CN105781882A - 利用风能和波浪能发电的海洋平台 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种利用风能和波浪能发电的海洋平台，主体为半固定式海洋平台，半固定式海洋平台上设有风箱、挡板和进风通道，挡板环甲板四面设置并与甲板配合形成底部开口的空腔，挡板底部设有浮体，浮体在波浪的作用下可以带动挡板上下运动，甲板上设有连通口，连通口与风箱的波浪能通气口连通，进风通道的入口分别位于甲板以下的四个面上、出口与风箱的风能通气口连通，风箱内设有旋转叶片，旋转叶片通过传动机构与发电机连接，风箱上还设有通风口。该海洋平台能将波浪能转化空气动能，使得波浪能发电和风能发电能共用一套发电机构和传动机构，结构简单、维修成本低。

Description

利用风能和波浪能发电的海洋平台
技术领域
本发明涉及一种海洋平台，具体涉及一种利用风能和波浪能发电的海洋平台。
背景技术
目前，公知的海洋平台是固定式、活动式和半固定式三大类，其中固定式平台的下部由桩、扩大基脚或其他构造直接支承并固着于海底，按支承情况分为桩基式和重力式两种，活动式平台浮于水中或支承于海底，能从一井位移至另一井位，半固定式的海洋平台主要由上部结构、下潜体、立柱及斜撑组成，下潜体有靴式、矩形驳船船体式、条形浮筒式，其中下潜体主要为海洋平台提供浮力。由于海洋平台的工作环境主要在远海，风速较大，海浪波高均较大，在这种环境下，由于海洋平台大多数情况下是不动的，在对其本身主体结构不变和功能不变的前提下，对海洋平台稍做改进，利用其本身的结构特点收集风能和波浪能，对解决海洋平台上工作人员的日常用电和基础设施用电意义重大。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用风能和波浪能发电的海洋平台，该海洋平台能将波浪能转化空气动能，使得波浪能发电和风能发电能共用一套发电机构和传动机构，结构简单、维修成本低。
本发明所采用的技术方案是：
一种利用风能和波浪能发电的海洋平台，主体为半固定式海洋平台，半固定式海洋平台上设有风箱、挡板和进风通道，挡板环甲板四面设置并与甲板配合形成底部开口的空腔，挡板底部设有浮体，浮体在波浪的作用下可以带动挡板上下运动，甲板上设有连通口，连通口与风箱的波浪能通气口连通，进风通道的入口分别位于甲板以下的四个面上、出口与风箱的风能通气口连通，风箱内设有旋转叶片，旋转叶片通过传动机构与发电机连接，风箱上还设有通风口。
进一步地，甲板的四周边缘部分均设有开缝，挡板设在开缝内，挡板的顶部设有翼板，翼板位于甲板之上。
进一步地，进风通道的入口为椭圆形，进风通道在空气的流向上截面积依次缩小。
进一步地，风箱呈圆形，通风口、波浪能通气口和风能通气口均与风箱相切，旋转叶片的旋转轴位于圆心位置，旋转叶片的外缘与风箱内壁贴合。
本发明的有益效果是：
正常情况下浮体与海水配合将空腔底部开口封闭，此时空腔体积一定，当遇到波浪的波峰时，波浪通过浮体推动挡板向上运动保证空腔封闭的同时，海水进入空腔并压缩空腔内的空气，压缩的空气从甲板上的连通口中喷出、从波浪能通气口进入风箱推动旋转叶片高速运转，并从通风口排出，旋转叶片通过传动机构带动发电机发电，当遇到波浪的波谷时，工作原理与之相反，空腔起到抽气的作用，空气从通风口进入风箱，从波浪能通气口排出；当半固定式海洋平台移动或处于进风状态时，外界空气从开设在甲板以下的四个面上的入口进入，并沿着进风通道从风能通气口进入风箱推动旋转叶片高速运转，并从通风口排出，旋转叶片通过传动机构带动发电机发电；本发明对波浪能的利用在于通过波浪的变化改变腔体的体积，产生压强变化，从而产生空气动能，使得波浪能发电和风能发电能共用一套发电机构和传动机构，结构简单、维修成本低。
附图说明
图1是本发明实施例的正视图。
图2是图1的俯视图。
图3是本发明实施例中甲板与其中两面的挡板的安装示意图。
图4是本发明实施例中风箱的结构示意图。
图中:1-下潜体；2-立柱；3-进风通道；4-上层建筑；5-工作管道；6-浮体；7-甲板；8-挡板；9-翼板；10-连通口；11-通风口；12-旋转叶片；13-风能通气口；14-波浪能通气口。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
如图1所示，半固定式海洋平台在前行过程中或停泊状态下，下潜体1为其提供浮力，立柱2用于支撑上部结构，甲板7上设有上层建筑4,工作管道5从甲板7延伸至下潜体1以下；半固定式海洋平台上设有风箱(位于上部结构内部)、挡板8和进风通道3，挡板8环甲板7四面设置并与甲板7配合形成底部开口的空腔，挡板8底部设有浮体6，浮体6在波浪的作用下可以带动挡板8上下运动，甲板7上设有连通口10，连通口10与风箱的波浪能通气口14连通，进风通道3的入口分别位于甲板7以下的四个面上、出口与风箱的风能通气口13连通，风箱内设有旋转叶片12，旋转叶片12通过传动机构与发电机连接，风箱上还设有通风口11。
正常情况下浮体6与海水配合将空腔底部开口封闭，此时空腔体积一定，当遇到波浪的波峰时，波浪通过浮体6推动挡板8向上运动保证空腔封闭的同时，海水进入空腔并压缩空腔内的空气，压缩的空气从甲板7上的连通口10中喷出、从波浪能通气口14进入风箱推动旋转叶片12高速运转，并从通风口11排出，旋转叶片12通过传动机构带动发电机发电，当遇到波浪的波谷时，工作原理与之相反，空腔起到抽气的作用，空气从通风口11进入风箱，从波浪能通气口14排出；当半固定式海洋平台移动或处于进风状态时，外界空气从开设在甲板7以下的四个面上的入口进入，并沿着进风通道3从风能通气口13进入风箱推动旋转叶片12高速运转，并从通风口11排出，旋转叶片12通过传动机构带动发电机发电；本发明对波浪能的利用在于通过波浪的变化改变腔体的体积，产生压强变化，从而产生空气动能，使得波浪能发电和风能发电能共用一套发电机构和传动机构，结构简单、维修成本低。
如图3所示，甲板7的四周边缘部分均设有开缝，挡板8设在开缝内，挡板8的顶部设有翼板9，翼板9位于甲板7之上；所有挡板8通过底部的浮体6连接成一个整体，相邻挡板8之间具有一定的缝隙（方便自由进出开缝），缝隙的尺寸相对整个空腔和连通口10而言及其微小，因此，当海水将空腔底部封闭时，四周仍然可以看做是封闭的，当空腔被急速压缩或拉长时，作为主要交换通道以及气流的主运动方向，大部分的空气从连通口10排出或进入。翼板9防止挡板8脱离开缝，甲板7对挡板8具有导向作用。
在本实施例中，进风通道3的入口为椭圆形，进风通道3在空气的流向上截面积依次缩小。采用椭圆形入口，能最大程度收集空气，通道逐渐缩小，空气密度增加，空气将被加速，提高单位时间内的能量。
如图4所示，在本实施例中，风箱呈圆形，通风口11、波浪能通气口14和风能通气口13均与风箱相切，旋转叶片12的旋转轴位于圆心位置，旋转叶片12的外缘与风箱内壁贴合。风箱适应螺旋叶片外形且内壁与其贴合，有效了利用了空气动能；通风口11、波浪能通气口14和风能通气口13均与风箱相切，使空气平滑进入风箱，防止损耗。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (4)

1.一种利用风能和波浪能发电的海洋平台，其特征在于：主体为半固定式海洋平台，半固定式海洋平台上设有风箱、挡板和进风通道，挡板环甲板四面设置并与甲板配合形成底部开口的空腔，挡板底部设有浮体，浮体在波浪的作用下可以带动挡板上下运动，甲板上设有连通口，连通口与风箱的波浪能通气口连通，进风通道的入口分别位于甲板以下的四个面上、出口与风箱的风能通气口连通，风箱内设有旋转叶片，旋转叶片通过传动机构与发电机连接，风箱上还设有通风口。
2.如权利要求1所述的利用风能和波浪能发电的海洋平台，其特征在于：甲板的四周边缘部分均设有开缝，挡板设在开缝内，挡板的顶部设有翼板，翼板位于甲板之上。
3.如权利要求1所述的利用风能和波浪能发电的海洋平台，其特征在于：进风通道的入口为椭圆形，进风通道在空气的流向上截面积依次缩小。
4.如权利要求1所述的利用风能和波浪能发电的海洋平台，其特征在于：风箱呈圆形，通风口、波浪能通气口和风能通气口均与风箱相切，旋转叶片的旋转轴位于圆心位置，旋转叶片的外缘与风箱内壁贴合。
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