CN107476927B - 一种海洋浮箱式组合压浪提升水位储蓄发电装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及海洋浮箱式组合压浪提升水位储蓄发电装置，包括储水罐、水轮发电机模组、桩体、支撑骨架、浮箱浮架模组和多个浮箱；水轮发电机模组设置在储水罐下端，其内具有水轮发电机组，储水罐向水轮发电机模组内供水驱动水轮发电机组发电；桩体为圆柱桩，安装在水轮发电机模组下端，其外周上均匀间隔的竖直设有多个直线滑轨；支撑骨架水平套设在桩体外，可沿多个直线滑轨上下移动；浮箱浮架模组铺设在支撑骨架上，其上具有多个浮箱；每个浮箱下端设有压水泵组，压水泵组通过管路连接储水罐。优点：设计合理，充分利用海洋水动力进行发电，支撑骨架可带动浮箱浮架模组升降，可在海啸或台风等环境下移动进入海水伸出避险，安全性能较高。

Description

一种海洋浮箱式组合压浪提升水位储蓄发电装置

技术领域

本发明涉及发电领域，特别涉及一种海洋浮箱式组合压浪提升水位储蓄发电装置。

背景技术

目前，大家了解水轮发电方法：利用水坝拦截高度将其转化动能进行发电，此种类型的发电方式多为在江河等建造大坝来进行发电，而全球海洋占有面积达到70％，海浪资源利用率太低，而利用海浪资源进行发电目前技术空白，因此，如何利用海浪进行发电来解决全球资源紧张的问题，具有跨时代的意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种海洋浮箱式组合压浪提升水位储蓄发电装置，有效的克服了现有技术的缺陷。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种海洋浮箱式组合压浪提升水位储蓄发电装置，包括储水罐、水轮发电机模组、桩体、支撑骨架、浮箱浮架模组和多个浮箱；

上述储水罐为内部中空且上端开口的罐体；

上述水轮发电机模组设置在上述储水罐下端，其内部具有水轮发电机组，上述储水罐向上述水轮发电机模组内部供水，并驱动上述水轮发电机组发电；

上述桩体为圆柱桩，并竖直安装在上述水轮发电机模组的下端，其外周上沿其轴向均匀间隔的竖直设有多个直线滑轨；

上述支撑骨架水平套设在上述桩体外，并分别与每个上述直线滑轨的滑座滑动连接，上述支撑骨架可沿多个上述直线滑轨上下移动；

上述浮箱浮架模组水平铺设在上述支撑骨架上端，其上具有多个浮箱安装孔；

多个上述浮箱一一对应的活动安装在每个上述浮箱安装孔内；

每个上述浮箱的下端均设有压水泵组，上述压水泵组通过管路与上述储水罐连接，用以将海水压入上述储水罐内。

本发明的有益效果是：结构设计合理，充分利用海洋水动力进行发电，支撑骨架可带动浮箱浮架模组升降，可在海啸或台风等环境下移动进入海水伸出避险，安全性能较高。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，还包括多根拉丁锚，多根上述拉丁锚均匀分布在上述储水罐的四周，其一端分别与上述储水罐的上端连接固定，另一端分别锚入海底。

采用上述进一步方案的有益效果是通过拉丁锚可将整个装置与海底直接锚固，避免整个装置在海上移动。

进一步，上述浮箱浮架模组由多根固定在上述支撑骨架上端的弧形的浮箱浮架带组成，多根上述浮箱浮架带周向均匀的分布在上述桩体四周，每根上述浮箱浮架带上均设有多个沿其长度方向均匀间隔分布的上述浮箱安装孔。

采用上述进一步方案的有益效果是浮箱浮架模组结构简单，设计合理，可在任何方位都能通过海浪压水进入储水罐用以驱动水轮发电机组发电，并且，弧形的浮箱浮架带设计及轴向的排布方式，可减小海浪对浮箱浮架带的冲击，提高整个装置安全性能。

进一步，上述浮箱为内部中空的封闭箱体，其上端和下端分别开有孔位，上述孔位处均安装有电控门，上述电控门可在电力驱动下打开或盖住对应的上述孔位。

采用上述进一步方案的有益效果是通过电控门可打开或盖住对应的孔位，以使海水能够进入或排出浮箱，从而改变浮箱的浮力，利于浮箱在浮箱浮架模组及支撑骨架的带动下浮于海面或下潜入海底避免。

进一步，上述压水泵组由多个竖向设置的压水泵组成，每个上述压水泵均具有进水孔和出水孔，上述出水孔通过管路与上述储水罐连通。

采用上述进一步方案的有益效果是海水通过可通过每个压水泵的进水孔进入压水泵内，在压力作用下通过出水孔及管路进入储水罐内作为发电水，多个压水泵共同向储水罐送水，使得单位时间内发电电量较大。

进一步，上述压水泵包括上连接板、水缸、活塞压板、下连接板和摆动杆，上述上连接板和下连接板分别设置在上述水缸的两端，上述活塞压板设置在上述水缸内，并与上述水缸内壁接触，且可沿上述水缸的内壁移动；上述上连接板和上述活塞压板之间通过多根穿过上述水缸一端的第一连接杆连接；上述下连接板和上述活塞压板之间通过多根穿过上述水缸另一端的第二连接杆连接；上述摆动杆一端通过万向节与上述下连接板背离上述水缸的一端中部连接，每个上述压水泵的上连接板分别与对应的上述浮箱的下端连接固定，上述水缸侧壁上靠近其一端的位置设有进水孔，上述上述水缸侧壁上靠近其另一端的位置设有上述出水孔。

采用上述进一步方案的有益效果是压水泵设计合理，在海浪对浮箱进行冲击过程中，浮箱与摆动杆发生相对移动，摆动杆拉动或推动活塞压板沿水缸缸壁移动从而压水进入储水罐进行发电，整个过程充分利用海浪资源，提高了海洋资源利用率。

进一步，每个上述摆动杆的另一端均安装有配重压力砣。

采用上述进一步方案的有益效果是通过配重压力砣对摆动杆提供重力(向下的拉力)，确保浮箱在海浪的冲击下能够与摆动杆之间发生有效的相对移动，从而保证海浪只要对浮箱进行有效冲击就能够使得压水泵工作对储水罐送水驱动水轮发电机组发电。

进一步，上述连接件每个上述浮箱分别通过多个均匀分布在其四周的多个压水泵活动安装在对应的上述浮箱浮架带的浮箱安装孔处，且上述压水泵的上连接板与上述浮箱侧壁活动连接，上述压水泵的摆动杆另一端与上述浮箱安装孔的四周活动连接。

采用上述进一步方案的有益效果是该设计比较合理，海浪对浮箱冲击过程中带动浮箱四周连接的压水泵工作，从而对储水罐送水发电，充分利用海浪资源。

进一步，上述储水罐外套设有抗风啸标，上述抗风啸标可相对于上述储水罐转动。

采用上述进一步方案的有益效果是通过抗风啸标可破台风或大浪，降低台风或大浪对储水罐或整个装置的冲击，使得整个装置不易在台风或大浪天气下翻倒。

附图说明

图1为本发明的海洋浮箱式组合压浪提升水位储蓄发电装置去掉浮箱浮架模组的正面结构示意图；

图2为本发明的海洋浮箱式组合压浪提升水位储蓄发电装置的浮箱浮架模组的俯视结构示意图；

图3为本发明的海洋浮箱式组合压浪提升水位储蓄发电装置的浮箱的结构示意图；

图4为本发明的海洋浮箱式组合压浪提升水位储蓄发电装置中浮箱与压水泵组配合的结构示意图；

图5为本发明的海洋浮箱式组合压浪提升水位储蓄发电装置中压水泵的结构示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、储水罐，2、水轮发电机模组，3、桩体，4、支撑骨架，5、浮箱浮架模组，6、浮箱，7、压水泵，8、拉丁锚；

11、抗风啸标，31、直线滑轨，51、浮箱浮架带，61、电控门，71、上连接板，72、水缸，73、活塞压板，74、第一连接杆，75、第二连接杆，76、下连接板，77、摆动杆，78、配重压力砣。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

实施例：如图1所示，本实施例的海洋浮箱式组合压浪提升水位储蓄发电装置包括储水罐1、水轮发电机模组2、桩体3、支撑骨架4、浮箱浮架模组5和多个浮箱6；

上述储水罐1为内部中空且上端开口的罐体；

上述水轮发电机模组2设置在上述储水罐1下端，其内部具有水轮发电机组，上述储水罐1向上述水轮发电机模组2内部供水，并驱动上述水轮发电机组发电；

上述桩体3为圆柱桩，并竖直安装在上述水轮发电机模组2的下端，其外周上沿其轴向均匀间隔的竖直设有多个直线滑轨31；

上述支撑骨架4水平套设在上述桩体3外，并分别与每个上述直线滑轨31的滑座滑动连接，上述支撑骨架4可沿多个上述直线滑轨31上下移动；

上述浮箱浮架模组5水平铺设在上述支撑骨架4上端，其上具有多个浮箱安装孔；

多个上述浮箱6一一对应的活动安装在每个上述浮箱安装孔内；

每个上述浮箱6的下端均设有压水泵组，上述压水泵组通过管路与上述储水罐1连接，用以将海水压入上述储水罐1内。

使用过程中，将整个装置安置在海洋上，并确保储水罐1位于海面以上，桩体部分或整体位于海面以下，正常发电时，确保浮箱6漂浮于海面上，通过锚固件将整个装置锚在海底地层上，避免整个装置在海面漂浮移动，海浪不断对浮箱6进行冲击，即可驱动下端的压水泵组将海水吸入其内再输送至储水罐1内，储水罐1一般设置150M高度以上，在此高度下，水由储水罐1向下流入水轮发电及模组2内驱动水轮该发电机组工作即可发电，在海啸或台风天气下，通过远程控制每个直线滑轨31的滑座沿对应的直线滑轨31向下移动，从而带动支撑骨架4、浮箱浮架模组5及浮箱6下潜入海底适当深度，降低海啸或台风对整个装置的损害，在海啸或台风天气过后，再次远程控制每个直线滑轨31的滑座沿对应的直线滑轨31向上移动，从而带动支撑骨架4、浮箱浮架模组5及浮箱6移动至海面处，并保证浮箱6漂浮于海面上即可。

需要说明的是，每个上述直线滑轨31均通过线路连接有相应的控制器，该控制器远程连接后台控制终端，通过后台控制终端发出指令给控制器，即可实现多个直线滑轨31上的滑座同步上下移动。

较佳的，还包括多根拉丁锚8，多根上述拉丁锚8均匀分布在上述储水罐1的四周，其一端分别与上述储水罐1的上端连接固定，另一端分别锚入海底，该设计使得整个装置装置能够稳固的固定在海面上特定的位置，可选的，为了进一步提高整个装置的稳定程度，上述桩体3的下端向下延伸至插入海底底层内，极大程度的提升了整个装置在海面上布置的稳定程度。

较佳的，上述浮箱浮架模组5由多根固定在上述支撑骨架4上端的弧形的浮箱浮架带51组成，多根上述浮箱浮架带51周向均匀的分布在上述桩体3四周，每根上述浮箱浮架带51上均设有多个沿其长度方向均匀间隔分布的上述浮箱安装孔，上述浮箱浮架模组5结构简单，布局合理，周向均匀分布能够使海面上任意方位的浮箱6都能够有效接收海浪的冲击，从而实现带动压水泵组向储水罐1驱动水轮发电机组发电的目的。

较佳的，上述浮箱6为内部中空的封闭箱体，其上端和下端分别开有孔位，上述孔位处均安装有电控门61，上述电控门61可在电力驱动下打开或盖住对应的上述孔位，因浮箱6内部中空，下潜过程中克服其浮力所需能耗较大，因此，通过电控门61的设计，在下潜过程中，控制浮箱6上下端的电控门61均打开，海水可由浮箱6贯通，从而有效的降低浮箱6下潜过程的浮力(几乎为0)，在浮箱6再次上浮时，先关闭浮箱6上端的电控门61，直至浮箱6移动脱离海面，并确保浮箱6内的水由下端的孔位排完，之后关闭浮箱6下端的电控门61，再次下调浮箱6的高度使浮箱6浮于海面上即可正常工作，该设计非常巧妙，比较利于浮箱6的上移和下潜。

较佳的，上述压水泵组由多个竖向设置的压水泵7组成，每个上述压水泵7均具有进水孔和出水孔，上述出水孔通过管路与上述储水罐1连通，整个装置中压水泵7的个数可达到上万或几万个，确保了高效大功率的发电。

较佳的，上述压水泵7包括上连接板71、水缸72、活塞压板73、下连接板76和摆动杆77，上述上连接板71和下连接板76分别设置在上述水缸72的两端，上述活塞压板73设置在上述水缸72内，并与上述水缸72内壁接触，且可沿上述水缸72的内壁移动；上述上连接板71和上述活塞压板73之间通过多根穿过上述水缸72一端的第一连接杆74连接；上述下连接板76和上述活塞压板73之间通过多根穿过上述水缸72另一端的第二连接杆75连接；上述摆动杆77一端通过万向节与上述下连接板76背离上述水缸72的一端中部连接，每个上述压水泵7的上连接板71分别与对应的上述浮箱6的下端连接固定，上述水缸72侧壁上靠近其一端的位置设有进水孔，上述水缸72侧壁上靠近其另一端的位置设有上述出水孔，正常发电过程中，海浪冲击浮箱6，浮箱6相对于摆动杆77移动，摆动杆77势必拉动或推动活塞压板73沿水缸72的缸壁向上或向下移动，从而将海水由进水孔吸入，并由出水孔通过管路压入储水罐1内，然后利用水位差势能驱动水轮发电机组发电。

需要特别说明的是，上连接板71与第一连接杆74以及下连接板76与第二连接杆75均是通过万向节连接，以确保第一连接杆74和第二连接杆75分别与上连接板71及下连接板76之间能够在各方向上相对摆动，避免刚性连接易在海浪冲击下损坏的状况发生。

较佳的，每个上述摆动杆77的另一端均安装有配重压力砣78，该配重压力砣78始终对摆动杆77提供向下的拉力，确保海浪冲击浮箱6时，摆动杆77能够在浮箱6以及配重压力砣78两者的作用下相对于浮箱6移动，从而有效的拉动或推动水缸72内的活塞压板73沿水缸72缸壁移动抽压水。

较佳的，上述连接件每个上述浮箱6分别通过多个均匀分布在其四周的多个压水泵7活动安装在对应的上述浮箱浮架带51的浮箱安装孔处，且上述压水泵7的上连接板71与上述浮箱6侧壁活动连接，上述压水泵7的摆动杆77另一端与上述浮箱安装孔的四周活动连接，该设计比较巧妙，及解决了浮箱6与浮箱安装孔四周柔性连接的问题，同时，在海浪冲击浮箱6时，浮箱6势必在移动过程中带动其四周的压水泵7运动，从而使得压水泵7的摆动杆77带动活塞压板73相对于水缸72移动进行抽压水，该设计充分利用了海浪资源，使得浮箱6处发电功率得到进一步提升。

较佳的，上述储水罐1外套设有抗风啸标11，上述抗风啸标11可相对于上述储水罐1转动，上述抗风啸标11横截面设计为箭头形状，在海啸或台风及大浪环境下，抗风啸标11的箭头端可破开台风或大浪，从而降低台风或大浪对储水罐1及整个装置的冲击，降低整个装置在恶劣环境下损坏的概率。

需要特别说明的是，本发明的海洋浮箱式组合压浪提升水位储蓄发电装置只需海浪高在70cm以上(轻浪)即可实现压水泵7的有效抽压水，从而实现有效大发电，发电条件较低，即就是，资源利用条件低，利用率高。此外，整个装置中浮箱浮架带51的尺寸可根据实际需求调节，在方圆250m以上可扩充调节增加浮箱都能进行发电，该海洋浮箱式组合压浪提升水位储蓄发电设备可根据实际投资大小选型(大型、中型、小型)进行建造，全球海洋占有面积达到70％，海浪资源利用率太低，若全部采用海洋浮箱式组合压浪提升水位储蓄发电设备可实现全球发电量成阶堤增加，达到节能减排的目的。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种海洋浮箱式组合压浪提升水位储蓄发电装置，其特征在于：包括储水罐（1）、水轮发电机模组（2）、桩体（3）、支撑骨架（4）、浮箱浮架模组（5）和多个浮箱（6）；

所述储水罐（1）为内部中空且上端开口的罐体；

所述水轮发电机模组（2）设置在所述储水罐（1）下端，其内部具有水轮发电机组，所述储水罐（1）向所述水轮发电机模组（2）内部供水，并驱动所述水轮发电机组发电；

所述桩体（3）为圆柱桩，并竖直安装在所述水轮发电机模组（2）的下端，其外周上沿其轴向均匀间隔的竖直设有多个直线滑轨（31）；

所述支撑骨架（4）水平套设在所述桩体（3）外，并分别与每个所述直线滑轨（31）的滑座滑动连接，所述支撑骨架（4）可沿多个所述直线滑轨（31）上下移动；

所述浮箱浮架模组（5）水平铺设在所述支撑骨架（4）上端，其上具有多个浮箱安装孔；

多个所述浮箱（6）一一对应的活动安装在每个所述浮箱安装孔内；

每个所述浮箱（6）的下端均设有压水泵组，所述压水泵组通过管路与所述储水罐（1）连接，用以将海水压入所述储水罐（1）内；

所述浮箱浮架模组（5）由多根固定在所述支撑骨架（4）上端的弧形的浮箱浮架带（51）组成，多根所述浮箱浮架带（51）周向均匀的分布在所述桩体（3）四周，每根所述浮箱浮架带（51）上均设有多个沿其长度方向均匀间隔分布的所述浮箱安装孔；所述压水泵组由多个竖向设置的压水泵（7）组成，每个所述压水泵（7）均具有进水孔和出水孔，所述出水孔通过管路与所述储水罐（1）连通。

2.根据权利要求1所述的一种海洋浮箱式组合压浪提升水位储蓄发电装置，其特征在于：还包括多根拉丁锚（8），多根所述拉丁锚（8）均匀分布在所述储水罐（1）的四周，其一端分别与所述储水罐（1）的上端连接固定，另一端分别锚入海底。

3.根据权利要求1所述的一种海洋浮箱式组合压浪提升水位储蓄发电装置，其特征在于：所述浮箱（6）为内部中空的封闭箱体，其上端和下端分别开有孔位，所述孔位处均安装有电控门（61），所述电控门（61）可在电力驱动下打开或盖住对应的所述孔位。

4.根据权利要求1所述的一种海洋浮箱式组合压浪提升水位储蓄发电装置，其特征在于：所述压水泵（7）包括上连接板（71）、水缸（72）、活塞压板（73）、下连接板（76）和摆动杆（77），所述上连接板（71）和下连接板（76）分别设置在所述水缸（72）的两端，所述活塞压板（73）设置在所述水缸（72）内，并与所述水缸（72）内壁接触，且可沿所述水缸（72）的内壁移动；所述上连接板（71）和所述活塞压板（73）之间通过多根穿过所述水缸（72）一端的第一连接杆（74）连接；所述下连接板（76）和所述活塞压板（73）之间通过多根穿过所述水缸（72）另一端的第二连接杆（75）连接；所述摆动杆（77）一端通过万向节与所述下连接板（76）背离所述水缸（72）的一端中部连接，每个所述压水泵（7）的上连接板（71）分别与对应的所述浮箱（6）的下端连接固定，所述水缸（72）侧壁上靠近其一端的位置设有进水孔，所述水缸（72）侧壁上靠近其另一端的位置设有所述出水孔。

5.根据权利要求4所述的一种海洋浮箱式组合压浪提升水位储蓄发电装置，其特征在于：每个所述摆动杆（77）的另一端均安装有配重压力砣（78）。

6.根据权利要求5所述的一种海洋浮箱式组合压浪提升水位储蓄发电装置，其特征在于：每个所述浮箱（6）分别通过多个均匀分布在其四周的压水泵（7）活动安装在对应的所述浮箱浮架带（51）的浮箱安装孔处，且所述压水泵（7）的上连接板（71）与所述浮箱（6）侧壁活动连接，所述压水泵（7）的摆动杆（77）另一端与所述浮箱安装孔的四周活动连接。

7.根据权利要求1至6任一项所述的一种海洋浮箱式组合压浪提升水位储蓄发电装置，其特征在于：所述储水罐（1）外套设有抗风啸标（11），所述抗风啸标（11）可相对于所述储水罐（1）转动。