CN111042979A - 浅海滩海浪发电装置 - Google Patents

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    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/30—Energy from the sea, e.g. using wave energy or salinity gradient

Abstract

在广阔无垠的近岸浅滩海面上，无时无刻都在湧起海浪，在近岸海滩上的海浪不论风向、风力、潮涨、潮落总是垂直于海岸线湧來。这样的海浪中蕴藏着巨大的能量，为利用这种能量需有施工安装方便、造价低的设备。本发明专利的名称是：“浅海滩海浪发电装置”，属新能源领域。他由固定外筒、浮筒、发电机、固定外筒结地柱、电机防浪罩及多个水轮机叶片等部件组成。当海浪冲击到水轮机叶片正面时，凹月面会受到巨大冲力，而海浪回流时呈流綫形的叶片背面所受作用力很小，就靠正面冲击力与背面反作用力之差，经叶片转轴联结杆带动发电机转轴旋转，从而驱动发电机发电，经电力变频器变频后输送给用户。

Description

浅海滩海浪发电装置
1,名称与领域
本发明的名称是浅海滩海浪发电装置，属新能源领域。
2,现有技术
现有的新源包括:风力能、太阳能、生物质能、地热能、河流水力能、海洋潮汐能等。这些新能源或获取成本高，或使用要依环境条件而定,且不能连续发电，给用户造成困难。例如太阳能只有白昼无云天气才能使用,海洋潮汐能因潮水落差小，且每天潮起潮落两次故造价高，地热能与河流水力能对场地有严格要求，且初投资很大，这都给用户帶來诸多麻烦。
3,发明内容
为弥补现有技术的不足，本发明可提供一种成本较低廉、安装方便，只要有近岸浅海滩都可使用浅海滩海浪发电装置。在漫长的海岸边上找一段离岸不远，海水深5m以上的浅海滩即可低成本地建起浅海滩海浪发电装置。大海无风三尺浪，任何一处海岸无时无刻都有浪湧存在，由于海滩陸地对海浪的阻力作用，使海浪总是后浪推前浪平行于海岸綫湧向岸边，这里蕴藏着巨大的能量。浅海滩海浪发电装置正是为利用这种海浪的能量设计的。它包括:水轮机叶片 1、叶片转轴联结杆2、发电机转轴3、发电机4、浮筒上顶板5、浮筒海浪方向指示器6、海浪7、浮筒8、固定外筒结地柱9、固定外筒10、外筒底板11、外筒海水进口管12、海水进口管防尘网13、海底岩层固结剂14、海底岩层15及电机防浪罩16。其结构如下：
固定外筒10是中空的柱形圆筒，在其底部的外筒底板11上固结着固定外筒结地柱9，固定外筒结地柱9又竪直地插进海底岩层 15中，并用海底岩层固结剂14固结在海底岩层15上。浮筒8是由薄壁金板制成的密闭柱形圆筒，其外直径略小于固定外筒10的内径，可插入固定外筒10内。浮筒8的上顶是由10mm至50mm的耐蚀薄壁钢板制成的浮筒上顶板5，浮筒上顶板5上固结着2-4台发电机4，并由电机防浪罩16罩住，以防止海水浸湿发电机4。从发电机4申出的发电机转轴3的前端对称地固结有2至8根叶片转轴联结杆2，每根叶片转轴联结杆2的未端都固结有一块可没入海浪7 中的水轮机叶片1。
4至16个外筒海水进口管12的一端与固定外筒10下部联通固结，外筒海水进口管12的另一端与海水进口管防尘网13相固结，以防止海水中的浮游生物进入固定外筒10内。浮筒海浪方向指示器6是一块7字形的厚10mm至30mm的刚性薄片，浮筒海浪方向指示器6的上端垂直地固结在浮筒8上部，另一端跨过固定外筒10 垂直向下插进海浪7中，可带动浮筒8隨海浪方向转动。
4,附图说明
图1是浅海滩海浪发电装置正视图，
图2是浅海滩海浪发电装置俯视图，
图3是浅海滩海浪发电装置侧视图。
其中:1-水轮机叶片、2-叶片转轴联结杆、3-发电机转轴、4-发电机、5-浮筒上顶板、6-浮筒海浪方向指示器、7-海浪、8-浮筒、9- 固定外筒结地柱、10-固定外筒、11-外筒底板、12-外筒海水进口管、13-海水进口管防尘网、14-海底岩层固结剂、15-海底岩层、 16-电机防浪罩。
5,实施案例
图1也是28000kW浅海滩海浪发电装置图。用船用耐蚀钢板卷制成外径3200mm高7000mm、内径3120mm的固定外筒10，他的外筒底板11厚50mm，固定外筒结地柱9用Φ280长10000mm的钢棒牢固地焊结在外筒底板11下部。固定外筒结地柱9下端插入海底岩层 15内8000mm并用海底岩层固结剂14粘牢。浮筒8用厚20mm的船用耐蚀钢板卷制成外径3110mm高6000mm的柱形密闭圆筒，浮筒上顶板5厚40mm,在浮筒上顶板5上安装有两台平行且发电机转轴成 180度的发电机4，用电机防浪罩16严密地罩住，即使在台风來龚时掀起的巨浪也不会损害机防浪罩16内发电机4。浮筒8插入固定外筒10内，浮筒8在固定外筒10内的所受的海水浮力约42吨而其上安装的两套发电系统总重量约37吨，因此浮筒顶板距海水平面保持距离0.72m。发电机转轴3距海平面1.8m，因此叶片转轴联结杆2的长度取2m，这样若将固定外筒10的顶端安置在涨潮时的海平面处，则水轮机叶片1的上顶距海平面0.2m而其下部没入水下 1.8m。退潮时固定外筒10的顶端将高过海平面0.8m，而浮筒8也下沉0.8m,水轮机叶片1没入海水中的深度始终保持在1.8m，可见一年四季不管白天黑夜该装置均能供电20000kW以上。
水轮机叶片1宽3000mm、高1600mm、厚1200mm,由厚15mm的耐蚀船用钢枞制成，迎浪面呈凹月形，背浪面呈流线形，击因而受海浪冲击面面积为4.8m2。椐海洋局统计,无风时我国南海地区浅海滩的浪湧频率约0.2/s，波速约为3m/s，波峰高约为1m，海浪可视为余弦波，影响到海面下2m。冲击水轮机叶片1的海水质量约为 14400kg，在四块对称布置的水轮机叶片1上理论作功:28000kW，考虑到传输效率为70％，则每台发电机可供出19000kW电能，一套这样的装置，两台发电机1共可对外提供39200kW电能。
在设计发电设备时,水轮机叶片1超出海面的最大高度为 3.72m，浮筒8露出海面1.72m,固定外筒10露出海面的高度不超过1m，因此完全能承受台风,巨浪,海水浸蚀及海洋生物的影响。

Claims (5)

1.本发明专利的名称是浅海滩海浪发电装置，由水轮机叶片(1)、叶片转轴联结杆(2)、发电机转轴(3)、发电机(4)、浮筒上顶板(5)、浮筒海浪方向指示器(6)、海浪(7)、浮筒(8)、固定外筒结地柱(9)、固定外筒(10)、外筒底板(11)、外筒海水进口管(12)、海水进口管防尘网(13)、海底岩层固结剂(14)、海底岩层(15)及电机防浪罩(16)组成。
2.如权利要求1所述的浅海滩海浪发电装置的固定外筒(10)，其特征在于固定外筒(10)是中空的圆筒，其底部的外筒底板(11)上固结着固定外筒结地柱(9)，固定外筒结地柱(9)又竪直地插进海底岩层(15)中，并用海底岩层固结剂(14)固结在海底岩层(15)上。
3.如权利要求1所述的浅海滩海浪发电系统的浮筒(8)，其特征在于:浮筒(8)是由薄壁金板制成的密闭圆筒，其外直径小于固定外筒(10)的内径，浮筒(8)可插入固定外筒(10)内，浮筒(8)的上顶是浮筒上顶板(5)，浮筒上顶板(5)上固结着发电机(4)，并装有电机防浪罩(16)，发电机(4)申出的发电机转轴(3)的前端对称地固结有2至8根叶片转轴联结杆(2)，每根叶片转轴联结杆(2)的未端都固结有一块可没入海浪(7)中的水轮机叶片(1)。
4.如权利要求1所述的浅海滩海浪发电装置的固定外筒(10)下部的外筒海水进口管(12)，其特征在于4至16个外筒海水进口管(12)的一端与固定外筒(10)下部联通固结，外筒海水进口管(12)的另一端与海水进口管防尘网(13)相固结。
5.如权利要求1所述的浅海滩海浪发电装置的浮筒海浪方向指示器(6)，其特征在于：浮筒海浪方向指示器(6)是一块7字形的刚性薄片，他的上端垂直地固结在浮筒(8)上部，另一部分穿过固定外筒(10)垂直地插进海浪(7)中。
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