CN103573543B - 自启闭蓄能机构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种自启闭蓄能机构。其包括驱动电机、螺旋升降器、盖板、管道A和控制器；管道A两端分别固接盖板A和用于闭合出水口B的盖板B，盖板A上设有与管道A连通的出水口A，出水口A上设有盖板C，管道A位于上、下蓄水池之间，管道A通过出水口B与管道B连通；所述螺旋升降器包括螺旋升降器A和螺旋升降器B,驱动电机通过联轴器分别与螺旋升降器A和螺旋升降器B连接，驱动电机通过联轴器分别与螺旋升降器A和螺旋升降器B连接，螺旋升降器A的升降杆A与盖板C连接，螺旋升降器B的升降杆B与盖板A连接，控制器与驱动电机电连接。本发明控制蓄水池仅在满载时出水冲击水轮机，极大的提高了发电效率。

Description

自启闭蓄能机构
技术领域
本发明涉及波浪能发电技术领域，特别涉及一种能自主适应潮差的变化、提高发电效率的自启闭蓄能机构。
背景技术
目前大功率靠岸式波能电站仍以振荡水柱式为主，振荡水柱波能发电装置的水下活动部件少，装置可靠性高，但其能量转换效率过低，只能达到10％～15％，因此岸式装置的输出功率难以达到较高水平。而且岸式装置由于固定位置的限制，与深水区相比其波能利用率较低，同时还会受到岸线地形、潮差及海岸保护等多方面因素的制约。
以往研发的越浪型波能发电装置的蓄能机构，对潮位变化适应性很差，这将严重影响对水位变化极为敏感的工作水头，导致装置有效工作时间短，整体工作效率与时均发电出力水平都处于比较低的水平。大多越浪型波能装置的发电水头保持主要依靠入射波越浪量超过装置额定出流量，该类蓄水方式对入射波条件要求较高。由于入射波的随机性与不规则性，导致上述水头保持模式仅在大浪条件下工作性能较好，因此在欧洲波浪能流密度较高的区域应用较多，但在我国波浪能周期短、波高小的情况下整体利用率较低。
申请号201010575362.5发明专利公开了一种越浪式波浪发电装置，其采用单层结构设计蓄能，对潮位变化适应性很差，对入射波条件要求较高，发电效率较低。而且其属于漂浮式波浪发电装置，一般安置于深水区，生存环境极端恶劣，极易发生破坏，环境适应性较低，安装布放与回收均较困难。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提出了一种对潮位变化适应性强，波能转换率高的自启闭蓄能机构。
本发明的技术方案是：一种自启闭蓄能机构，其贯通连接分层设置的上、下蓄水池，上蓄水池顶部设有入水口A，上、下蓄水池之间设有空隙，为下蓄水池的入水口B，下蓄水池的底部设有出水口B，出水口B处设置出水的管道B；所述自启闭蓄能机构包括驱动电机、螺旋升降器、盖板、管道A和控制器；管道A两端分别固接盖板A和用于闭合出水口B的盖板B，盖板A上设有与管道A连通的出水口A，出水口A上设有盖板C，管道A位于上、下蓄水池之间，管道A通过出水口B与管道B连通；所述螺旋升降器包括螺旋升降器A和螺旋升降器B,驱动电机通过联轴器分别与螺旋升降器A和螺旋升降器B连接，驱动电机通过联轴器分别与螺旋升降器A和螺旋升降器B连接，螺旋升降器A的升降杆A与盖板C连接，螺旋升降器B的升降杆B与盖板A连接，控制器与驱动电机电连接。
所述驱动电机、螺旋升降器A和螺旋升降器B设置于所述上蓄水池入水口A的上方。
所述上、下蓄水池内分别设有内验潮井，所述波能发电装置外侧设有外验潮井，内、外验潮井内均设有水位感应器，水位感应器与所述自启闭蓄能机构的控制器电连接。
所述螺旋升降器B207数量为2个，对称设置于联轴器的左右两侧。
所述自启闭蓄能机构连通所述上、下蓄水池，当自启闭蓄能装机构全部关闭时，上、下蓄水池全部进入蓄水状态。当上层蓄水池需要放水发电时，盖板B依靠螺旋升降器打开(延时关闭)，上蓄水池通过管道A出水到管道B中，实现上蓄水池放水，此时下蓄水池处于(接近)淹没状态，上下蓄水池之间无直接通路，上蓄水池蓄水不会通过下蓄水池返回大海。当下蓄水池需要放水发电时，盖板B、盖板A和管道A共同由螺旋升降器带动上提(延时关闭)，下蓄水池出水至管道B中，实现下蓄水池放水发电。此时，上蓄水池同样不与下蓄水池连通，从而实现了上、下两层蓄水池各自独立蓄水，但共用出水管道B的设想。该装置保证每次水体回流冲击带动水轮机均在额定工作水头条件下进行，将有效提高装置的发电出力水平、能量转换效率。
本发明的有益效果在于：本发明提供的自启闭蓄能机构控制蓄水池仅在满载时出水冲击水轮机，虽然采用间歇式发电模式，但每次发电水头均能保持在理想条件下运行，极大的提高了发电效率。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是本发明的部分结构示意图；
图3是本发明部分剖面示意图；
图4是本发明中高水位时工作状态示意图；
图5是本发明中低水位时工作状态示意图。
其中，101上蓄水池，102下蓄水池，103入水口A，104入水口B，105出水口B，106管道B，107出水口A，108内验潮井，109外验潮井；201驱动电机，202管道A，203盖板A，204盖板B，205盖板C，206螺旋升降器A，207螺旋升降器B，208联轴器，209升降杆A，210升降杆B。
具体实施方式
以下结合附图和实施例具体说明本发明。
实施例1：
本发明所述的自启闭蓄能机构贯通连接分层设置的上、下蓄水池，上蓄水池101顶部设有入水口A103，上、下蓄水池之间设有空隙，为下蓄水池102的入水口B104，下蓄水池102的底部设有出水口B105，出水口B105处设置出水的管道B106；所述自启闭蓄能机构包括驱动电机201、螺旋升降器、盖板、管道A202和控制器；管道A202两端分别固接盖板A203和用于闭合出水口B105的盖板B204，盖板A203上设有与管道A202连通的出水口A107，出水口A107上设有盖板C205，管道A202位于上、下蓄水池之间，管道A202通过出水口B105与管道B106连通；所述螺旋升降器包括螺旋升降器A206和螺旋升降器B207,驱动电机201通过联轴器208分别与螺旋升降器A206和螺旋升降器B207连接，螺旋升降器A206的升降杆A209与盖板C205连接，螺旋升降器B207的升降杆B210与盖板A203连接，控制器与驱动电机201电连接。
所述上、下蓄水池内分别设有内验潮井108，上、下蓄水池外侧设有外验潮井109，内、外验潮井内均设有水位感应器，水位感应器与所述自启闭蓄能机构的控制器电连接。
所述驱动电机201、螺旋升降器A206和螺旋升降器B207设置于所述上蓄水池101入水口A103的上方。
所述螺旋升降器B207数量为2个，对称设置于联轴器208的左右两侧。
本发明的工作过程如下：
如图1-5所示：
低水位条件下，海水从下蓄水池102入水口B104进入下蓄水池102，当水位感应器监测内、外验潮井检测水位差达到规定阈值时，控制器控制驱动电机201启动，驱动电机201驱动螺旋升降器A206和螺旋升降器B207工作，同时带动盖板C205和盖板B204上升，盖板B204带动管道A202和盖板A203随之上升，下蓄水池102出水至管道B106。
高水位条件下，海水分别从上蓄水池101入水口A103进入上蓄水池101，从入水口B104进入下蓄水池102，当水位感应器监测到内、外验潮井检测水位差达到规定阈值时，控制器控制驱动电机201启动，驱动电机201驱动螺旋升降器A206工作，带动盖板C205上升，上蓄水池101出水经管道A202、管道B106出水。当水位感应器监测到仅下蓄水池102满载后，控制器控制驱动电机201驱动螺旋升降器A206和螺旋升降器B207工作，同时带动盖板C205和盖板B204上升，盖板B204带动管道A202和盖板A203随之上升，下蓄水池102出水至管道B106出水。

Claims (4)

1.一种自启闭蓄能机构，贯通连接分层设置的上、下蓄水池，上蓄水池(101)顶部设有入水口A(103)，上、下蓄水池之间设有空隙，为下蓄水池(102)的入水口B(104)，下蓄水池(102)的底部设有出水口B(105)，出水口B(105)处设置出水的管道B(106)；其特征在于：所述自启闭蓄能机构包括驱动电机(201)、螺旋升降器、盖板、管道A(202)和控制器；管道A(202)两端分别固接盖板A(203)和用于闭合出水口B(105)的盖板B(204)，盖板A(203)上设有与管道A(202)连通的出水口A(107)，出水口A(107)上设有盖板C(205)，管道A(202)位于上、下蓄水池之间，管道A(202)通过出水口B(105)与管道B(106)连通；所述螺旋升降器包括螺旋升降器A(206)和螺旋升降器B(207),驱动电机(201)通过联轴器(208)分别与螺旋升降器A(206)和螺旋升降器B(207)连接，螺旋升降器A(206)的升降杆A(209)与盖板C(205)连接，螺旋升降器B(207)的升降杆B(210)与盖板A(203)连接，控制器与驱动电机(201)电连接。
2.根据权利要求1所述的自启闭蓄能机构，其特征在于：所述上、下蓄水池内分别设有内验潮井(108)，上、下蓄水池外侧设有外验潮井(109)，内、外验潮井内均设有水位感应器，水位感应器与所述自启闭蓄能机构的控制器电连接。
3.根据权利要求1所述的自启闭蓄能机构，其特征在于：所述驱动电机(201)、螺旋升降器A(206)和螺旋升降器B(207)设置于所述上蓄水池(101)入水口A(103)的上方。
4.根据权利要求1所述的自启闭蓄能机构，其特征在于：所述螺旋升降器B(207)数量为2个，对称设置于联轴器(208)的左右两侧。
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