CN102269106A - 震荡浮子气动式海洋波浪能发电装置 - Google Patents

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Abstract

一种震荡浮子气动式海洋波浪能发电装置，用于沿岸发电或离岸固定式平台如灯塔、浮标的供电。包括一个漂浮于海面的浮体，上端通过铰链二连杆与压缩气缸连接，压缩气缸由气体管道连接储气囊，最后连接汽轮发电机发电。本发明主要利用浮体活塞进行能量的一次转换，进而利用气体能量来进行能量传递，储气囊则实现了能量由不稳定到稳定的转换，在能量转换的过程中逐步实现了海洋波浪能到浮体机械能，再到活塞机械能，再到气体动能，最后到电能的转换。本发明既有浮子对波浪能的快速转换，又避免了装置与海水的直接接触，提高了装置的存活能力，同时可以使用多个单体装置并联的方式采实现更大规模的发电需求。

Description

震荡浮子气动式海洋波浪能发电装置
技术领域
本发明涉及一种能量转换技术，尤其是利用海洋波浪能发电技术。
背景技术
海洋波浪能属清洁无污染可再生能源，海洋波浪能开发存在巨大潜力，同时波浪能也是海洋能源中蕴藏最为丰富的能源之一，是海洋能利用研究中近期研究最多的海洋能源，其开发利用技术已趋于成熟，正在进入或接近于商业化发展阶段。
震荡浮子是波浪能转换最常用的方式，具有采集波浪能方便快捷的优势，但往往后续能量转换装置不甚理想，而气动式波能转换系统结构简单，没有任何水下活动部件，而且将空气作为能量载体，传递方便，能通过气室将低速运动的波浪的能量转换成高速运动的气流，造价低，可靠性好。由于用空气做能量转换的中间介质，透平发电机组不与海水接触，避免了一些海水腐蚀和机组密封等问题，可以提高装置在海洋环境下的生存能力，因此两者的结合成为一种简单且行之有效地方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用波浪能发电的装置，尤其是通过震荡浮子转换波浪能后转换为机械能在进一步转换为气体压缩动能的发电装置，保证了电能转换的稳定性。
本发明包括一个漂浮于海面的浮体，该浮体上端通过铰链二连杆与压缩气缸的活塞杆相连，压缩气缸为水平方向，压缩气缸由气体管道连接储气囊，最后连接汽轮发电机。
本发明采用震荡浮子与气体传动相结合的方式，由震荡浮子快速吸收海洋波浪能转换为活塞缸机械能，后压缩空气进入储气囊，做到了将海洋波浪无规则、易变且难以恒定输出的能量方便快捷的转换为易于利用且恒定的气体动能。
本发明使用了刚性的连杆机构取代了大多数浮体采用的柔性绳索结构，这就可以在波浪能到机械能的首次转换环节中生成柱状活塞的往复运动而不是传统结构中的旋转机械能，使得二次能量转换可以使用更为方便和可靠的气体能量作为载体。
本发明包括了一个储气囊装置，实现了由压缩气缸传递的压缩气体能量的储存，储气囊中气体能量得到了蓄能、稳压后冲击汽轮发电机，汽轮发电机可能得到平稳、恒定的电流。
附图说明
以下结合附图对本发明作进一步阐述和说明。
图1：振荡浮子气动式海洋波浪能发电装置系统结构图
图2：系统能量转换过程图
附图标记说明：1、浮体，2、二连杆前杆，3、铰链，4、后杆，5、活塞杆，6、压缩气缸，7、活塞，8、喷嘴口，9、蓄能腔，10、密封圈，11、单向阀，12、进气口，13、单向阀，14、储气囊，15、顺序阀，16、节流阀，17、汽轮发电机，18、出气口
具体实施方式
如图1所示，本发明包括一个漂浮于海面的浮体(1)，浮体(1)上端通过铰链二连杆(2、4)连接活塞杆(5)，压缩气缸(6)通过气路连接储气囊(14)，储气囊(14)最后连接汽轮发电机(17)发电。
本发明的工作原理是：
在能量第一次转换过程中，海浪带动浮体(1)往复运动，通过铰链二连杆(2、3、4)进行压缩气缸(6)内的蓄能腔(9)内的气体的压缩。
二次能量转化即压缩气体的过程中，进程时活塞杆(5)压缩空气进入蓄能腔(9)，蓄能腔进气口(12)由于单向阀(11)闭合而单向阀(13)开启使得压缩气体由蓄能腔(9)进入储气囊(14)，当储气囊(14)中气体压力压力达到一定值后，顺序阀(15)开启，压缩气体进入汽轮发电机(17)；活塞杆(5)返程时外界气压大于蓄能腔(9)内部压力，气体由进气口(12)进入蓄能腔(9)，单向阀(13)关闭切断蓄能腔(9)与储气囊(14)的气道。
三次能量转换既气体动能转换为电能过程中，稳定、恒压的气体经由节流阀(16)进入汽轮发电机(17)，带动发电机发电，后经出气口(18)排出。

Claims (8)

1.振荡浮子气动式海洋波浪能发电装置，主要由震荡浮子、二连杆、压缩气缸、储气囊等组成。其特征是通过波浪带动浮子(1)向前或向后移动，随之通过二连杆(2，4)推(拉)动活塞杆(5)往复运动，压缩气体进入储气囊(14)，后带动汽轮发电机(17)发电。
2.按照权利要求1所述的振荡浮子气动式海洋波浪能发电装置，其特征是震荡浮子(1)经过二连杆(2，4)与活塞杆(5)相连，前杆(2)通过铰链(3)与后杆(4)相连，经二连杆(2，4)传递后波浪能转变为活塞杆(5)的进程推力。
3.按照权利要求1所述的振荡浮子气动式海洋波浪能发电装置，其特征是活塞杆(5)推动活塞(7)压缩蓄能腔(9)空气进入储气囊(14)。
4.按照权利要求3所述的振荡浮子气动式海洋波浪能发电装置，活塞(7)与喷嘴口(8)之间安装密封圈(10)，增强喷嘴口(8)的密闭性。
5.按照权利要求3所述的振荡浮子气动式海洋波浪能发电装置，其特征是空气经由进气口(12)进入蓄能腔(9)。
6.按照权利要求5所述的振荡浮子气动式海洋波浪能发电装置，其特征是在进气口(12)与蓄能腔(9)之间安装单向阀(11)，当活塞杆(5)做返程运动时保持蓄能腔(9)气压正常。
7.按照权利要求3所述的振荡浮子气动式海洋波浪能发电装置，其特征是储气囊(14)和蓄能腔(9)之间安装单向阀(13)，当活塞杆(5)做返程运动时切断蓄能腔(9)与储气囊(14)之间的气体流动。
8.按照权利要求1所述的振荡浮子气动式海洋波浪能发电装置，其特征是储气囊(14)与汽轮发电机(17)之间由顺序阀(15)和节流阀(16)连接，在储气囊(14)内气体压力达到一定值时释放进入汽轮发电机(17)，再经出气口(18)排出。
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Inventor after: Wang Shiming

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Inventor after: Li Chenglong

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Inventor after: Wu Aiping

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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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