CN108252851B - 一种船用波浪能聚能发电装置 - Google Patents
一种船用波浪能聚能发电装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108252851B CN108252851B CN201810066611.4A CN201810066611A CN108252851B CN 108252851 B CN108252851 B CN 108252851B CN 201810066611 A CN201810066611 A CN 201810066611A CN 108252851 B CN108252851 B CN 108252851B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- water
- energy
- power generation
- wave
- gathering
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000010248 power generation Methods 0.000 title claims abstract description 65
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 246
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims abstract description 87
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims description 43
- 230000035939 shock Effects 0.000 claims description 38
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims description 29
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 claims description 22
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 7
- 239000010720 hydraulic oil Substances 0.000 claims description 6
- 238000013016 damping Methods 0.000 claims description 4
- 240000009087 Crescentia cujete Species 0.000 claims description 3
- 235000005983 Crescentia cujete Nutrition 0.000 claims description 3
- 235000009797 Lagenaria vulgaris Nutrition 0.000 claims description 3
- 230000005611 electricity Effects 0.000 abstract description 10
- 239000002283 diesel fuel Substances 0.000 abstract description 2
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 abstract description 2
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 abstract 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 12
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 12
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 11
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 6
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 6
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 6
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 6
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- 230000009194 climbing Effects 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 description 4
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 3
- 241000195493 Cryptophyta Species 0.000 description 2
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 229920002994 synthetic fiber Polymers 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- 241000272525 Anas platyrhynchos Species 0.000 description 1
- 244000207740 Lemna minor Species 0.000 description 1
- 235000006439 Lemna minor Nutrition 0.000 description 1
- 235000001855 Portulaca oleracea Nutrition 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- -1 etc.) Polymers 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 230000003116 impacting effect Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000003562 lightweight material Substances 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
- F03B13/00—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates
- F03B13/12—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy
- F03B13/14—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy
- F03B13/22—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy using the flow of water resulting from wave movements to drive a motor or turbine
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING
- B63B35/00—Vessels or similar floating structures specially adapted for specific purposes and not otherwise provided for
- B63B35/44—Floating buildings, stores, drilling platforms, or workshops, e.g. carrying water-oil separating devices
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING
- B63B39/00—Equipment to decrease pitch, roll, or like unwanted vessel movements; Apparatus for indicating vessel attitude
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING
- B63B59/00—Hull protection specially adapted for vessels; Cleaning devices specially adapted for vessels
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING
- B63B35/00—Vessels or similar floating structures specially adapted for specific purposes and not otherwise provided for
- B63B35/44—Floating buildings, stores, drilling platforms, or workshops, e.g. carrying water-oil separating devices
- B63B2035/4433—Floating structures carrying electric power plants
- B63B2035/4466—Floating structures carrying electric power plants for converting water energy into electric energy, e.g. from tidal flows, waves or currents
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
- F05B2220/00—Application
- F05B2220/70—Application in combination with
- F05B2220/706—Application in combination with an electrical generator
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/30—Energy from the sea, e.g. using wave energy or salinity gradient
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Ocean & Marine Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Architecture (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)
Abstract
一种船用波浪能聚能发电装置，包括平衡引流聚能机构、连接构件、防护构件和发电系统，所述平衡引流聚能机构的数量为两个，两个平衡引流聚能机构对称设置在船体两侧，平衡引流聚能机构通过连接构件与船体相连，防护构件安装在平衡引流聚能机构的顶端和底部，发电系统安装于平衡引流聚能机构中。本发明用海洋可再生的波浪能替代汽油或柴油等石化能源发电，降低了船舶的出海成本，增加了船舶航程，并减少了对海洋环境的污染。以平衡引流聚能机构对波浪进行汇聚和增速，可有效提高水流动能，提升发电效率；同时还能双向利用波浪能驱动水轮机发电，在提高发电效率、延长发电时间的同时，还大大增强了发电装置对复杂多变的海洋情况的适应性。
Description
技术领域
本发明涉及新能源技术领域，具体涉及一种船用波浪能聚能发电装置。
背景技术
海洋波浪能是海洋中分布最广、波能流密度最大、清洁无污染的可再生能源，近年来已经出现多种利用波浪能发电的装置，如点头鸭式、振荡水柱式、阀式等，这些发电装置大多为固定式的，不能移动，且体积较大，只能为建设所在地提供能源，无法用于中小型渔船和运输船,少数能用于船舶的发电装置也存在波浪能的利用效率低，船舶的稳定性降低等问题。
中国专利CN201310546160.1提供了一种海上风光波浪发电船，通过船尾的呈分叉张口的两反射壁和反射壁内端侧设置引浪面将波浪能引入一个专用的蓄水池并冲击超低水头水轮发电机发电，但存在船尾宽度有限，所引波浪能少，发电量小，且此结构不适用于海上渔船和运输船等问题。CN201410247998.5提供了一种中小渔船波浪能发电装置，包括依次连接的受波体、传动装置、转换装置和发电机，所述受波体包括对称安装在渔船两侧的翼板和连接在翼板远离船体一端的活页板，当船体摇摆时，翼板随船体摇摆，活页板在水中受力运动，传动装置将这种运动转换成机械往复运动，转换装置再将机械往复运动转换成旋转运动，带动发电机旋转发电，但存在翼板摇摆的幅度小，活页板在水中运动更小，再加上多级转换，使得波浪能利用效率极低；只能在船抛锚时使用，使用时间短，发电量极小；发电装置给船舶航行时带来一些的不安全因素，特别是风浪较大时极易造成部分翼板断裂进而严重影响船舶的稳定等问题。CN201420088809.X公开了一种移动船波浪发电装置，波浪能转换装置对称设置于船体两侧，每一侧的波浪能转换装置包括一个主轴及多个浮体，浮体在波浪的作用下上下振荡，将波浪能通过三角架及超越离合器传递给主轴并转化为机械能，再经主轴传给行星功率箱，并由行星功率箱输出机械能驱动发电机发电，但存在安装在同一主轴上多个浮体在波浪作用下运动不同步，又由于超越离合器的存在，使得只有一或几个摆的浮体能有效发电，波浪能利用效率极低；在船进行时，浮体会大大增大船进行的阻力，影响船体的行进速度，浪费燃料等问题。CN201621219164.4提供了一种船舶上的波浪能发电单元，包括可随波浪升降的浮子，浮子通过力臂铰接于船体上,力臂通过传动机构与活塞相连接，与活塞相对应的液压缸设在船体上，浮子上升，通过连杆、曲柄带动摇杆上抬，活塞向上运动；浮子下降，摇杆带动活塞向下运动，从而使活塞往复运动做功，并与液压马达及发电机相配合，实现发电，但存在浮子上升时有波浪能驱动，下降时只能靠浮子自身的重力驱动，造成波浪能利用极低或者浮子笨重，同时浮子的单侧安装会影响船舶的稳定性，使船舶侧翻的潜在危险性增大，同时也增大了船舶的横摇等问题。
综上所述，迫切需要一种能用于中小型船舶且不增加行船阻力、波浪能利用效率高、并能减轻船体横摇提高船体稳定性的波浪能聚能发电装置。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服上述现有技术的不足，提供一种能用于中小型船舶且不增加行船阻力、波浪能利用效率高、并能减轻船体横摇提高船体的稳定性的波浪能聚能发电装置。
本发明解决其技术问题采用的技术方案是：
一种船用波浪能聚能发电装置，包括平衡引流聚能机构、连接构件、防护构件和发电系统，所述平衡引流聚能机构的数量为两个，两个平衡引流聚能机构对称设置在船体两侧，平衡引流聚能机构通过连接构件与船体相连，防护构件安装在平衡引流聚能机构的顶端和底部，发电系统安装于平衡引流聚能机构中。
进一步，所述平衡引流聚能机构包括平衡引流外壳体和聚能增效内涵道，平衡引流外壳体和聚能增效内涵道的内壁之间填充有轻质材料，以保证整个装置在海洋水流中的适宜沉浮度和低水阻。
进一步，所述平衡引流外壳体包括上部壳体和下部壳体及中部壳体，上部壳体通过中部壳体与下部壳体相连。上部壳体由倾斜的平板和/或弧形板制成，优选弧形板，弧形板可为内凹弧形板或外凸弧形板，以利于引导海洋平面的波浪爬升并将水流导入聚能增效内涵道。下部壳体由在水流中行进阻力小的低阻流线形板制成。中部壳体由外凸弧形平衡板或阻尼平板制成，用以快速增加沉浮稳定性或抗波浪冲击能力，降低发电装置在波浪冲击时的浮沉幅度，并减轻船舶横摇和增加船舶稳定性、安全性。
进一步，所述聚能增效内涵道包括导流增速涵道、水动能冲击室和散水负压/聚波冲击涵道，水动能冲击室设于导流增速涵道和散水负压/聚波冲击涵道之间。导流增速涵道的上部设有进水口，导流增速涵道的下部设有出水口，导流增速涵道从上部进水口至下部出水口逐渐收窄，以利于引导经上部壳体导入的水流沿着导流增速涵道加速冲入水动能冲击室，或接纳由水动能冲击室逆向冲击进入导流增速涵道的水流。水动能冲击室的截面为圆形、或截面呈收缩-膨大-再收缩的葫芦状、或截面呈腰鼓状，水动能冲击室的上部设有进水口，水动能冲击室222的下部设有出水口。散水负压/聚波冲击涵道的上部设有进水口，散水负压/聚波冲击涵道的下部设有出水口，散水负压/聚波冲击涵道从上部进水口至下部出水口逐渐扩大，以利于散水负压/聚波冲击涵道周期性地对水动能冲击室的出水口处产生负压抽吸力而实现快速散水，并能汇聚散水负压/聚波冲击涵道底部上涌的波浪，使上涌的波浪沿着散水负压/聚波冲击涵道加速逆向冲击水动能冲击室，即随海洋波浪的涌动周期性的产生吸、推力学效应。
进一步，所述平衡引流外壳体的上部壳体由呈20℃-60℃倾角的平板和/或弧形板通过焊接或铆接或粘结而成，也可采用合成材料固化而成。
进一步，所述平衡引流外壳体的上部壳体的外表面还可设置有导浪板，以利于收拢爬升波浪并将其导入导流增速涵道，防止波浪向侧边滑落。
进一步，水动能冲击室的截面为圆形时，与水动能冲击室的一侧内壁相连的导流增速涵道的内壁的底边，在水动能冲击室的中心铅垂面上或超出水动能冲击室的中心铅垂面；与水动能冲击室的另一侧内壁相连的散水负压/聚波冲击涵道的内壁的顶边，亦在水动能冲击室的中心铅垂面上或超出水动能冲击室的中心铅垂面，以利于使上部水流冲击水轮机转动或下部波浪上涌冲击水轮机转动的方向相同。
进一步，所述连接构件为减摇式连接构件或固定构件或收放式连接构件。
进一步，减摇式连接构件包括短支杆、弹簧和长支杆，所述短支杆为空心结构，短支杆的一端固定在船上，短支杆的另一端与弹簧的一端相连，弹簧的另一端与长支杆相连，长支杆的一端穿过弹簧插入到短支杆内，长支杆的另一端与平衡引流聚能机构相连。在减摇式连接构件的作用下，能减缓船舶和发电装置的摇荡。
进一步，固定构件可为连接板或连接杆等。固定构件的一端直接固定在船上，固定构件的另一端直接固定在平衡引流聚能机构上。
进一步，收放式连接构件包括撑杆和液压油缸，所述撑杆的一端绞接在船上，撑杆的另一端绞接在平衡引流聚能机构上，撑杆的中部与液压油缸的活塞杆相绞接，液压油缸的缸体绞接在船上。在收放式连接构件的作用下，可使平衡引流聚能机构靠近或远离船体。
进一步，所述防护构件为的网、格栅板或孔板，防护构件的形状为平面形或拱形等，防护构件安装在平衡引流外壳体的顶端和底部，用于防止漂浮在海面上垃圾、各种塑料制品等废弃物和浮萍、海藻等藻类植物进入水动能冲击室，卡堵或缠绕水轮机。
进一步，所述平衡引流外壳体内设有至少一个单独的发电单元，各发电单元共同构成发电系统。发电单元包括水轮机、增速机构和发电机，水轮机安装在水动能冲击室中，水轮机通过增速机构与发电机相连。增速机构可为多级齿轮式增速机构。
进一步，平衡引流外壳体和聚能增效内涵道的内壁之间填充的轻质材料包括但不限于泡沫塑料（如聚氨酯塑料或聚氯乙烯塑料等）、树脂纤维材料、轻质橡胶材料等。
进一步，所述平衡引流外壳体的制成材料为采用金属材料和/或树脂纤维材料和/或橡胶材料和/或合成材料等。
本发明的有益效果：
1.用海洋可再生的波浪能替代汽油或柴油等石化能源发电，降低了船舶的出海成本，增加了船舶航程，并减少了对海洋环境的污染。
2.以平衡引流聚能机构对波浪进行汇聚和增速，可有效提高水流动能，提升发电效率；同时还能双向利用波浪能驱动水轮机发电，在提高发电效率、延长发电时间的同时，还大大增强了发电装置对复杂多变的海洋情况的适应性。
3.利用海洋波浪的涌动使散水负压/聚波冲击涵道周期性对水动能冲击室的出水口处产生负压抽吸力，加大水流冲击速度，提高发电效率。
4.在船体两侧设置的平衡引流聚能机构，能有效减缓波浪对船体的冲击，减轻船舶横摇，增强船舶的稳定性和抗风浪能力，在船舶停靠时还能避免了船体的直接碰撞，有效的保护船体。
附图说明
图1 为本发明一种船用波浪能聚能发电装置的俯视结构示意图；
图2 为本发明一种船用波浪能聚能发电装置的纵剖面结构示意图；
图3 为本发明一种船用波浪能聚能发电装置的横剖面结构示意图；
图4 为本发明一种船用波浪能聚能发电装置的俯视结构示意图；
图5 为本发明一种船用波浪能聚能发电装置的横剖面结构示意图；
图6 为本发明一种船用波浪能聚能发电装置的增速机构结构示意图；
图7 为本发明一种船用波浪能聚能发电装置的俯视结构示意图；
图8为本发明一种船用波浪能聚能发电装置的横剖面结构示意图。
图中：1——连接构件；11——短支杆；12——弹簧；13——长支杆；14——撑杆；15——液压油缸；16——橡胶层；2——平衡引流聚能机构；21——平衡引流外壳体；211——上部壳体；212——中部壳体；213——下部壳体；214——导浪板；22——聚能增效内涵道；221——导流增速涵道；222——水动能冲击室；223——散水负压/聚波冲击涵道；23——聚氨酯塑料；24——聚氯乙烯塑料；3——防护构件；4——发电单元；41——水轮机；42——增速机构； 43——发电机；5——船。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
参见图1、图2、图3，一种船用波浪能聚能发电装置，主要包括连接构件1、平衡引流聚能机构2、防护构件3和发电系统。本实施例中，所述连接构件1为减摇式连接构件，减摇式连接构件包括短支杆11、弹簧12和长支杆13，所述短支杆11为空心结构，短支杆11一端固定在船5上，短支杆11另一端与弹簧12的一端相连，弹簧12的另一端与长支杆13相连，长支杆13一端穿过弹簧12插入到短支杆11内，长支杆13另一端与平衡引流聚能机构2相连。在船5摇荡时，弹簧12能吸收和减缓摇荡，起到减摇作用。所述平衡引流聚能机构2的数量为两个，两个平衡引流聚能机构2通过减摇式连接构件对称设于船5两侧。所述平衡引流聚能机构2包括平衡引流外壳体21和聚能增效内涵道22。平衡引流外壳体21包括上部壳体211、下部壳体213及中部壳体212，上部壳体221通过中部壳体212与下部壳体213相连。上部壳体211由内凹弧形板制成，以利于引导海洋平面的波浪爬升并将水流导入聚能增效内涵道22。下部壳体213由在水流中行进阻力小的流线形板制成。中部壳体212由阻尼平板制成，以利于快速增加沉浮稳定性或抗波浪冲击能力，降低发电装置在波浪冲击时的浮沉幅度，并减轻船舶横摇和增加船舶稳定性、安全性。中部壳体212所在平面略高于海平面，在波浪冲击时快速回复原位并保持发电装置的稳定，降低浮沉幅度。平衡引流外壳体21的材料为玻璃钢。
聚能增效内涵道22设于平衡引流外壳体21内，所述聚能增效内涵道包括导流增速涵道221、水动能冲击室222和散水负压/聚波冲击涵道223，水动能冲击室222设于导流增速涵道221和散水负压/聚波冲击涵道223之间。导流增速涵道221上部设有进水口，导流增速涵道221下部设有出水口，导流增速涵道221从上部进水口至下部出水口逐渐收窄，以利于引导经平衡引流外壳体21的上部壳体221导入的水流沿着导流增速涵道221加速冲入水动能冲击室222，或接纳由水动能冲击室222逆向冲击进入导流增速涵道221的水流。水动能冲击室222的截面为圆形，水动能冲击室222的上部设有进水口，水动能冲击室222的下部设有出水口。散水负压/聚波冲击涵道223上部设有进水口，散水负压/聚波冲击涵道223下部设有出水口，散水负压/聚波冲击涵道223从上部进水口至下部出水口逐渐扩大，以利于散水负压/聚波冲击涵道223周期性地对水动能冲击室222的出水口处产生负压抽吸力而实现快速散水，并能汇聚散水负压/聚波冲击涵道223底部上涌的波浪，使上涌的波浪沿着散水负压/聚波冲击涵道223加速逆向冲击水动能冲击室222，即随海洋波浪的涌动周期性的产生吸、推力学效应。
所述聚能增效内涵道22将平衡引流外壳体21内的空间分割成五个独立的发电单元4。五个发电单元4共同构成发电系统。发电单元4包括水轮机41、增速机构42、发电机43，水轮机41选用为超低水头冲击式水轮机，水轮机41安装在水动能冲击室222内，所述增速机构42与水轮机41相连，发电机43与增速机构42相连。增速机构42为多级齿轮式增速机构。通过增速机构42将水轮机41的低转速转化成高转速，通过发电机43将通过高速旋转的机械能转化成电能，供船5上的用电装置使用。
与水动能冲击室222一侧内壁相连的导流增速涵道221的内壁的底边，在水动能冲击室222的中心铅垂面上；与水动能冲击室222另一侧内壁相连的散水负压/聚波冲击涵道223的内壁的顶边，亦在水动能冲击室222的中心铅垂面上，以利于使上部水流冲击水轮机41转动或下部波浪上涌冲击水轮机41转动的方向相同。
所述平衡引流聚能机构2的平衡引流外壳体21与聚能增效内涵道22的内壁之间填充有聚氨酯塑料23，聚氨酯塑料23能防止平衡引流外壳体21向内渗水，甚至在平衡引流外壳体21破损后发电机正常运行。所述防护构件3为钢丝平网，用螺栓固定在平衡引流聚能机构2的顶端和底部。
工作过程：波浪打来时，由上部壳体211引导经防护构件3后进入聚能增效内涵道22，通过聚能增效内涵道22导流加速和负压散水，冲击水轮机41的桨叶，驱动水轮机41转动，转动的水轮机41通过增速机构42增速后带动发电机43发电；或者，散水负压/聚波冲击涵道223汇聚底部上涌的波浪加速逆向冲击水动能冲击室222内的水轮机41，使水轮机41沿同一方向旋转，转动的水轮机41通过增速机构42增速后带动发电机43发电。
实施例2
参见图4、图5、图6，一种船用波浪能聚能发电装置，主要包括连接构件1、平衡引流聚能机构2、防护构件3、发电系统。本实施例中，所述连接构件1为固定构件，固定构件可为连接板或连接杆等。固定构件一端直接固定在船5上，固定构件另一端直接固定在平衡引流聚能机构2。所述平衡引流聚能机构2的数量为两个，两个平衡引流聚能机构2通过减摇式连接构件对称设于船5两侧，以利于提高船的稳定性，减轻横摇。所述平衡引流聚能机构2包括平衡引流外壳体21和聚能增效内涵道22。平衡引流外壳体21包括上部壳体211、下部壳体213及中部壳体212，上部壳体221通过中部壳体212与下部壳体213相连。上部壳体211由倾斜的平板制成，以利于引导海洋平面的波浪爬升并将水流导入聚能增效内涵道22。倾斜的平板与水平面呈20℃-60℃倾角，本实施例中，选用40℃倾角。下部壳体213由在水流中行进阻力小的流线形板制成。中部壳体212由阻尼平板制成，以利于快速增加沉浮稳定性或抗波浪冲击能力，降低发电装置在波浪冲击时的浮沉幅度，并减轻船舶横摇和增加船舶稳定性、安全性。中部壳体212所在平面与海平面平齐，在波浪冲击时快速回复原位并保持发电装置的稳定，降低浮沉幅度。所述上部壳体211的外表面设置有有助于波浪导入聚能增效内涵道22的导浪板214，所述平衡引流外壳体21的材料为船用橡胶。
聚能增效内涵道22设于平衡引流外壳体21内，所述聚能增效内涵道包括导流增速涵道221、水动能冲击室222和散水负压/聚波冲击涵道223，水动能冲击室222设于导流增速涵道221和散水负压/聚波冲击涵道223之间。导流增速涵道221上部设有进水口，导流增速涵道221下部设有出水口，导流增速涵道221从上部进水口至下部出水口逐渐收窄，以利于引导经平衡引流外壳体21的上部壳体221导入的水流沿着导流增速涵道221加速冲入水动能冲击室222，或接纳由水动能冲击室222逆向冲击进入导流增速涵道221的水流。水动能冲击室222的截面呈收缩-膨大-再收缩的葫芦状，以利于汇聚和引导水流，增大水流速度和负压散水能力，提高发电效率，水动能冲击室222的上部设有进水口，水动能冲击室222的下部设有出水口。散水负压/聚波冲击涵道223上部设有进水口，散水负压/聚波冲击涵道223下部设有出水口，散水负压/聚波冲击涵道223从上部进水口至下部出水口逐渐扩大，以利于散水负压/聚波冲击涵道223周期性地对水动能冲击室222的出水口处产生负压抽吸力而实现快速散水，并能汇聚散水负压/聚波冲击涵道223底部上涌的波浪，使上涌的波浪沿着散水负压/聚波冲击涵道223加速逆向冲击水动能冲击室222，即随海洋波浪的涌动周期性的产生吸、推力学效应。
所述聚能增效内涵道22将平衡引流外壳体21内的空间分割成七个独立的发电单元4。七个发电单元4共同构成发电系统。发电单元4包括水轮机41、增速机构42、发电机43，水轮机41选用贯流式水轮机。每个发电单元4中，水轮机41的数量为两个，增速机构42的数量亦为两个，发电机43的数量亦为两个。两个水轮机41分别安装在水动能冲击室222内的上、下两个收缩部位处，利用聚能增效内涵道22汇集的水流冲击旋转。安装于水动能冲击室222内上收缩部位处的水轮机41通过增速机构42与发电机43相连。安装于水动能冲击室222内下收缩部位处的水轮机41通过另一增速机构42与另一发电机43相连。增速机构42选用多级齿轮传动式增速机构。通过增速机构42将水轮机41的低转速转化成高转速，通过发电机43将通过高速旋转的机械能转化成电能，供船5上的用电装置使用。
安装于水动能冲击室222内的上收缩部位处的水轮机41和下收缩部位处的水轮机41，无论波浪是自上而下冲击还是自下而上冲击，即使两水轮机41转动方向不同，在相应增速机构42的作用下，均可带动发电机43朝同一方向旋转。
增速机构42为多级齿轮传动式增速机构。增速机构42包括第一齿轮421、第二齿轮422、第三齿轮423、第四齿轮424、第五齿轮425、第六齿轮426、第七齿轮427和第八齿轮428；水轮机41通过输入轴与第一齿轮421相连，第一齿轮421与装有第一超越离合器（图中未示出）的第二齿轮422啮合，第一齿轮421与装有第二超越离合器（图中未示出）的第五齿轮425啮合，第一超越离合器和第二超越离合器的离合方向互为相反,第一超越离合器顺时针啮合,逆时针脱开；第二超越离合器逆时针啮合,顺时针脱开；第二齿轮422与第三齿轮423同轴设置，第三齿轮423与第四齿轮424啮合，第四齿轮424与发电机43连接；第五齿轮425与第六齿轮426同轴设置，第六齿轮426与第七齿轮427啮合，第七齿轮427与第八齿轮428同轴设置，第八齿轮428与第四齿轮424啮合。
增速机构的工作过程：当输入轴为顺时针旋转时，第一齿轮421带动第二齿轮422转动，此时第五齿轮425空转，与第二齿轮422同轴的第三齿轮423带动第四齿轮424顺时针旋转，从而带动发电机43发电；当输入轴为逆时针旋转时，第一齿轮421带动第五齿轮425转动，此时第二齿轮422空转，与第五齿轮425同轴的第六齿轮426带动第七齿轮427转动，与第七齿轮427同轴的第八齿轮428带动第四齿轮424转动，使第四齿轮424顺时针旋转方向转动，从而带动发电机43发电。
所述平衡引流聚能机构2的平衡引流外壳体21与聚能增效内涵道22的内壁之间填充有聚氯乙烯塑料24，聚氯乙烯塑料24能防止平衡引流外壳体21向内渗水，甚至在平衡引流外壳体21破损后发电机正常运行。所述防护构件3为拱形格栅板，用螺栓固定在平衡引流聚能机构2的顶端和底部。
实施例3
参见图2、图7、图8，一种船用波浪能聚能发电装置，主要包括连接构件1、平衡引流聚能机构2、防护构件3、发电系统。本实施例中，所述连接构件1为收放式连接构件，包括撑杆14和液压油缸15，所述撑杆14一端绞接在船5上，撑杆14另一端绞接在平衡引流聚能机构2上，撑杆14的中部与液压油缸15的活塞杆相绞接，所述液压油缸15的缸体绞接在船5上。所述平衡引流聚能机构2的数量为两个，两个平衡引流聚能机构2对称设于船5两侧。所述液压油缸15通过活塞杆的伸缩将位于船5两侧的平衡引流聚能机构2推离或收靠在船旁。所述平衡引流聚能机构2包括平衡引流外壳体21和聚能增效内涵道22。平衡引流外壳体21包括上部壳体211、下部壳体213及中部壳体212，上部壳体221通过中部壳体212与下部壳体213相连。上部壳体由外凸弧形板制成。下部壳体213由在水流中行进阻力小的流线形板制成。中部壳体由外凸弧形平衡板制成。平衡引流外壳体21的材料为钛合金。中部壳体212的底部略高于海平面，以利于提高船的稳定性和抗击风浪的能力。所述平衡引流外壳体21的外侧还设有防撞的橡胶层16，橡胶层16包覆于上部壳体211的外表面、下部壳体213的外表面及中部壳体212的外表面，在船舶停靠时保护船5，避免船体的直接碰撞。
聚能增效内涵道22设于平衡引流外壳体21内，所述聚能增效内涵道包括导流增速涵道221、水动能冲击室222和散水负压/聚波冲击涵道223，水动能冲击室222设于导流增速涵道221和散水负压/聚波冲击涵道223之间。导流增速涵道221上部设有进水口，导流增速涵道221下部设有出水口，导流增速涵道221从上部进水口至下部出水口逐渐收窄，以利于引导经平衡引流外壳体21的上部壳体221导入的水流沿着导流增速涵道221加速冲入水动能冲击室222，或接纳由水动能冲击室222逆向冲击进入导流增速涵道221的水流。水动能冲击室222的截面为圆形，水动能冲击室222的上部设有进水口，水动能冲击室222的下部设有出水口。散水负压/聚波冲击涵道223上部设有进水口，散水负压/聚波冲击涵道223下部设有出水口，散水负压/聚波冲击涵道223从上部进水口至下部出水口逐渐扩大，以利于散水负压/聚波冲击涵道223周期性地对水动能冲击室222的出水口处产生负压抽吸力而实现快速散水，并能汇聚散水负压/聚波冲击涵道223底部上涌的波浪，使上涌的波浪沿着散水负压/聚波冲击涵道223加速逆向冲击水动能冲击室222，即随海洋波浪的涌动周期性的产生吸、推力学效应。
所述聚能增效内涵道22将平衡引流外壳体21内的空间分割成五个独立的发电单元4。五个发电单元4共同构成发电系统。发电单元4包括水轮机41、增速机构42、发电机43，水轮机41选用为超低水头冲击式水轮机，水轮机41安装在水动能冲击室222内，所述增速机构42与水轮机41相连，发电机43与增速机构42相连。增速机构42为多级齿轮式增速机构。通过增速机构42将水轮机41的低转速转化成高转速，通过发电机43将通过高速旋转的机械能转化成电能，供船5上的用电装置使用。
与水动能冲击室222一侧内壁相连的导流增速涵道221的内壁的底边，超过水动能冲击室222的中心铅垂面；与水动能冲击室222另一侧内壁相连的散水负压/聚波冲击涵道223的内壁的顶边，亦超过水动能冲击室222的中心铅垂面，以利于使上部水流冲击水轮机41转动或下部波浪上涌冲击水轮机41转动的方向相同。
所述平衡引流聚能机构2的平衡引流外壳体21与聚能增效内涵道22的内壁之间填充有聚氨酯塑料23，聚氨酯塑料23能防止平衡引流外壳体21向内渗水，甚至在平衡引流外壳体21破损后发电机正常运行。所述防护构件3为纤维网，用螺栓固定在平衡引流聚能机构2的顶端和底部。
Claims (5)
1.一种船用波浪能聚能发电装置，其特征在于，包括平衡引流聚能机构、连接构件、防护构件和发电系统，所述平衡引流聚能机构的数量为两个，两个平衡引流聚能机构对称设置在船体两侧，平衡引流聚能机构通过连接构件与船体相连，防护构件安装在平衡引流聚能机构的顶端和底部，发电系统安装于平衡引流聚能机构中；
所述平衡引流聚能机构包括平衡引流外壳体和聚能增效内涵道，平衡引流外壳体和聚能增效内涵道的内壁之间填充有轻质材料；
所述平衡引流外壳体包括上部壳体和下部壳体及中部壳体，上部壳体通过中部壳体与下部壳体相连；上部壳体由倾斜的平板和/或弧形板制成；中部壳体由外凸弧形平衡板或阻尼平板制成；
所述聚能增效内涵道包括导流增速涵道、水动能冲击室和散水负压/聚波冲击涵道，水动能冲击室设于导流增速涵道和散水负压/聚波冲击涵道之间；导流增速涵道的上部设有进水口，导流增速涵道的下部设有出水口，导流增速涵道从上部进水口至下部出水口逐渐收窄；水动能冲击室的截面为圆形、或截面呈收缩-膨大-再收缩的葫芦状、或截面呈腰鼓状，水动能冲击室的上部设有进水口，水动能冲击室的下部设有出水口；散水负压/聚波冲击涵道的上部设有进水口，散水负压/聚波冲击涵道的下部设有出水口，散水负压/聚波冲击涵道从上部进水口至下部出水口逐渐扩大；
所述连接构件为减摇式连接构件或固定构件或收放式连接构件；减摇式连接构件包括短支杆、弹簧和长支杆，所述短支杆为空心结构，短支杆的一端固定在船上，短支杆的另一端与弹簧的一端相连，弹簧的另一端与长支杆相连，长支杆的一端穿过弹簧插入到短支杆内，长支杆的另一端与平衡引流聚能机构相连；
固定构件为连接板或连接杆；固定构件的一端直接固定在船上，固定构件的另一端直接固定在平衡引流聚能机构；
收放式连接构件包括撑杆和液压油缸，所述撑杆的一端绞接在船上，撑杆的另一端绞接在平衡引流聚能机构上，撑杆的中部与液压油缸的活塞杆相绞接，液压油缸的缸体绞接在船上。
2.根据权利要求1所述的船用波浪能聚能发电装置，其特征在于，水动能冲击室的截面为圆形时，与水动能冲击室的一侧内壁相连的导流增速涵道的内壁的底边，在水动能冲击室的中心铅垂面上或超出水动能冲击室的中心铅垂面；与水动能冲击室的另一侧内壁相连的散水负压/聚波冲击涵道的内壁的顶边，亦在水动能冲击室的中心铅垂面上或超出水动能冲击室的中心铅垂面。
3.根据权利要求1所述的船用波浪能聚能发电装置，其特征在于，所述平衡引流外壳体内设有至少一个单独的发电单元，各发电单元共同构成发电系统；发电单元包括水轮机、增速机构和发电机，水轮机安装在水动能冲击室中，水轮机通过增速机构与发电机相连。
4.根据权利要求1所述的船用波浪能聚能发电装置，其特征在于，所述平衡引流外壳体的上部壳体外表面设置有导浪板。
5.根据权利要求1或2所述的船用波浪能聚能发电装置，其特征在于，所述防护构件为的网、格栅板或孔板，防护构件的形状为平面形或拱形，防护构件安装在平衡引流外壳体的顶端和底部。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810066611.4A CN108252851B (zh) | 2018-01-24 | 2018-01-24 | 一种船用波浪能聚能发电装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810066611.4A CN108252851B (zh) | 2018-01-24 | 2018-01-24 | 一种船用波浪能聚能发电装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN108252851A CN108252851A (zh) | 2018-07-06 |
| CN108252851B true CN108252851B (zh) | 2024-04-19 |
Family
ID=62742215
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201810066611.4A Active CN108252851B (zh) | 2018-01-24 | 2018-01-24 | 一种船用波浪能聚能发电装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN108252851B (zh) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108518299A (zh) * | 2018-06-11 | 2018-09-11 | 涂洁 | 一种海洋聚能发电装置 |
| CN108891550B (zh) * | 2018-08-10 | 2023-08-08 | 海南大学 | 一种减摇机构以及应用该机构的双浮体半潜船 |
| CN110844034B (zh) * | 2019-10-18 | 2021-03-23 | 浙江大学 | 一种波浪能发电的变体式高速运输船 |
| CN111824349B (zh) * | 2020-08-06 | 2024-08-09 | 大连理工大学 | 一种用于多体船的侧体发电机构 |
| CN113944591A (zh) * | 2021-10-22 | 2022-01-18 | 江苏科技大学 | 一种冲击转子式波浪能发电装置 |
| CN114046221B (zh) * | 2021-12-16 | 2024-06-14 | 湖南省小尹无忌环境能源科技开发有限公司 | 一种用于海洋平台/岛礁的噬风吞浪发电装置 |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20110107881A (ko) * | 2010-03-26 | 2011-10-05 | 홍문표 | 바지선 위에 설치한 수평형 수차를 이용한 파력발전설비 |
| CN102562423A (zh) * | 2012-02-21 | 2012-07-11 | 冯世春 | 一种海洋波浪摇摆能量转换装置 |
| CN103264765A (zh) * | 2013-05-31 | 2013-08-28 | 上海海洋大学 | 一种双体船用波浪能发电装置 |
| CN103821662A (zh) * | 2014-02-28 | 2014-05-28 | 厦门中泰风电能源有限公司 | 移动式光伏波浪发电船 |
| CN104265550A (zh) * | 2014-08-25 | 2015-01-07 | 集美大学 | 一种漂浮式波浪能发电系统 |
| CN105275724A (zh) * | 2014-07-01 | 2016-01-27 | 王力丰 | 一种船舶波浪发电减摇装置及波浪发电系统 |
| CN105736222A (zh) * | 2016-03-16 | 2016-07-06 | 武汉理工大学 | 一种智能迎浪式聚波多浮子发电装置 |
| CN207777061U (zh) * | 2018-01-24 | 2018-08-28 | 长沙紫宸科技开发有限公司 | 船用波浪能聚能发电装置 |
-
2018
- 2018-01-24 CN CN201810066611.4A patent/CN108252851B/zh active Active
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20110107881A (ko) * | 2010-03-26 | 2011-10-05 | 홍문표 | 바지선 위에 설치한 수평형 수차를 이용한 파력발전설비 |
| CN102562423A (zh) * | 2012-02-21 | 2012-07-11 | 冯世春 | 一种海洋波浪摇摆能量转换装置 |
| CN103264765A (zh) * | 2013-05-31 | 2013-08-28 | 上海海洋大学 | 一种双体船用波浪能发电装置 |
| CN103821662A (zh) * | 2014-02-28 | 2014-05-28 | 厦门中泰风电能源有限公司 | 移动式光伏波浪发电船 |
| CN105275724A (zh) * | 2014-07-01 | 2016-01-27 | 王力丰 | 一种船舶波浪发电减摇装置及波浪发电系统 |
| CN104265550A (zh) * | 2014-08-25 | 2015-01-07 | 集美大学 | 一种漂浮式波浪能发电系统 |
| CN105736222A (zh) * | 2016-03-16 | 2016-07-06 | 武汉理工大学 | 一种智能迎浪式聚波多浮子发电装置 |
| CN207777061U (zh) * | 2018-01-24 | 2018-08-28 | 长沙紫宸科技开发有限公司 | 船用波浪能聚能发电装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN108252851A (zh) | 2018-07-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108252851B (zh) | 一种船用波浪能聚能发电装置 | |
| AU2011269845B2 (en) | System and method for renewable electrical power production using wave energy | |
| US8614520B2 (en) | Submergable sloped absorption barrier wave energy converter | |
| Falcão | Wave energy utilization: A review of the technologies | |
| EP1861618B1 (en) | Apparatus and control system for generating power from wave energy | |
| CN110949633A (zh) | 驳船型漂浮式风机系统及浮式风机平台 | |
| US20030121255A1 (en) | Wave energy converter | |
| US20240359779A1 (en) | Cage culture platform for comprehensively utilizing new marine energy | |
| CN102149918A (zh) | 海浪能发生器 | |
| US20130009402A1 (en) | Wave-energy converter | |
| US9181922B2 (en) | Marine energy capture system | |
| CN202756167U (zh) | 浮动平台波浪能储能系统和波浪能发电系统 | |
| EP2770194A1 (en) | Wave-power electricity generation system | |
| CN102900592A (zh) | 浮动平台波浪能储能系统和波浪能发电系统 | |
| CN110594081A (zh) | 一种波浪能发电系统 | |
| CA2847346A1 (en) | Submergible sloped absorption barrier wave energy converter | |
| GB2058937A (en) | Wave energy absorber mountable on wavefacing structure | |
| GB2434620A (en) | Rocking beam type wave generator | |
| CN103994018A (zh) | 波浪能量综合采集转换发电装置 | |
| CN207777061U (zh) | 船用波浪能聚能发电装置 | |
| CN109469578A (zh) | 一种风电/海洋能互补性发电消波装置 | |
| CN202244059U (zh) | 一种水轮立卧混合式发电船 | |
| GB2454167A (en) | Tidal flow energy generator using hydraulic ram pumps | |
| US20240295208A1 (en) | Energy converter for ocean waves and method for using thereof | |
| WO2013007265A1 (en) | Off-shore platform for safe transfer of personnel and goods |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |