CN109139345A - 海浪发电装置及海浪发电系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种海浪发电装置及海浪发电系统，涉及海浪发电的技术领域。所述的海浪发电装置，包括：多个漂浮筒、多个液压缸、和载有发电机的水轮机；每一个所述漂浮筒和所述液压缸的活塞杆分别通过横梁固定在浮体固定桩上；所述液压缸上设有进水口和出水口；所述出水口与水管相连，通过水管将海水注入所述水轮机。以缓解现有技术中存在的海浪利用率低的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及海浪发电技术领域，尤其是涉及一种海浪发电装置及海浪发电系统。
背景技术
传统能源日趋枯竭，环境污染问题的恶化，新能源的开发利用迫在眉睫。相比风能、太阳能发电技术，海浪能发电要落后很多年，海浪能传播能量密度大是风能的4－30倍，相比太阳能它不受天气影响。海浪能是海面受风的作用产生巨大的动能与势能储存在大海中，是一种用之不尽的天然绿色能源。
现有的海浪发电技术结构复杂、海浪利用率低、效率低、成本偏高。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种海浪发电装置，以缓解现有技术中存在的海浪利用率低的技术问题。
基于上述第一目的，本发明提供的海浪发电装置，包括：多个漂浮筒、多个液压缸、和载有发电机的水轮机；
每一个所述漂浮筒和所述液压缸的活塞杆分别通过横梁固定在浮体固定桩上；
所述液压缸上设有进水口和出水口；
所述出水口与水管相连，通过水管将海水注入所述水轮机。
作为进一步的技术方案，所述进水口设有电磁阀。
作为进一步的技术方案，所述出水口设有单向阀。
作为进一步的技术方案，所述进水口设有过滤网。
作为进一步的技术方案，所述进水口设有传感器，所述传感器和所述电磁阀分别与控制器电连接。
作为进一步的技术方案，所述浮体固定桩包括多个浮体固定桩本体，所述浮体固定桩本体外部采用钢筋混凝土壳壁，内部为中空结构，所述中空结构内填充轻质材料。
作为进一步的技术方案，所述中空结构通过钢筋混凝土壳壁形成多个中空单元，所述中空单元呈长方体形或正方体形。
作为进一步的技术方案，所述浮体固定桩本体的端部呈碗状。
作为进一步的技术方案，相邻两个浮体固定桩本体之间通过合页连接。
本发明的第二目的在于提供一种海浪发电系统，以缓解现有技术中存在的海浪利用率低的技术问题。
基于上述第二目的，本发明提供的海浪发电系统，包括所述的海浪发电装置。
本发明带来的有益效果为：
本发明提供的海浪发电装置，包括：多个漂浮筒、多个液压缸和载有发电机的水轮机；每一个漂浮筒和液压缸的活塞杆分别通过横梁固定在浮体固定桩上；液压缸上设有进水口和出水口；出水口与水管相连，通过水管将海水注入水轮机。漂浮筒通过横梁固定在浮体固定桩上，液压缸充入海水，也固定在浮体固定桩上，液压缸的活塞杆与横梁连接。液压缸上设置一个进水口和一个出水口，出水口通过水管与水轮机相连，水轮机连通发电机。当海浪兴起，将漂浮筒带动横梁浮起，进而横梁带动活塞杆产生向上的作用力，从而对液压缸内的海水产生向上的压力，使海水从出水口排出，作用在水轮机上，水轮机带动发电机进而发电；当海浪落下，漂浮筒会带动横梁一起落下，进而横梁带动活塞杆产生向下的作用力，此时，由于液压缸内压力减小，进水口打开，海水进入，充裕液压缸。每个浮体固定桩设置多个漂浮筒，充分将海浪能量加以利用，效率很高。利用液压原理将海浪动力作用于水轮机，进行发电。与传统海浪发电的形式不同，且该结构使海浪的利用率大大提高。且漂浮筒的个数和浮体固定桩的个数可以随意设置，海浪利用率很高。同时，由于该结构形式简单，易于得到，成本低廉，在海上具有很大的实现意义。
另外，本发明还提供了一种海浪发电系统，包括所述的海浪发电装置。其中，海浪发电装置的结构、工作原理和有益效果已在海浪发电装置的有益效果中进行了详细说明，在此不再赘述。上述海浪发电系统与本发明提供的海浪发电装置相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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为本发明实施例提供的海浪发电装置的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的海浪发电装置中浮体固定桩内部的结构示意图；
图3进水口控制原理图；
图4为本发明实施例提供的海浪发电装置中浮体固定桩连接图。
图标：1－钢筋混凝土壳壁；2－中空单元；3－浮体固定桩的端部；4－合页；5－浮体固定桩本体；61－漂浮筒；62－液压缸；63－发电机；64－水轮机；65－进水口；66－出水口；67－电磁阀；68－单向阀；69－活塞杆；70－水管；71－横梁；74－浮块；75－过滤网；
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，如出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等，其所指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，如出现术语“第一”、“第二”、仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明提供了一种海浪发电装置及海浪发电系统，下面给出多个实施例对本发明提供的海浪发电装置及海浪发电系统进行详细描述。
实施例一
本发明实施例一提供的海浪发电装置，包括：多个漂浮筒61、多个液压缸62和载有发电机63的水轮机64；每一个漂浮筒61和液压缸62的活塞杆69分别通过横梁71固定在浮体固定桩上；液压缸62上设有进水口65和出水口66；出水口66与水管70相连，通过水管70将海水注入水轮机64。漂浮筒61通过横梁71固定在浮体固定桩上，液压缸62充入海水，也固定在浮体固定桩上，液压缸62的活塞杆69与横梁71连接。液压缸62上设置一个进水口65和一个出水口66，出水口66通过水管70与水轮机64相连，水轮机64连通发电机63。当海浪兴起，将漂浮筒61带动横梁71浮起，进而横梁71带动活塞杆69产生向上的作用力，从而对液压缸62内的海水产生向上的压力，使海水从出水口66排出，作用在水轮机64上，水轮机64带动发电机63进而发电；当海浪落下，漂浮筒61会带动横梁71一起落下，进而横梁71带动活塞杆69产生向下的作用力，此时，由于液压缸62内压力减小，进水口65打开，海水进入，充裕液压缸62。利用液压原理将海浪动力作用于水轮机64，进行发电。与传统海浪发电的形式不同，且该结构使海浪的利用率大大提高。且漂浮筒61的个数和浮体固定桩的个数可以随意设置，海浪利用率很高。同时，由于该结构形式简单，易于得到，成本低廉，在海上具有很大的实现意义。
需要说明的是，漂浮筒61的形状可以随意。在浮体固定桩上的个数和排布也可以随意。
本实施例的可选方案中，进水口65设有电磁阀67。
本实施例的可选方案中，出水口66设有单向阀68。
本实施例的可选方案中，进水口65设有过滤网75。
本实施例的可选方案中，进水口65设有传感器，传感器和电磁阀67分别与控制器电连接。
具体的，漂浮筒61通过横梁71固定在浮体固定桩上，液压缸62充入海水，也固定在浮体固定桩上，液压缸62的活塞杆69通过铰链与横梁71连接。液压缸62上右端面设置一个进水口65，配备电磁阀，保证海水只进不出，进水口65连接一段软管，软管进水端口加装过滤网75，用于过滤海水杂质，并与浮块74连接，漂浮在海面上。左端面设置一个出水口66，配备单向阀，保证海水只出不进。出水口66通过管路与水轮机64相连，水轮机64连通发电机63。
当海浪兴起，将漂浮筒61带动横梁71浮起，进而横梁71带动活塞杆69产生向上的作用力，从而对液压缸62内的海水产生向上的压力，使海水从出水口66排出，作用在水轮机64上，水轮机64带动发电机63进而发电；
当海浪落下，漂浮筒61会带动横梁71一起落下，进而横梁71带动活塞杆69产生向下的作用力，此时，由于液压缸62内压力减小，进水口65打开，海水进入，充裕液压缸62。
当海浪起落的过程中，进水口65通过传感器反馈信号至控制器，控制器再控制电磁阀67，完成在海浪兴起，进水口65关闭，海浪落下进水口65打开的操作。
本实施例的可选方案中，浮体固定桩包括：多个浮体固定桩本体5，浮体固定桩本体5外部采用钢筋混凝土壳壁1，内部为中空结构，中空结构内填充轻质材料。中空结构内填充轻质材料使浮体固定桩整体会在海面上一直呈漂浮状态。当海浪起伏时，浮体固定桩能随着海浪一起起伏，避免海浪的直接冲击。并且，固定桩本体外部采用钢筋混凝土壳壁1，内部为中空结构，结构简单，易施工。浮体固定桩的结构在海上应用很有优势，中空轻体材料能使其在海面上一直处于漂浮状态，且多个隔断保证了局部进水后不影响其他部位和整体的漂浮状态。两个浮体固定桩之间采用合页4连接，避免了两者之间的碰撞，保证浮体固定桩在海上只能随海水的起落而起落，更安全可靠。
本实施例的可选方案中，中空结构通过钢筋混凝土壳壁1形成多个中空单元2，中空单元2呈长方体形或正方体形。以隔断形式，设置多个中空单元2填充轻体材料的结构，一旦部分区域开裂发生进水情况，不会影响其他部位，保证浮体固定桩能一直浮在海上。
本实施例的可选方案中，多个中空单元2呈矩阵状排列，每一个中空单元2内均填充轻质材料。
本实施例的可选方案中，浮体固定桩的端部3呈碗状。两个浮体固定桩两端呈半碗形结构，通过合页4连接，这样保证在海浪作用的时候两个浮体固定桩之间，只会随着海浪的起落而起落，却不会造成两个浮体固定桩之间的碰撞。
本实施例的可选方案中，壳壁内填充聚苯乙烯材料或聚氨酯材料等等。
需要说明的是，壳体内还可以填充其他轻质材料，在此不一一列举。
本实施例的可选方案中，浮体固定桩的侧壁设有防撞条。
本实施例的可选方案中，防撞条为橡胶材质。
相邻两个浮体固定桩之间通过合页4连接。将多个浮体固定桩以合页4形式连接，有效的避免了彼此之间由于潮涨潮落带来的碰撞和损坏，保证浮体固定桩的活动方向一直处于上下浮动状态；随着潮涨潮落而起伏，不会受到海浪的冲击。
具体的，浮体固定桩外部采用钢筋混凝土，内部是中空结构，并填充轻体材料，可以在海上漂浮。固定桩的内部整体采用多个钢筋混凝土隔断，将其分割成多个小结构，一旦某个部位的钢筋混凝土发生开裂、破损等现象，导致海水进入，轻体材料下沉，不会影响其他结构继续在海面漂浮，因此，浮体固定桩整体会在海面上一直呈漂浮状态。如果在深海布置，需要在浮体固定桩的底部制作环状套筒，然后在海底锚定底座，将套筒套在底座上，用于深海的布置；如果在浅海布置，则需在岸上打桩，然后连接浮体固定桩，实现固定。具体的浮体固定桩设计如下，两个浮体固定桩两端呈半碗形结构，通过合页4连接，这样保证在海浪作用的时候两个浮体固定桩之间，只会随着海浪的起落而起落，却不会造成两个浮体固定桩之间的碰撞。每个浮体固定桩上设置两排漂浮筒61，漂浮筒61连接海浪发电装置，最终将排出的水通过管路集中作用到水轮机64上进行发电。本结构每个浮体固定桩上可以设置数个漂浮筒61和液压装置，同时，可以多个固定漂浮筒61连接，大大的提高了海浪的利用率，促进了发电效率。
本发明带来的有益效果为：
1.本技术方案利用液压原理，取液简单，无需定期添加，直接将海水循环，成本低廉，且操作简单；
2.每个浮体固定桩可以设置多个漂浮筒61，充分将海浪能量加以利用，效率很高；
3.多个浮体固定桩之间通过合页4连接，避免了海浪拍打造成的彼此之间的碰撞；
4.浮体固定桩外部是由钢筋混凝土构成，内部是中空结构，填充轻体材料，并且固定桩是由多个隔断组成，保证了钢筋混凝土在出现局部开裂等缺陷导致海水进入后，不影响其他部分或者整体固定桩的漂浮；
5.浮体固定桩可以任意连接多个，从而在海面上大范围的布置很多发电装置，大大提高了发电效率。
实施例二
本发明实施例二还提供了一种海浪发电系统，包括实施例一提供的海浪发电装置。其中，海浪发电装置的结构、工作原理和有益效果已在海浪发电装置的有益效果中进行了详细说明，在此不再赘述。上述海浪发电系统与本发明提供的海浪发电装置相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在上面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
Claims (10)
1.一种海浪发电装置，其特征在于，包括：多个漂浮筒、多个液压缸和载有发电机的水轮机；
每一个所述漂浮筒和所述液压缸的活塞杆分别通过横梁固定在浮体固定桩上；
所述液压缸上设有进水口和出水口；
所述出水口与水管相连，通过水管将海水注入所述水轮机。
2.根据权利要求1所述的海浪发电装置，其特征在于，所述进水口设有电磁阀。
3.根据权利要求1所述的海浪发电装置，其特征在于，所述出水口设有单向阀。
4.根据权利要求1所述的海浪发电装置，其特征在于，所述进水口设有过滤网。
5.根据权利要求2所述的海浪发电装置，其特征在于，所述进水口设有传感器，所述传感器和所述电磁阀分别与控制器电连接。
6.根据权利要求1所述的海浪发电装置，其特征在于，所述浮体固定桩包括多个浮体固定桩本体，所述浮体固定桩本体外部采用钢筋混凝土壳壁，内部为中空结构，所述中空结构内填充轻质材料。
7.根据权利要求6所述的海浪发电装置，其特征在于，所述中空结构通过钢筋混凝土壳壁形成多个中空单元，所述中空单元呈长方体形或正方体形。
8.根据权利要求6所述的海浪发电装置，其特征在于，所述浮体固定桩本体的端部呈碗状。
9.根据权利要求8所述的海浪发电装置，其特征在于，相邻两个浮体固定桩本体之间通过合页连接。
10.一种海浪发电系统，其特征在于，包括至少一个如权利要求1－9任一项所述的海浪发电装置。
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