CN108603481A - 宽波浪谱波能回收装置 - Google Patents
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Abstract
一种来自宽波浪谱的可再生能量的回收装置,具有两个叠置箱(5)和(6),相对于浮动或者固连到固定结构或海岸的装置所占区域来说,箱高度低。许多具有竖直轴线的类似的中空管(2)分布在箱的范围上,伸出到箱之下,在其沉入水中的下端部开放。管的上端部嵌插入箱中,配有从管内向上箱开启的阀门(13)和从下箱向管内开启的阀门(11)。由于一些管中的水位上升而排到上箱(5)的空气传送通过涡轮发电机组(9,10)从而发电,然后在下游返回到下箱(6)中,以便吸入到水位下降的管中。
Description
技术领域
本发明涉及一种浪能回收装置,其能回收源自风浪或涌浪的能量,更一般来说,能量来自由于受恶劣气候影响而搅动任何大面积水域水面的任何阶统计(ordrestatistique)式的局部动态波动。
背景技术
近二十年来,提出回收部分波能以使之转换成电能的解决方案倍增。
迄今,现有技术具有五个主要系列的这类装置,它们将部分波能转换成旋转机械能,机械能可使用发电机发电。这些系列中每个系列都具有其局限性及其缺陷。
存在溢流装置,例如专利文献WO1996/000848提出的溢流装置。溢流装置产生水位高度差,使浪涛由室壁上面汹涌而过,所述室的上脊部所处的高度明显高于水平面的平均水位的高度。将涡轮机布置在从室回到海上的水流中,这允许借助于这种水位高度差发电。这种装置简单,除了涡轮机之外,没有其他活动机械部件,但是,这种装置由于其需要的大尺度和高投资,因而生产水平非常有限。实际上,只有高度高于溢流高度的波浪谱成分才给装置带来部分能量。短波长成分高度较低,不被利用。溢流高度不能选择成太小,因为其通过进入的水量直接确定可回收的势能。另外,将这样回收的水势能转换成电能的涡轮机必然浸没水中,因此这种下潜性带来的设计、构建和维护保养成本全都过高。
存在由底部进行固连的浮筒式装置,例如US6140712提出的浮筒式装置。这些装置通过浪涛经过所引起的浮筒升降所产生的作用力效应,致动液压泵系统。这些装置必然具有复杂的机械部件、以及必然下潜的液压设备,它们的设计、制造和维护保养成本高。另一方面,其惰性使之不能回收短波长的波浪谱成分的能量。另外,它们的安装和拆卸一般都需要进行成本特别高的庞大水下工程。这种装置的一变型在于露出水面的摇臂,在摇臂端部布置有半潜浮筒,当浮筒高度在浪涛作用下变化时,摇臂的铰接件致动液压缸。该装置安装在与海底或者海岸相固连的结构上,又或者安装在高度稳定的浮动平台上。该变型仅可紧邻其支承件、即在小范围上回收能量。
存在半潜水面消能器,例如WO2011/061546提出这种消能器。这些装置由一系列浮动件构成,这些浮动件由配有液压缸的铰接件彼此连接。这些液压缸可在每次一个构件相对于另一构件进行相对运动时,通过使液压流体循环来回收能量。然后,能量由布置在液压回路上的涡轮机转换成旋转机械能。这些系列的铰接的浮动构件一般在一端部被固定,以致在没有水流时,它们沿着浪涛的主要传播方向自由取向。当浮动构件经受波长接近一个构件单独长度的两倍的单向单色浪涛时,其效率最高,而一旦浪涛的波长偏离该值,效率就大为减小。另外,如果浪涛汇合或者交叉,同样如果浪涛的主要方向与可能的局部水流的方向不一致,这种装置效率较低,其中该局部水流的方向决定装置朝向,而不管浪涛方向如何。另外,其构建和维护保养成本高,这一方面是因为铰接系统易损,另一方面是因为回收能量在被转换成电能之前经过的内部液压设备。
还存在摆动叶板式装置,例如US2008/0191485提出的摆动叶板式装置。这种装置由铰接在固定于水底的基座上的叶板构成。每个叶板在浪涛引起的激浪作用下摆动。叶板的运动致动液压缸,液压缸引起流体运动,流体继而驱动涡轮机。该类装置的一个变型由摆动叶板构成,其中所述叶板的上部具有浮筒,浮筒位于水平面的平均水位附近。这样可组合回收与波浪相关的动能和势能。这些固定在海床的装置仅可紧靠近海岸安装在不深的地点上。它们仅对具有固定波长、其方向垂直于叶板旋转轴线、其周期与其固有摆动模式协调的浪涛有效。一旦波浪谱偏离这种理想配置或者如果浪涛交叉,那么其效率就极大降低。
还存在振荡水柱式装置或者活塞式装置,例如GB2429243提出的装置。这种装置回收能量,不是致动中间液压系统,而是基于从被浪涛所激起的水柱驱排出或者吸入的气流。一些装置以圆筒为基础,分开水与空气的活塞在圆筒中移动。其他这种装置由布置在承受浪涛的岸边上的腔室构成,其下部始终沉入水中并自由打开,在每次有波浪时,可使水涌入腔室中。腔室内的空气则通过Wells交变流式涡轮机排出,从而允许从沿一方向或另一方向交替通过的流体以电能形式进行回收。实际上,当波浪退回时,水在水柱中再度下降,产生从大气吸取空气,空气反向进入涡轮机中。这种装置仅可安装在地形适合的海岸上。这种海岸很少。另外,交变空气流要求使用Wells交变流式空气涡轮机,其效率显著小于单向均匀流式涡轮机的效率。
该装置的一个变型由一列无底箱构成,它们安装于固定或浮动的物体。箱的下部沉入水中,而每个箱的上部与两个配有阀门的侧向空气收集器连通。阀门的开启方向使得:由波浪通过时上升到箱中的水所推动的空气被排出到收集器之一中,而另一对称的收集器向水位下降的箱供给空气。空气涡轮机安装在管上,管在箱列的端部连接两个收集器,空气涡轮机因而由单向空气流促动。这些装置不能回收波长小于或者接近每个箱长度的波浪成分的能量。它们仅可对朝与箱列相同的方向取向的波浪谱成分有效回收能量。
在水柱式装置中,FR2959780提出一种波能回收装置。该装置具有中空结构,用于保持在水面上方,该结构的内部空间与涡轮发电机组连通。所述结构结合于一系列排齐的、在浸入水中的管下端部开放的管帘。每个管具有第一单向阀门和第二单向阀门,所述第一单向阀门从管内向内部空间开启,所述第二单向阀门从装置外向管内开启,以形成以振荡水柱方式运行的能量回收装置。
发明内容
本申请人旨在改进这种装置。
根据提出的装置:
-中空结构具有下箱和上箱,上下箱叠置、呈扁平状、结构紧凑、基本不能变形、封闭并灌注有气体,
-在管上部配有两个阀门的大量管穿过下箱,到达上箱中,以及
-涡轮发电机组安装在使两个箱互连的通道中。
运行时,由于一些中空管中的水位在波浪作用下上升,因而第一阀门允许使在水上方的气体排向上箱;这样排出的气体通过涡轮发电机组,然后在下游返回到下箱中,以便被吸入到水位下降的中空管中。
附图说明
通过阅读下面详细说明和附图,本发明的其他特征、细节和优越性将得以体现,附图中:
图1示出根据本发明的装置的实施例;
图2是图1所示装置的剖面图;
图3是本发明的一细部的结构分解图;
图4示出根据本发明的装置的一模块的实施例。
具体实施方式
附图和下述说明基本上包括具有一定特性的构件。因此,它们不仅可用于更好地理解本发明,而且也有助于必要时定义本发明。
所谓“扁平”箱,尤其是指箱相对于装置的水平尺寸如宽度和长度来说,具有低的高度。所谓“紧凑”箱,尤其是指箱宽度与箱长度为相同数量级的一组箱。在水平截面上,与“堤坝”或“航空母舰”型式相反的是,箱可以是圆盘形或方形或椭圆形,相对于波浪的特定方向,长形的形状必然是最佳形状,而本发明旨在利用更宽波浪谱(在方向和频率上,包括多次波或驻波在内)。但是,如果装置需要航行,它也可以是其他形状。
这些提案改进了已知的振荡水柱式装置,以使之在多变的波涛条件下、尤其是根据其波长和其波浪谱成分的空间朝向而多变的波涛条件下,更为有效。
从另一角度来看,根据本发明的装置包括一个管网,该管网由数量众多的相似的管构成,这些管分布在短伸长型的表面、即宽度与长度为相同数量级的表面上,因此形成这里称为“紧凑”的容积。这些管可以基本上彼此平行地、与其分布表面垂直地延伸。它们可以相同,或者它们可具有可变的直径,但至少统计上讲它们仍基本相同,即其直径范围围绕一平均值或额定值分布。每个管的下部开放,浸入水中,管的上部嵌插在由两个叠置的低高度箱形成的结构中。
现在参照图1至3来进行说明。根据本发明的一种实施方式的装置具有一个中空结构1和多个中空管2。中空结构1包括上箱5和下箱6。
每个管2的上部具有至少两个单向阀门:
-第一输入阀门13,这里是上部挡板阀门,其可使由上升波浪前部推动的空气排出到第一箱、这里是上箱5中,以及
-第二排出阀门11,这里是下部挡板阀门,其可在局部围绕管2的水位下降时,使第二箱这里是下箱6的空气进入管2中。
输入和排出阀门11、13布置成在小压差的作用下开启及允许尽可能大的流量。此外,这些阀门选择成使得在输入处和排出处,压力损失相似。
两个箱5、6由通道彼此连接,涡轮发电机组9、10安装在所述通道中。涡轮发电机组9、10具有传统空气涡轮机9,用于始终沿相同方向转动,驱动发电机10,从而允许回收能量。
在图1和2所示的例子中,所述装置是浮动型装置。中空结构1呈圆形构造,因此形成浮动平台。这里,结构1的直径约为100米,而上表面和下表面之间的高度约为5米。
涡轮发电机组9、10安装在其中的所述通道呈倒U形的管道3的形状,以上部结构形式构建,安装在上箱5上。如图2右部所示,在涡轮发电机组9、10下游的管道3部分密封地贯穿上箱5,以通到下箱6中。管道3包括工作部分4,工作部分的截面小于管道3的其余部分的截面,工作部分中安装有空气涡轮机。
管2的上部嵌插到中空结构1中。上部穿过下箱6直达上箱5。在这里所述的示例中,所述装置具有林立的2500至3000个管2,管的单个直径约为1.2米,从下箱6的下表面至沉入水中的管下端部、并且至少加上所述下箱6高度的管长度约为11米,而下箱6的高度这里约为2.5米。这些管2构成的管网的网状结构不是严格均匀的。只要管2的密度在整个布置面积上保持相同的数量级,即便管2安装成随机分布在结构1的范围上,也能确保装置的效率。
图3示出管2之一的上部的细部,该上部即管穿过上箱5和下箱6嵌插入的部分。管2具有允许获得平表面的平截的区段。该平表面设有两个单向阀门即单向输入阀门13和单向排出阀门11。当管2中的水位下降时,排出阀门11从下箱6向管2内开启,而当水位在管2中上升时,输入阀门13从管2内向上箱5开启。
在结构1周边的一些管类似于中空管2,但这些管另外在其下端部附近被密封地闭塞,以将气体约束在其中。这些闭塞的管则形成浮筒。
根据该实施方式的装置由锚固缆绳、通过未示出的固定件锚固于海床。在周边使用适当数量和体积的浮筒,和/或注入中性气体或压缩空气到箱5、6中,来调整装置的吃水线,使得平均海平面大体位于管2的伸出长度的半高处。压力气体注入和气体排出组件可设置用于以受控的方式保持压力,以便调节吃水高度。该组件类似于潜水艇中使用的组件那样运行,以调节其吃水深度。例如,该组件具有压载物,可借助于注入压缩空气从其排水。
在图2上由箭头示出运动。在右下部,箭头表示波浪或涌浪波的推进方向,即从左向右推进。因此,图2上每个波浪的右部分构成波浪前部。第一组管2中的相应的自由水面14处于上升期。相反,图2上每个波浪的左部分构成波浪后部。第二组管2中相应的自由水面12处于下降期。设备可承受任何波浪谱,特别是驻波。
管2内上升的自由水面14通过第一输入阀门13排出空气,从而供给上箱5。鉴于管2数量庞大,上箱5因此呈现连续超压。统计上看,借助于管2在结构1的范围上的大致均匀的分布,约一半的管2具有上升的自由水面14,而另一半管2具有随时下降的自由水面12。上箱5中的超压于是也基本上是恒定的。
管2内自由水面12下降,则通过第二排出阀门11从下箱6吸入空气。因此,下箱6具有连续负压,负压基本上恒定,严格小于上箱5内的压力。
因此,如此形成的在图2中由多个箭头示出的总空气流,
-从自由水面14上升的管2流出,
-由第一输入阀门13进入上箱5,
-流经管道3的上游收集器部分7,
-通过工作部分4,启动涡轮机9,
-由管道3的下游收集器部分8回收,
-排出到下箱6中,以及
-通过第二排出阀门11,吸入到自由水面12下降的其他管2中。
压差确保空气循环。但是,箱5、6中的相对于大气压的平均或静态压力值可适于调节结构1的浮动性,即其吃水线的位置。例如,下箱6中的低压与大气压之间的压差可以基本上等于箱5中超压与大气压之间的压差。在这种情况下,结构1的浮动性主要由浮筒加以确保。在另一例子中,整个结构1中的平均压力保持高于大气压。结构1处于超压下。在这种情况下,超压显著有助于阿基米德浮力。结构1则可不配有浮筒。
装置的浮动性至少部分地由管2和两个箱5、6中束持的气体这里是空气的存在加以确保,空气在箱5、6和管道3、管网的管2之间闭路循环。通过在结构1的周边配置形状不大干扰浪涛的浮筒,例如,如上所述通过闭塞管端部而封闭若干周边管,又或者通过增加其他类型的浮筒,所述装置的稳定性即抗摆动强度得到改进。
在变型中,上箱5和下箱6反过来布置成使得上箱5位于涡轮发电机组9、10的下游,而下箱6位于上游。阀门11、13的开启方向此时也反过来。
在变型中,涡轮机9和/或发电机10例如通过支承它们的撑隔件布置在上游形成收集器的部分7中,或者布置在下游形成收集器的部分8中。涡轮机9通过刚性水平轴驱动发电机10。在另一变型中,涡轮机9基本上布置在两个箱5、6的交界处,例如布置在设于分开这两个箱5、6的壁板中的切口中,以致在没有管2的区域中,涡轮机的旋转轴线基本上竖直。这种布置可减小构筑物下沉,使得更容易对发电机10进行维护保养,发电机10此时安装在上箱5上,由涡轮机9的轮通过竖直轴进行驱动。
装置的主要构成件的尺寸可以根据所选安装地点的波浪谱进行选择。对于波长在管2所采用直径的大约两倍、与装置所形成的平台的总外部尺寸之间的所有波浪成分来说,所述装置皆可回收其能量。因此,考虑装置安装地点的波浪谱,选择管2的直径或者平均直径,或者必要时是标称直径。直径优选约为波浪谱中明显存在的最小波长的一半。管2的数量通常为几百个,甚至几千个,管的数量限定成使得所有管2的水平截面面积不超过装置所占表面积的一半。
在图1和2的示例中,装置设计成形成自主浮动平台。在变型中,装置形成固定平台,固连于海岸或者海床,例如形成码头。所述装置也可构成附属平台,用于固定于浮动机械,以向其供电。根据本发明的固定装置可以安装在大涨潮地点,在这种情况下,所述装置在部分涨潮期间发电,即只要管2的下端部浸入水中。
如果装置形成自主浮动平台,那么,其可由锚定装置锚固在沿海区附近,但避开浪涛汹涌区域,或者锚固在离沿海区较远的地点。
除了锚固之外,浮动结构1也可由机械装置保持在固定地点,机械装置允许其沿固定于海床的穿过结构1的中心杆,和/或沿周边的多个柱桩,竖向滑动。在这些情况下,抗摆动稳定性也由结构1的沿固定于海床的柱桩的机械引导件加以确保。
发电机10所发的电由海底电缆传输到陆上以输送到电网,或者可由与装置连接的浮动机械、例如钻井平台或者船舶自消耗。
管网的管2可用低成本材料制成,或者可以是目前已经大批量生产的管,例如用钢、铸铁、复合材料、塑料或钢筋混凝土制成的管。
箱5、6可用低成本材料制成,例如用钢、一些复合材料或者钢筋混凝土制成。
在浮动型装置的情况下,闭路中循环的内部空气可用氮气或者贫活性氧的气体混合物代替,使得防止装置的内部分中出现腐蚀和生物生长。
在与海岸固连的固定型装置的情况下,大于平台主要尺寸的浪涛波长可使所有两个箱5、6产生超压或者负压,因为整个管2的管网此时大体上同相被施以作用。为了继续发电,包括这些情况在内,装置的下箱6可配有大流量排气阀,排气阀校准成开启压力相应于管2在箱5、6之下的自由长度的约一半的水位高度。至于上箱5,其可配有用于外部空气进入的大流量进气阀,进气阀校准成负压等同于该相同的水位高度。仅在绝大部分管中的水同相上升或下降导致超压或负压时,这些阀才开启。
在承受波长大于平台尺寸的浪涛的浮动型装置的情况下,平台随水面的平均运动而运动,不存在由于整个管2的管网中水同相上升或下降而使箱5、6形成超压或负压的危险。
装置可通过组装、尤其是并置多个模块而构建成。
现在参照图4,图4示出需通过并置组装的模块。一个主模块优选呈多边形,尤其包括涡轮发电机组9、10。一些附属模块具有与主模块的侧表面或边缘相对应的侧表面或边缘,这些附属模块与主模块组装在一起。一个这种附属模块在图4中示出,这里呈方形。附属模块可不配置涡轮发电机组9、10。
这些模块在其侧面彼此固定在一起。每个模块具有一些开口16,开口布置在侧表面中,以与相邻模块的相应开口相对。在装置的组装好的状态下,开口16允许一方面在所有上箱5之间、另一方面在所有下箱6之间进行流体连通。
在这里所述的例子中,开口16配有密封凸缘。这些连接件具有空气流引导作用,从而允许装置运行。
一个装置由多个模块彼此组装而成,该装置允许在现场、或者在经营地点附近以待组装套件的形式在有限尺寸的工场进行构建。因此,方便了运输和运送到组装地点。这种待组装模块的套件形式的设计也允许批量生产模块,同时可根据情况调整现场组装装置的形状和大小。
通过这里用螺纹密封塞、密封地封闭未使用的周边开口16,来获得装置在组装好状态下的周边密封性。
根据本发明的装置相对于已知的装置具有以下优越性:
-其允许对既在波长意义上也在朝向意义上的宽波浪谱回收能量。其尤其允许在汇合波浪、交叉波浪、驻波、激浪的情况下,或者在浪涛相对于可能的局部海水水流具有不同方向的情况下,有效回收能量。
-借助于能量回收回路的气体,其内在地具有专有的浮动能力。周边浮筒的存在提高了没有引导装置时抗侧倾的恢复竖直的动态稳定性。当所述装置沿固定柱桩竖向引导时,浮筒是多余的。
装置构建成本低,因为其可由现有的大批量制造的产品尤其是管构建成。另外,其不配置任何下潜式运行的活动件。
-装置具有内在的高度坚固性和高度安全可靠性,这是因为其简单性,因为其仅具有由在设备的空中部分中运行的阀门构成的被动式活动机械组成件。装置无需任何活塞系统或者缸来运转。
-装置维护保养成本低,其涡轮发电机组外露在表面,因此容易接近。
装置由于其下沉少和具有内在的浮动性,尤其在装置浮动时,具有出色的抗恶劣天气和抗风暴的性能。
-装置能以模块的方式构建,每个模块的尺寸使得其比制成整体件形式的装置来说更容易构建、吊运和运送。另外,这种构建方式可以通过增加模块,提高现有设备的功率,而附加投资少。这种模块式结构可任意调整。
-当气体回路封闭时,可以使用一种气体或者无氧的气体混合物来代替空气,从而限制内部腐蚀现象和植物微生物或海洋动物侵袭的现象。
本发明既不局限于仅作为例子给出的上述装置的示例,也不局限于变型的各种组合,而是包括现有技术人员在下面权利要求书的范围可考虑的所有变型。
Claims (17)
1.一种波能回收装置,其具有用于被保持在水域水面上方的中空结构(1),中空结构(1)的内部空间与涡轮发电机组(9,10)连通,中空结构(1)结合于多个中空管(2),中空管在浸入水中的管下端部开放,每个中空管(2)具有第一单向阀门(13)和第二单向阀门(11),第一单向阀门从中空管(2)内向内部空间开启,第二单向阀门从涡轮发电机组(9,10)的下游向中空管(2)内开启,以便与涡轮发电机组(9,10)相互作用而形成以振荡水柱方式运行的能量回收回路,
其特征在于,中空结构(1)具有下箱(6)和上箱(5),上下箱叠置、呈扁平状、结构紧凑、基本不能变形、封闭并灌注有气体;中空管(2)穿过下箱(6),到达上箱(5)中;并且,涡轮发电机组(9,10)安装在使上下箱这两个箱(5,6)互连的通道中,
由于一些中空管中的水位(14)在波浪作用下上升,因而水位上升的中空管(2)的第一单向阀门(13)允许使水上方的气体从中空管(2)排向上箱(5),这样排出的气体通过涡轮发电机组(9,10),然后在下游返回到下箱(6)中,以便通过第二单向阀门(11)吸入到水位(12)下降的中空管(2)中。
2.根据权利要求1所述的波能回收装置,其特征在于,波能回收装置还具有浮动机构,用以确保中空结构(1)保持在水面上方。
3.根据权利要求2所述的波能回收装置,其特征在于,波能回收装置还具有锚固缆绳,中空结构(1)能通过锚固缆绳紧固于海床。
4.根据权利要求2或3所述的波能回收装置,其特征在于,浮动机构具有半潜浮筒,半潜浮筒布置在中空结构(1)的下周边,使得水面的平均水位大致位于中空管(2)的在下箱(6)之下伸出的部分的半高处。
5.根据权利要求4所述的波能回收装置,其特征在于,至少一些半潜浮筒具有端部之一闭塞的中空管,半潜浮筒的中空管类似于所述多个中空管中的中空管。
6.根据权利要求2至5中任一项所述的波能回收装置,其特征在于,浮动机构具有向上下箱(5,6)内注入压缩气体的组件,所述组件结合于一个或多个排气口,使得内部平均压力保持在高于大气压的压力级。
7.根据权利要求2至6中任一项所述的波能回收装置,其特征在于,中空结构(1)具有至少一条竖直通道,竖直通道能接纳杆,杆固定于海床并穿过中空结构(1),以形成中空结构(1)沿杆竖向滑动的引导件。
8.根据权利要求2至6中任一项所述的波能回收装置,其特征在于,中空结构(1)由多个杆竖向引导,所述多个杆在中空结构(1)的周边固定于海床,以形成中空结构(1)沿所述多个杆竖向滑动的引导件。
9.根据前述权利要求中任一项所述的波能回收装置,其特征在于,气体回路是封闭回路。
10.根据权利要求9所述的波能回收装置,其特征在于,气体主要由氮气构成。
11.根据权利要求9所述的波能回收装置,其特征在于,气体贫氧。
12.根据权利要求1至9中任一项所述的波能回收装置,其特征在于,气体是空气。
13.根据权利要求1所述的波能回收装置,其特征在于,中空结构(1)布置成相对于海床和/或海岸大致保持固定不动。
14.根据权利要求13所述的波能回收装置,其特征在于,
-下箱(6)具有大流量排气阀,大流量排气阀向外开启,配置成使得开启压力能排放由于所有中空管(2)中的水位同相上升而排出的气体,和/或
-上箱(5)具有大流量进气阀,大流量进气阀向内开启,配置成使得开启负压能吸入外部空气,这种吸入是由于所有中空管(2)中的水位同相下降而产生的。
15.根据前述权利要求中任一项所述的波能回收装置,其特征在于,使上下箱这两个箱(5,6)互连的通道由管道(3)的两个部分(7,8)形成,涡轮发电机组(9,10)间置在这两个部分之间。
16.根据权利要求1至14中任一项所述的波能回收装置,其特征在于,使上下箱这两个箱(5,6)互连的通道由分开上下箱这两个箱(5,6)的壁板中的切口形成,涡轮发电机组(9,10)包括容置在所述切口中的具有竖直轴线的涡轮机。
17.根据前述权利要求中任一项所述的波能回收装置,其特征在于,波能回收装置具有多个上箱(5)和多个下箱(6)的组合件,所述多个上箱(5)彼此流体连通,所述多个下箱(6)彼此流体连通,涡轮发电机组(9,10)为组合件的所有上下箱(5,6)所共有的。
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109742898A (zh) * | 2018-12-28 | 2019-05-10 | 西安航天泵业有限公司 | 一种集成式全封闭低温液力发电装置 |
CN109812375A (zh) * | 2019-02-25 | 2019-05-28 | 武汉理工大学 | 适用于振荡浮子式波能转换装置的pto装置 |
CN110762068A (zh) * | 2019-10-25 | 2020-02-07 | 长江大学 | 一种具有可变流道管径、宽工况的旋转型压力能回收设备 |
CN110821745A (zh) * | 2019-12-06 | 2020-02-21 | 宁波市镇海捷登应用技术研究所 | 一种利用潮汐发电装置 |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107664091A (zh) * | 2017-08-31 | 2018-02-06 | 天津大学 | 一种管道贯流式微型水轮机发电装置 |
US11156201B2 (en) * | 2018-05-17 | 2021-10-26 | Lone Gull Holdings, Ltd. | Inertial pneumatic wave energy device |
CN111120194B (zh) * | 2019-07-12 | 2020-11-20 | 西北工业大学 | 一种基于多级特斯拉阀的海水冲击发电设备 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101463801A (zh) * | 2009-01-08 | 2009-06-24 | 彭坚宁 | 气流发电系统及方法 |
FR2959780A1 (fr) * | 2010-05-10 | 2011-11-11 | Barba Willy Del | Machine transformatrice d'energie des vagues de mer en emergie eolienne. |
WO2015102547A1 (en) * | 2013-12-31 | 2015-07-09 | Hse Hitit Solar Enerji Anonim Sirketi | A wave energy conversion system |
EP2944801A1 (en) * | 2014-05-14 | 2015-11-18 | Sener Ingenieria Y Sistemas, S.A. | Device for capturing wave energy |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US960478A (en) * | 1909-05-06 | 1910-06-07 | David R Allard | Air-compressor. |
US4466244A (en) * | 1982-08-25 | 1984-08-21 | Wu Jiun Tsong | Power generation |
US5105094A (en) * | 1991-03-07 | 1992-04-14 | Parker Percy C | Method and apparatus for converting wave motion into an alternative energy source |
DK173018B1 (da) | 1994-06-28 | 1999-11-15 | Friis Madsen Erik | Anlæg til indvinding af vind-/bølgeenergi på åbent hav |
SE508307C2 (sv) | 1996-04-29 | 1998-09-21 | Ips Interproject Service Ab | Vågenergiomvandlare |
US20040163387A1 (en) * | 2003-02-24 | 2004-08-26 | Horacio Pineda | Wave power generator |
GB0505906D0 (en) | 2005-03-23 | 2005-04-27 | Aquamarine Power Ltd | Apparatus and control system for generating power from wave energy |
GB2429243A (en) | 2005-08-20 | 2007-02-21 | Alex Rollo | Wave generator |
WO2010108163A2 (en) * | 2009-03-20 | 2010-09-23 | Float Incorporated | Offshore floating ocean energy system |
GB0920310D0 (en) | 2009-11-20 | 2010-01-06 | Pelamis Wave Power Ltd | Joint arrangement for a wave energy converter |
NZ705697A (en) * | 2012-08-04 | 2016-11-25 | Havkraft As | Wave energy converter |
-
2015
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101463801A (zh) * | 2009-01-08 | 2009-06-24 | 彭坚宁 | 气流发电系统及方法 |
FR2959780A1 (fr) * | 2010-05-10 | 2011-11-11 | Barba Willy Del | Machine transformatrice d'energie des vagues de mer en emergie eolienne. |
WO2015102547A1 (en) * | 2013-12-31 | 2015-07-09 | Hse Hitit Solar Enerji Anonim Sirketi | A wave energy conversion system |
EP2944801A1 (en) * | 2014-05-14 | 2015-11-18 | Sener Ingenieria Y Sistemas, S.A. | Device for capturing wave energy |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109742898A (zh) * | 2018-12-28 | 2019-05-10 | 西安航天泵业有限公司 | 一种集成式全封闭低温液力发电装置 |
CN109812375A (zh) * | 2019-02-25 | 2019-05-28 | 武汉理工大学 | 适用于振荡浮子式波能转换装置的pto装置 |
CN110762068A (zh) * | 2019-10-25 | 2020-02-07 | 长江大学 | 一种具有可变流道管径、宽工况的旋转型压力能回收设备 |
CN110821745A (zh) * | 2019-12-06 | 2020-02-21 | 宁波市镇海捷登应用技术研究所 | 一种利用潮汐发电装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2017109301A1 (fr) | 2017-06-29 |
ES2774929T3 (es) | 2020-07-23 |
EP3394424B1 (fr) | 2019-11-27 |
US20190010916A1 (en) | 2019-01-10 |
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