CN103615352B - 水斗式波浪发动机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种水斗式波浪发动机，包括转子和水斗；转子呈圆柱或圆环形，转子的外圆沿圆周方向均布设置数个水斗，水斗呈水槽结构；水斗的开口沿圆周切向顺次设置；转子轴轴心线略高出水面并与水面平行，转子轴轴心线大致与岸边平行；每个水斗的侧壁上安装单向阀，单向阀与水斗的开口相对应，且单向阀只能进水，进水口靠水斗底面的外侧。该水斗结构简单、制作成本低、可靠性高，由于该水斗式波浪发动机直接收集和利用波浪的势能以及水的浮力带动转子上的水斗运动发电，所以波浪能无中间转换环节，利用效率高；如果每个水斗几何尺寸设计得较小，则还能利用极小的碎浪。

Description

水斗式波浪发动机
技术领域
本发明涉及一种波浪发动机，尤其涉及一种水斗式波浪发动机。
背景技术
如今，石油、煤、天然气等不可再生能源均面临着储量枯竭、价格上涨、甚至地球环境的严重污染等。核裂变发电危险性高，核废料污染环境、处理困难，并且原料也越来越少；利用核聚变能发电还不可行。而太阳能和风能是可再生能源，对环境没有污染。但现有的太阳能成本太高，而风力发电机大都处于待、停机状态，风能利用效率极低。
海洋蕴藏大量能量，包括波浪能、潮汐能、海洋温差能、盐梯度能、洋流能等。潮汐能和洋流能能量密度高，但受到时间和抵御限制太大；海洋温差能和盐梯度能的品位太低。波浪水质点作震荡和位移运动，产生位能。波浪能是海洋能源中最丰富、最普遍、能量密度比较高的能源之一，占海洋能源的比重最大。据估算，世界海洋中的波浪能达700亿千瓦，占全部海洋能量的94%。
在挪威、日本、英国、美国、法国、西班牙和中国等已建成的比较成熟的波浪发电装置，主要形式有机械型、振荡水拄型、水流型。振荡水拄型是利用一个容积固定的、与海水相通的容器装置，通过波浪产生的水面位置变化引起容器内的空气容积发生变化，压缩容器内的空气（中间介质），用压缩空气驱动叶轮，带动发电装置发电。机械型是利用波浪的运动推动装置的活动部分压缩油、水等中间介质，通过中间介质推动发电装置发电。水流型是利用收缩水道将波浪引入高位水库形成水位差（水头），驱动水轮发电机组发电。
以上波浪发电装置各有优缺点，但有一个共同的问题是波浪能转换成电能的中间环节多，效率低。把分散的、低密度的、不稳定的波浪能吸收起来，经济、高效地转化为有用的电能，是当今波浪能开发的难题和方向。因此，有必要开发设计出更简捷高效的波浪发动机。
发明内容
为了克服现有波浪发动机的中间环节多、效率低、结构复杂等缺点，本发明提供了一种波浪能利用直接、效率高的水斗式波浪发动机。
为了解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案：
水斗式波浪发动机，包括转子和水斗；转子呈圆柱或圆环形，转子上的转子轴的两端通过轴承安装在悬浮在河流或海洋上的两两漂浮装置上；
所述转子的外圆沿圆周方向均布设置数个水斗，所述水斗呈水槽结构，水斗沿转子的轴向设置；数个水斗的开口沿圆周切向顺次设置；
所述转子轴轴心线略高出水面并与水面平行，转子轴（3）轴心线大致与岸边平行；
每个水斗的侧壁上安装单向阀，所述单向阀与水斗的开口相对应，且单向阀的进水口靠水斗的外侧。
作为本发明的一种优选方案，每个水斗内的横截面上设置隔板，水斗由隔板分割为至少两个小水斗，每个小水斗上分别设置单向阀。
本发明的优点是：水斗在波峰通过后，部分水斗都会截住水，当波峰过后，水斗内的水在自重之下带动转子旋转；如果波谷通过水斗，波谷上方有水的水斗也会在重力作用下带动转子同方向旋转；当转子带动水斗快旋转出水面时，在水斗内部水压作用下，单向阀自动开启泻水，泻水后单向阀闭合，当有波峰来时，空水斗受到向上的浮力带动转子同方向旋转。由于该发动机直接利用波浪的势能和水的浮力直接带动转子上的水斗运动发电，所以波浪能利用直接、效率高。
附图说明
图1为水斗式波浪发动机的结构示意图。
附图中：1—水斗底壁；2—水斗；3—转子轴；4—转子；5—开口；6—隔板；7—单向阀。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。
如图1所示，水斗式波浪发动机，包括转子4和水斗2。转子4呈圆柱或圆环形，转子4上的转子轴3的两端通过轴承安装在悬浮在河流或海洋上的两漂浮装置上。漂浮装置即可以是船只、也可以是其他漂浮物，只需该漂浮物能够支持该水斗式波浪发动机即可。
转子4的外圆沿圆周方向均布设置数个水斗2，水斗2呈水槽结构，水斗2沿转子4的轴向设置；数个水斗2的开口5沿圆周切向顺次设置。转子轴3轴心线略高出水面并与水面平行，转子轴3轴心线与波浪移动的方向垂直或者轴心线大致与岸边平行。每个水斗2的侧壁（即水斗底壁1）上安装单向阀7，单向阀7与水斗2的开口相对应，且单向阀7的进水口靠水斗2的外侧。每个水斗2内的横截面上设置隔板6，水斗2由隔板6分割为至少两个小水斗，每个小水斗上分别设置单向阀7，以适应小波浪的利用。
水斗式波浪发动机设置在河流或海洋中，使转子轴3轴心线略高出并平行水面，转子轴3轴心线与波浪移动的方向垂直或者与岸边平行以接收最大的波浪能量。当水面无波浪时，水面以下的水斗装满水；在波浪袭来时，如果波峰通过水斗2，波峰所漫过之处的各个水斗都会截住水，当波峰过后，水斗内的水在自重之下带动转子4旋转；如果波谷通过水斗，波谷上方有水的水斗2也会在重力作用下带动转子4同方向旋转。当转子4带动水斗2快转出水面时或者在波谷来时，在水斗内部水压作用下，单向阀7自动开启泻水，泻水后单向阀7闭合，当有波峰来时，空水斗受到向上的浮力带动转子4同方向旋转；水斗的规格取决于环境的浪高和频率等参数；由于该水斗式波浪发动机直接利用波浪的势能和浮力直接带动转子发电，所以波浪能利用率大、实用性广。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (2)

1.水斗式波浪发动机，其特征在于：包括转子（4）和水斗（2）；转子（4）呈圆柱或圆环形，转子（4）上的转子轴（3）的两端通过轴承安装在悬浮在河流或海洋上的两漂浮装置上；
所述转子（4）的外圆沿圆周方向均布设置数个水斗（2），所述水斗（2）呈水槽结构，每个水斗（2）沿转子（4）的轴向设置；数个水斗（2）的开口（5）沿圆周切向顺次设置；
所述转子轴（3）轴心线略高出水面并与水面平行，转子轴（3）轴心线大致与岸边平行；
每个水斗（2）的侧壁上安装单向阀（7），所述单向阀（7）与水斗（2）的开口相对应，且单向阀（7）的进水口靠水斗（2）的外侧；
在波浪袭来时，如果波峰通过水斗（2），波峰所漫过之处的各个水斗都会截住水，当波峰过后，水斗内的水在自重之下带动转子（4）旋转；如果波谷通过水斗，波谷上方有水的水斗（2）也会在重力作用下带动转子（4）同方向旋转。
2.根据权利要求1所述的水斗式波浪发动机，其特征在于：每个水斗（2）内的横截面上设置隔板（6），水斗（2）由隔板（6）分割为至少两个小水斗，每个小水斗上分别设置单向阀（7）。
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