CN105179149A - 一种海浪能发电装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于发电装置技术领域，公开了一种海浪能发电装置，包括海水存储装置、至少一海浪能转换装置以及用于连接所述海水存储装置的发电装置；所述海浪能转换装置包括在海水冲击时转动的转轮、连接于所述转轮并用于引导海水从所述转轮上方进入所述转轮的海水引导座以及连接于所述转轮且由所述转轮驱动并将海水运送至海水存储装置的海水运输装置。本发明的海浪能发电装置结构简单，同时由于多个海浪能转换装置对应一个人工水库以及一个发电装置，故利用此技术，整个装置的成本很低，同时单位发电量成本大大降低。

Description

一种海浪能发电装置

技术领域

本发明属于发电装置技术领域，尤其涉及一种海浪能发电装置。

背景技术

随着社会的发展，人类对能源的需求量越来越大。同时随着石油，煤炭，天然气等传统能源的枯竭，新能源的开发日益受到人类的重视。目前新能源的发电主要集中在太阳能，风能，海浪能，潮汐能等的发电。但是太阳能及风能由于能量密度低，使用效率不高，投资成本高而受到一定制约，潮汐能发电受到地理位置条件制约，较难大规模开发。目前海浪能发电还处于起步阶段，现有的海浪能发电技术多为制造独立分散的海浪能发电单元，利用海浪高低变化的势能或者海浪自身运动的动能来发电，由于每一单元匹配一个独立的发电设备，投资成本比较高，同时还存在效率比较低，稳定性与可靠性差，以及所产生的电力并网困难等问题。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供了一种海浪能发电装置，其海浪能利用效率高，发电成本低，稳定性与可靠性好。

本发明的技术方案是：一种海浪能发电装置，包括

海水存储装置；

以及至少一海浪能转换装置，所述海浪能转换装置包括在海水冲击时转动的转轮、连接于所述转轮并用于引导海水从所述转轮上方进入所述转轮的海水引导座以及连接于所述转轮且由所述转轮驱动并将海水运送至海水存储装置的海水运输装置；

以及用于连接所述海水存储装置的发电装置。

具体的，所述转轮固设有第一转轴，所述第一转轴位于所述海水引导座的两侧板内，所述第一转轴与所述海水引导座之间设有第一轴承。

具体的，所述转轮围绕所述转轮中心设有多数个叶片，所述转轮的两侧各设有一防止海水从侧面流出的第一挡板，所述叶片远离所述转轮中心的一端设有的折边，所述叶片呈长条状。

具体的，所述海水引导座上部设有海水引导槽，所述海水引导槽进口端至出口端由大变小。

可选的，所述海水引导座在靠近所述转轮一端固设有辅助海水向所述转轮流动的海水引导板，所述海水引导座于出口端一侧设有带储存槽的第二挡板。

可选的，所述海水引导座连接有用以调整所述海水引导座距离海平面高度的电动机或液压装置。

具体的，所述海水运输装置包括

岸上固定座；

以及至少一安装于所述海水引导座任一侧或两侧并将海水向上运输的同步带，所述转轮固设有第一转轴，所述第一转轴转动驱动所述同步带转动，所述同步带表面设置有用于容纳海水的水袋，所述水袋的上端开口朝上。

具体的，所述海水运输装置还包括与所述同步带相连并用于引导所述同步带运输海水进入所述海水存储装置的引水管。

具体的，所述岸上固定座上部固设有转轴固定座，第二转轴以可转动方式套设于所述转轴固定座内部，所述第二转轴与所述转轴固定座之间设有第二轴承，所述第一转轴两外侧固设有至少一第一同步带轮，所述第二转轴两外侧固设有至少一第二同步带轮，所述同步带连接位于同一侧的所述第一同步带轮和所述第二同步带轮；所述第一同步带轮和第二同步带轮至少一内部设有与所述同步带相连并用于防止所述同步带反转的棘轮。

具体的，所述海水存储装置为人工水库，所述海水存储装置下端设有海水回流口。

本发明相比较现有技术的有益效果：

1)海浪能发电装置结构简单，同时由于多个海浪能转换装置对应一个人工水库以及一个发电装置，故利用此技术，整个装置的成本很低，同时单位发电量成本大大降低；

2)由于只要海浪带动海水进入转轮，同步带就可运行，设备稳定性与可靠性好。

3)由于海浪能发电装置大部分建造在海岸上，环境优良，不用经受海洋中恶劣环境的考验，设备长久可用，且不需要特别定制。

4)通过电动机或液压装置驱动以调整海浪引导座距离海平面的高低，以适应潮汐状态，使得设备可全天候运行。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的海浪能转换装置示意图；

图2是本发明实施例提供的转轮与海水引导座配合示意图；

图3是本发明实施例提供的安装有第二挡板的转轮与海水引导座配合示意图；

图4是本发明实施例提供的安装有海水引导板的转轮与海水引导座配合示意图示意图；

图5是本发明实施例提供的海水进入转轮时示意图；

图6是本发明实施例提供的第一同步带轮示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者可能同时存在居中元件。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

还需要说明的是，本发明实施例中的左、右、上、下等方位用语，仅是互为相对概念或是以产品的正常使用状态为参考的，而不应该认为是具有限制性的。

如图1至图6所示，本发明实施例提供的一种海浪能发电装置，包括海水存储装置4、至少一海浪能转换装置以及用于连接所述海水存储装置4的发电装置5，所述海浪能转换装置用于将海浪能转化为海水重力势能，所述海浪能转换装置包括在海水冲击时转动的转轮1、连接于所述转轮1并用于引导海水从所述转轮1上方进入所述转轮1的海水引导座2以及连接于所述转轮1且由所述转轮1驱动并将海水运送至海水存储装置4的海水运输装置3，海水通过海水引导座2引导进入转轮1，从而带动转轮1转动，转轮1转动带动海水运输装置3将海水由海平面10运输到高位20处。

所述转轮1固设有第一转轴11，所述第一转轴11位于所述海水引导座2的两侧板21内，以使转轮1固定于海水引导座2，同时能够绕第一转轴11转动。当海水进入转轮1时，一般来说只有三个水槽(由四个叶片12形成)有海水(图5所示)，其他水槽的海水都会流出转轮1，这样三个水槽的海水由于自身重力，将给转轮1以很大的转矩，带动转轮1转动，由于海浪不停地冲向海浪引导座2而进入转轮1的水槽中，因而转轮1将不停地转动；所述第一转轴11与所述海水引导座2之间设有第一轴承(未标注)，以使得第一转轴11与海水引导座2之间摩擦力小。

所述转轮1围绕所述转轮1中心设有多数个叶片12，所述转轮1的两侧各设有一防止海水从侧面流出的第一挡板13，所述叶片12远离所述转轮1中心的一端设有折边121，以使海水进入转轮1后，不容易流出，能够储存更多的海水，以带动转轮1转动，所述叶片呈长条状，以容纳更多海水。

所述海水引导座2上部设有海水引导槽22，所述海水引导槽进口端221至出口端222由大变小，海水进入海浪引导座2后，由于受海水引导槽22侧壁的阻挡作用，逐渐向中间运动，挤压中间部分的海水，以推高海水，使海水引导槽22内部海水的高度远高于海水引导槽22外部海水的高度，实现海水引导槽22内部海水顶部高于转轮1顶部，由于进入转轮1的海水高度高于外部海水高度，提高转轮1的安装高度(转轮1不浸泡在海水中)，这样转轮1的转动阻力将变小。当海水的波峰到达海浪引导座2的出口端222时，海水的水位也将上升，如果海水水位相对转轮2过高(如海水淹没转轮1)，从海浪引导座2的出口端222流向转轮1的海水很难对转轮1形成冲击力，不利于转轮1的转动。通过对海水引导槽进口端221至出口端222进行优化设计(进口端221至出口端222由大变小)，提高海浪引导座2上的浪高，再相应提高转轮1的安装高度，使得海浪引导座2外部海水的波峰低于转轮1的最低处或者不淹没转轮1，使得转轮1的运动不受到海浪引导座2外部海水的过多影响。

所述海水引导座2在靠近所述转轮1一端固设有辅助海水向所述转轮1流动的海水引导板24，以使得更多的海水进入转轮1中，所述海水引导座2于出口端222一侧设有带储存槽的第二挡板23，由于海浪是一种波，具有波峰和波谷，为了更好地利用这一现象，在海水引导座2的出口端222设计带储存槽的第二挡板23，当波峰到来时，海水一部分进入储存槽，一部分进入转轮1推动转轮运动；当波谷到来时，储存槽中的水流入转轮1中，而且此时海水水位已经降低，转轮1的旋转阻力将更小，使得转轮1获得的转矩更大。由于储存槽的设计，使转轮1可以任意时刻不停转动。

所述海水引导座2连接有用以调整所述海水引导座2距离海平面10高度的电动机或液压装置，使得在海平面10升降时，海水引导座2可以任意调整。为适应潮汐影响水位的变化，将海浪引导座2设计为可以上下活动的形式，如将海浪引导座2放置在另一个底座上，通过电动机或液压装置带动，并通过一定程序控制，使其能够适应水位的变化，充分利用海浪能。

所述海水运输装置3包括岸上固定座31以及至少一安装于所述海水引导座2任一侧或两侧并将海水向上运输的同步带32，所述转轮1固设有第一转轴11，所述第一转轴11转动驱动所述同步带32转动，所述同步带32表面设置有用于容纳海水的水袋321，所述水袋321的上端开口朝上。水袋321的作用是将海水从海平面10运输到同步带32的顶部(高位20处)。在同步带32底部，水袋321开口朝上，海水进入水袋321中，水袋321随着同步带32移动到同步带的顶部(高位20处)，这时，水袋321开口逐渐转为水平方向，将海水导出。

所述海水运输装置3还包括与所述同步带32相连并用于引导所述同步带32运输的海水进入所述海水存储装置4的引水管33。

所述岸上固定座31上部固设有转轴固定座311，第二转轴312以可转动方式套设于所述转轴固定座311内部，所述第二转轴312与所述转轴311固定座之间设有第二轴承(未标注)，所述第一转轴11两外侧固设有至少一第一同步带轮111，所述第二转轴312两外侧固设有至少一第二同步带轮3121，所述同步带32连接位于同一侧的所述第一同步带轮111和所述第二同步带轮3121。岸上固定座31可设计为墙体结构，也可设计为分开的两个独立柱状结构，其用于第二同步带轮3121固定，并用于固定引水管33。采用同步带与同步带轮配合设计实现海水运输，结构简单，便于维护。同步带与同步带轮配合设计可以替换为齿轮齿条等配合设计。

所述第一同步带轮111和第二同步带轮3121至少一内部设有与所述同步带32相连并用于防止所述同步带32反转的棘轮。为防止同步带32由于海水的重力作用而反向转动，将第一同步带轮111或第二同步带轮3121增加棘轮设计，或者第一同步带轮111和第二同步带轮3121同时增加棘轮设计，使得同步带32只能朝一个转动，而不会逆转。

所述海水存储装置4为人工水库，所述海水存储装置4下端设有海水回流口。

所述发电装置5为普通水利发电装置，普通水利发电装置优选水轮发电机。水轮发电机利用高位20与海平面10的高度差，带动水轮发电机运转，流出水轮发电机的海水将通过海水返回渠流回大海。

本发明涉及利用海浪能发电的整套系统，先将海浪能转化为海水的势能，然后使用传统水利发电技术进行发电，尤其涉及海浪能转换装置与海水存储装置。

本发明一种海浪能发电装置，除了多个海浪能转换装置，只需要一个大型人工水库或蓄水池，一套发电装置，即可将海浪能集中利用，投资成本低，能源利用率高，适用于海浪能的大规模开发。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种海浪能发电装置，其特征在于，包括

海水存储装置；

以及至少一海浪能转换装置，所述海浪能转换装置包括在海水冲击时转动的转轮、连接于所述转轮并用于引导海水从所述转轮上方进入所述转轮的海水引导座以及连接于所述转轮且由所述转轮驱动并将海水运送至海水存储装置的海水运输装置；

以及用于连接所述海水存储装置的发电装置。

2.如权利要求1所述的一种海浪能发电装置，其特征在于，所述转轮固设有第一转轴，所述第一转轴位于所述海水引导座的两侧板内，所述第一转轴与所述海水引导座之间设有第一轴承。

3.如权利要求2所述的一种海浪能发电装置，其特征在于，所述转轮围绕所述转轮中心设有多数个叶片，所述转轮的两侧各设有一防止海水从侧面流出的第一挡板，所述叶片远离所述转轮中心的一端设有的折边，所述叶片呈长条状。

4.如权利要求1所述的一种海浪能发电装置，其特征在于，所述海水引导座上部设有海水引导槽，所述海水引导槽进口端至出口端由大变小。

5.如权利要求4所述的一种海浪能发电装置，其特征在于，所述海水引导座在靠近所述转轮一端固设有辅助海水向所述转轮流动的海水引导板，所述海水引导座于出口端一侧设有带储存槽的第二挡板。

6.如权利要求4所述的一种海浪能发电装置，其特征在于，所述海水引导座连接有用以调整所述海水引导座距离海平面高度的电动机或液压装置。

7.如权利要求1所述的一种海浪能发电装置，其特征在于，所述海水运输装置包括

岸上固定座；

以及至少一安装于所述海水引导座任一侧或两侧并将海水向上运输的同步带，所述转轮固设有第一转轴，所述第一转轴转动驱动所述同步带转动，所述同步带表面设置有用于容纳海水的水袋，所述水袋的上端开口朝上。

8.如权利要求7所述的一种海浪能发电装置，其特征在于，所述海水运输装置还包括与所述同步带相连并用于引导所述同步带运输海水进入所述海水存储装置的引水管。

9.如权利要求7所述的一种海浪能发电装置，其特征在于，所述岸上固定座上部固设有转轴固定座，第二转轴以可转动方式套设于所述转轴固定座内部，所述第二转轴与所述转轴固定座之间设有第二轴承，所述第一转轴两外侧固设有至少一第一同步带轮，所述第二转轴两外侧固设有至少一第二同步带轮，所述同步带连接位于同一侧的所述第一同步带轮和所述第二同步带轮；所述第一同步带轮和第二同步带轮至少一内部设有与所述同步带相连并用于防止所述同步带反转的棘轮。

10.如权利要求1所述的一种海浪能发电装置，其特征在于，所述海水存储装置为人工水库，所述海水存储装置下端设有海水回流口。