CN102900591A

CN102900591A - 波浪涡流转换装置

Info

Publication number: CN102900591A
Application number: CN2012104087236A
Authority: CN
Inventors: 商庆海; 商凯宇
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-10-24
Filing date: 2012-10-24
Publication date: 2013-01-30
Also published as: CN111550348A

Abstract

波浪涡流转换装置，包括内圆桶体、顶盖、底盖。所述内圆桶体上设流体灌入层、间隔层和流体排出层，流体灌入层位于间隔层上，流体排出层位于间隔层下，流体灌入层布设有多个切于内圆桶体的进水槽，进水槽的进水口处设有进水槽止逆门，流体排出层同样布设有多个切于内圆桶体的出水槽，出水槽的出水口处设有出水槽止逆门。将流体的流动、波动水由进水槽灌入作用在内圆桶体中水柱的切线上，转换为漩涡式转动，构成波浪涡流转换装置。本发明应用于海洋能、风能的动能提取。提高波浪能转换效率，其效率是海流、潮流、海浪能的叠加效果，成本低，可形成规模商业开发，把波浪能有效地转换成转动的机械能，其机械能可广泛应用于海洋、风力发电。

Description

波浪涡流转换装置

技术领域

本发明涉及可再生能源技术领域，特别是涉及一种波浪涡流转换装置。

背景技术

能源短缺与环境污染是当今世界面临的巨大难题。为了维持社会进步、经济发展与保护环境，世界各国正在不断探索开发各种替代能源、清洁能源，尤其是可再生能源。可再生能源是指在自然界中可以不断再生，主要包括太阳能、风能、水能、生物质能、地热能和海洋能等。是永续利用、取之不尽、用之不竭的资源，它对环境无害，而且资源分布广泛。

目前世界上收集流体动能，分成了流动能（海流的流量、潮汐的势能或潮流的流量）和波动能（振荡、摇摆、浮力）其采能转换方式有：1、流动能的采集，是将流体的力作用到叶片上。叶片与转动轴有一定的夹角，产生分力使轴旋转，带动发电机发电。其转换效率，等于作用的动能减去叶片夹角互补流失的分量，就是说，不可能达到100%。另外，转换效率与叶片的角度和流量有关，而流量随时都在变化，随机调整叶片角度增加效率的期望值是80-95%，实际现在能做到的却远远达不到这个指标。因此，潮流能和海流能，现在处于利用的探索研究阶段。而潮汐能的利用，是在涨潮时将海水贮存在水库内，在落潮时放出，利用高、低潮位落差，推动水轮机旋转。因有存储水的过程，就可以控制海水的流量，减少能量的流失，使转换效率达到85%以上。因此，潮汐能已经进入了实用阶段。2、波浪能的采集，波浪能是海洋中最大的动能，由于自然的海浪动力方向混杂，时刻都在变，是采集难度最大的一种动能形式。为此，人们试着利用波浪直接作用下的物体振荡和摇摆及浮力，或利用波浪压力的变化，或者利用波浪沿岸爬升转换成势能，等多种方式转换成旋转的机械能。实际转换效率在15-30%左右，且不稳定。因此，海浪能现在处于试验研究阶段。

另外，目前采集海流的技术只能采集流动能，采集波浪能的技术只能采集上下、前后等动能，其专一性的技术，浪费了在同一区域内同时存在的其他能量资源。

目前，采用流体动力直接作用到叶轮上的方式，带动发电机发电。而解决海流、海浪、风等流体的冲量方向不稳定性，是目前收集自然流体能量的主要成本。近年来随科学技术的发展，出现了大量的波能吸收装置，并且其中有许多已经被用于发电。“如今，振荡水柱（OWC）模型已经被广泛的应用到波能转换装置中。但该装置有一个缺点是波能转换效率比较低。据有关介绍，几十年来，美国、英国、日本、挪威等国家都在研发、建设浪能电站，一般都利用波峰到浪谷的垂直起伏运动来驱动水轮机或气轮机；利用波浪前后来回运动经由凸轮等机械元件等推动叶机，其他方法，如将浪涌集中于水道中利用水位差、压差等方法，但到目前还没有一种方法被广泛应用和推广”。

现阶段世界各国在波浪能开发还是无法形成大规模的商业开发，所有的方法可简单归纳为三个步骤，即一是把波浪能转换为转动的机械能，二是机械能转化为电能，三是将不稳定的电能处理成稳定的电并送上电网。目前，第二、三部分已比较成熟，存在的主要问题是在第一步，即如何把波浪能有效地转换成转动的机械能。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种波浪涡流转换装置，是将流体的不同方向的流动、波动等同时转换为漩涡式转动，然后再加以利用的技术。该技术是把海洋或空气等自然产生的流体动能，有效地转换成转动的机械能的结构，应用于海洋能、风能的动能提取，提高能量转换效率。其效率是海流、潮流、海浪能的综合叠加效果。其成本低，可形成规模商业开发。

采用的技术方案是：

波浪涡流转换装置，包括内圆桶体、顶盖、底盖。所述内圆桶体上设流体灌入层、间隔层和流体排出层。流体灌入层与流体排出层位于间隔层上下，流体灌入层布设有多个切于内圆桶体的进水槽，进水槽设有进水止逆门，流体排出层布设有多个出水槽，出水槽设有出水止逆门，构成波浪涡流转换装置的结构。

上述内圆桶体的进水槽切于内圆桶，与出水槽二者设置的止逆门开启的内外方向相反。流动、波动的流体由进水槽灌入作用在内圆桶体中流体柱的切线上，推动流体柱漩涡式转动，出水槽适时地排除流体，保持内部流体的体积不发生变化，以此实现其技术目的。

本发明是将流体的流动、波动转换为漩涡式转动再加以利用的技术，该技术应用于海洋能、风能的提取。提高能量转换效率，其效率是流能、波能综合提取的汇聚效果。其成本低，可形成规模商业开发。把波浪能有效地转换成转动的机械能，其机械能可广泛应用于海洋、风力发电。

附图说明

图1是本发明的主视图。

图2是图1的俯视图。

图3是图1的仰视图。

具体实施方式

波浪涡流转换装置，包括内圆桶体1、顶盖6、底盖5。所述内圆桶体1上设流体灌入层2、间隔层3和流体排出层4，流体灌入层2位于间隔层3上，流体排出层4位于间隔层3下，流体灌入层2布设有十六个切于内圆桶体1的进水槽7，进水槽7的进水口处设有进水槽止逆门8，流体排出层4同样布设有十六个切于内圆桶体1的出水槽9，出水槽9的出水口处设有出水槽止逆门10。所述切于内圆桶体的进水槽7和切于内圆桶的出水槽9，二者切向相反。将流体的流动、波动水由进水槽灌入作用在内圆桶体中水柱的切线上，转换为漩涡式转动，构成波浪涡流转换装置。

工作原理：自然分布在转换装置周围波浪的压力随时都在变化，而转换装置内部的水位相对是平稳的。进水槽改变水的流向，其止逆门阻止排水，当任何方向的进水槽外部水压高于内部水压时，外部的水都会推开对应的进水槽止逆门向内灌入，灌入的水作用在内圆桶中水柱的切线上，旋转方向一致，形成漩涡，漩涡的动能增加。出水槽止逆门阻止进水，当任何方向出水槽的内部水压高于外部的水压时，都会推开对应的出水槽止逆门，向外泄水降压，维持进水槽的内外压差。在波峰的位置由进水槽进水，在波谷的位置由排水槽排水，相对内部的平稳水位产生的峰、谷压差，使流体有出有进，形成流通机制。

本装置转换的漩涡能量提取方法：将带有叶片的轴垂直插入漩涡的流体中，漩涡的扭力垂直作用在叶片旋转上，带动轴旋转。旋转的轴连接到发电机上，就可以得到电能。

另外，叶片与重力有一定的角度，还可以提取重力势能。

Claims

1.波浪涡流转换装置，包括内圆桶体（1）、顶盖（6）、底盖（5），其特征在于所述内圆桶体（1）上设流体灌入层（2）、间隔层（3）和流体排出层（4），流体灌入层（2）和流体排出层（4）二者分别位于间隔层（3）的上下，流体灌入层（2）布设有多个切于内圆桶体（1）的进水槽（7），进水槽（7）的进水口处设有进水槽止逆门（8），流体排出层（4）布设有多个出水槽（9），出水槽（9）的出水口处设有出水槽止逆门（10）。

2.根据权利要求1所述的波浪涡流转换装置，其特征在于所述的内圆桶体的进水槽（7）切于内圆桶的出水槽（9），进水槽（7）与出水槽（9）二者设有的止逆门开启的内外方向相反。