为敞口并与海水贯通，腔室顶部的中央部位设有与大气贯通的水流通道，所述水轮机安装于所述腔室和/或水流通道内。
所述水轮机的叶片位于腔室的上部并居于所述水流通道的正下方。
在所述叶片的外周设有波浪导流体，所述波浪导流体的顶部表面和外侧表面与所述腔室的内壁构成回水通道。
所述波能转换单元为二组。
所述波浪导流体的横截面，上端为圆弧形，下端为小于35度的锐角形，外侧边为竖直线，内侧边为凸弧线，所述横截面的沿横向的最宽处位于该横截面的中上部。
所述海上工作平台由多个与海底、岛屿、或码头连接的桩柱支撑。
水轮机的装有叶片的水轮机主轴竖直设置；该水轮机主轴经超越离合器与锥齿轮传动系统传动连接，所述锥齿轮传动系统的水平输出轴与安装于海上工作平台台面上的发电机传动连接；在所述水平输出轴上还设有飞轮。
与现有技术相比本发明的有益效果是：由于采用在海上工作平台上开设上下贯通的腔室，腔室内和/或水流通道内设置水轮机，这种结构，不仅简单，成本低，而且可以充分利用波浪涌起的推力，推动水轮机工作；本发明所述的腔室，下端敞口大于开设于腔室顶部中央部位的水流通道，这种结构，一是可以收纳更大面积的波浪能量，二是具有导流和聚能作用，提高发动机效能。
进一步的，叶片位于腔室的上部并居于所述水流通道的正下方，在所述叶片的外周设置波浪导流体，所述波浪导流体的顶部表面和外侧表面与所述腔室的内壁构成回水通道，由波浪导流体构成的流线型的收缩进水口，能把水流能量高效率地转变为高速水流，这种结构更有利于导流和聚能，进一步提高本发明海洋波能水轮机式发动机的效能，同时，回水通道能够通畅的导出回水。
更进一步的，当同时采用两组以上波能转换单元时，在第一波浪上升时，波浪在波浪导流体的导流和聚能下推动水轮机转动，通过水轮机主轴、锥齿轮传动系统带动飞轮和发电机转动，回水通过回水通道（也可以同时通过水流通道）回到海中；在第一波浪下降时，水轮机反向转动，超越离合器分离，锥齿轮传动系统不转，此时第二波浪上升，波浪在第二波能传动单元波浪导流体的导流和聚能下推动第二水轮机转动，通过第二水轮机主轴、锥齿轮传动系统带动飞轮和发电机转动；通过水平输出轴将不同的波能传动单元连接在一起，不间断的为发电机提供机械能。所述飞轮起贮存能量和均速作用。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明一种海洋波能水轮机式发动机，包括海上工作平台5，二组波能转换单元，所述海上工作平台5由多个与海底连接的桩柱9支撑，每组波能转换单元包括一台水轮机11，在所述海上工作平台5上设有两个腔室，腔室的下端为敞口并与海水贯通，腔室顶部的中央部位设有与大气贯通的水流通道，所述水轮机11安装于腔室内，水轮机11的叶片位于腔室的上部并居于所述水流通道的正下方。优选在叶片的外周设波浪导流体10，所述波浪导流体10的顶部表面和外侧表面与所述腔室的内壁构成回水通道12。波浪导流体10的横截面，上端为圆弧形，下端为小于35度的锐角形，外侧边为竖直线，内侧边为凸弧线，所述横截面的沿横向的最宽处位于该横截面的中上部。该横截面也可以选用与飞机机翼的横截面相同的各种翼型的横截面。水轮机11的装有叶片的水轮机主轴3竖直设置，该水轮机主轴3经超越离合器6与锥齿轮传动系统4传动连接，所述锥齿轮传动系统4的水平输出轴7与安装于海上工作平台5台面上的发电机1传动连接，该水平输出轴7由轴承支撑系统2支撑；在所述水平输出轴7上还设有飞轮8。

Claims (1)

1.一种海洋波能水轮机式发动机，包括海上工作平台（5），至少一组波能转换单元，其特征在于：所述波能转换单元包括水轮机（11），在所述海上工作平台（5）上设有数量与波能转换单元相应的腔室，腔室的下端为敞口并与海水贯通，腔室顶部的中央部位设有与大气贯通的水流通道，所述水轮机（11）安装于所述腔室内，所述水轮机（11）的叶片位于腔室的上部并居于所述水流通道的正下方，水轮机（11）的装有叶片的水轮机主轴（3）竖直设置，在所述叶片的外周设有波浪导流体（10），所述波浪导流体（10）的顶部表面和外侧表面与所述腔室的内壁构成回水通道（12），所述波浪导流体（10）的横截面，上端为圆弧形，下端为小于35度的锐角形，外侧边为竖直线，内侧边为凸弧线，所述横截面的沿横向的最宽处位于该横截面的中上部。
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