CN111350625B - 一种复合诱导型波浪发电聚能装置 - Google Patents

一种复合诱导型波浪发电聚能装置 Download PDF

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Abstract

本发明属于波浪发电技术领域，其公开了包括浮筒主体，还包括与浮筒主体下端连接的导浪挡板、导浪挡板所形成的内部空间以及将所述内部空间分割成若干份的分隔板；所述浮筒主体包括开口向下的气室，所述气室的开口与所述内部空间相连通，所述的气室顶面开设有气孔；当波浪运动时，导浪挡板能诱导各向运动水体进入装置时产生向上的运动趋势，改变气室内部水位变化，进而增强气室内的空气运动；本发明的目的在于提供一种复合诱导型波浪发电聚能装置，结构简单、实施方便且波能转换率高。

Description

一种复合诱导型波浪发电聚能装置
本发明涉及波浪发电技术领域，具体为一种复合诱导型波浪发电聚能装置。
背景技术
能源的需求随着社会经济的发展不断增大，而波浪能作为海洋资源中的一种存储量丰富、优势明显的清洁可再生资源，波浪能的发展前景乐观。
振荡水柱式的波能转换装置通过波浪挤压有限封闭空间内部的空气，将空气的动能转换为电能，从而实现波能的转换。振荡水柱式的波能转换装置分为岸式装置和漂浮式装置两种，其中岸式装置建造成本高，且受地形限制。漂浮式装置对系泊装置要求较高。
中国专利“导流聚能式海浪、潮汐、洋流及风力四合一发电系统”(申请号：201510601845.0，公开日：2017-09-15)公开了一种导流聚能式海浪、潮汐、洋流及风力四合一发电系统，基座设在海浪平面以下，基座上设若干个沿圆周均布的弧形导流板，支撑杆下端与弧形导流板连接，支撑杆上端与平台连接，平台上设增速机，传动管上端与增速机传动，传动管下端穿过平台后与轴承连接，轴承设在基座上，传动管上分别均布设若干个风叶和叶轮，叶轮位于风叶下侧，弧形导流板一侧竖直端靠近叶轮，弧形导流板另一侧竖直端靠近基座外边缘，增速机上端设发电机，发电机与增速机传动，电缆线一端与发电机连接，电缆线另一端依次穿过传动管、轴承后与设在基座内的电缆接头连接。本发明有益效果：海浪、潮汐、洋流及风力共同作用，实现了大功率发电，也可单独使用海水或风力发电。
上述专利能有效提高波能以及波能与其它自然能源的转换率，但其设备结构相对复杂，制作成本高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种复合诱导型波浪发电聚能装置，结构简单、实施方便且波能转换率高。
本发明采用的技术方案为：一种复合诱导型波浪发电聚能装置，包括浮筒主体，还包括与浮筒主体下端连接的导浪挡板、导浪挡板所形成的内部空间以及将所述内部空间分割成若干份的分隔板；所述浮筒主体包括开口向下的气室，所述气室的开口与所述内部空间相连通，所述的气室顶面开设有气孔；当波浪运动时，导浪挡板能诱导各向运动水体进入装置时产生向上的运动趋势，改变气室内部水位变化，进而增强气室内的空气运动。
导浪挡板能将海浪聚集到到内部空间，通过分隔板将其分为若干个部分，因为海浪通常是从导浪挡板一侧进入内部空间，再从内部空间运动到导浪挡板另一侧流出内部空间外，这样将无法达到聚集海浪的目的；分隔板能够阻断海浪的这种运动趋势，使其进入导浪挡板后继续往另一侧运动时被分隔板挡住，有沿分隔板向上的运动趋势进入气室，从而达到聚集海浪的目的。所述的导浪挡板可以为一体化将分隔板包围的两端开口的圆柱体，也可以是多个板连接将分隔板包围住，导浪挡板形状不限，能将分隔板包围即可。
进一步地，所述的导浪挡板由多个竖直阵列的挡板单元组成。相邻两个挡板单元之间有空隙，增多了浪浪的入口，可以更快地聚集海浪。
再进一步地，所述的挡板单元为环形挡板，且其开口由上往下变大。环形挡板为曲面首尾相连而成，开口由上往下变大，能够有效将海浪往上引导，起到导流的作用。
进一步地，所述的分隔板为沿所述内部空间中轴位置延伸出的多个隔板，且隔板的末端与挡板单元连接。因波浪是从四周涌入导浪挡板内部空间，不可避免地，相反方向的波浪会发生冲撞，会对分隔板会冲击作用，由于内部空间被分隔板分成若干个部分，可能导致分隔板各方向受力不均，分隔板会向合力方向运动的趋势，导致整个发电聚能装置不太稳定；分隔板由内部空间中轴位置延伸出的多个隔板组成，可以有效的减小合力的大小，有利于保持发电聚能装置的稳定性。所述分隔板顶端上的点在气室下端的圆周上，所述挡板单元顶端与气室下端无缝衔接。可以确保进入导浪挡板内部空间的波浪在进入气室过程中，不会从气室与挡板单元之间的连接处跑出。
进一步地，所述的浮筒主体还包括设于气室外侧的空腔，可以增大聚能装置的浮力。
进一步地，所述的空腔为浮筒主体外围的环形凹槽空腔，所述的气室为被环形凹槽空腔所包围的圆筒形气室，所述的空腔开口向上且空腔顶端与气室顶端平齐。浮筒外围为开口向上的环形凹槽空腔，空腔顶端与气室顶端平齐，可以有效地增大排水体积，从而增大浮力；气室设在被空腔包围的内部，能较好地将波浪聚集在一起，提高聚能效率。进一步地，所述的分隔板为将导浪档板所形成的内部空间均匀分割，可以使四周涌入内部空间的海浪在水平面上的合力抵消，使得整个聚能装置的稳定性提升。
优选地，所述分隔板横截面呈十字形状。十字形挡板能够保证结构简单的同时限制各方向来流或波浪透过聚能装置，增大波能利用率。
进一步地，所述的分隔板为316L不锈钢所制，所述的浮筒主体及挡板单元为聚丙烯所制。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
通过设计阵列环形挡板单元和横截面为十字形状分隔板结合的导浪挡板，更好更快地聚集波能，促进气室内地气体运动，提高了波能转换率且结构简单；且聚能装置在海面上能较好保持动态衡。
附图说明
图1为本发明的波浪发电聚能装置垂直剖面结构图；
图2为本发明的波浪发电聚能装置立体结构图；
图3为本发明的波浪发电聚能装置加装顶盖三维结构爆炸视图；
图4为本发明的波浪发电聚能装置在海平面上工作状态图；
标图中标记为：1-浮筒主体，2-内部空间，3-空腔，4-气室，5-气孔，6-分隔板，7-导浪挡板，8-顶盖，9-气流通道，10-发电装置。
具体实施方式
本发明附图仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制。为了更好说明以下实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
实施例1
如图1-4，一种复合诱导型波浪发电聚能装置，包括浮筒主体1，还包括与浮筒主体1 下端连接的导浪挡板7、导浪挡板7所形成的内部空间2以及将所述内部空间2分割成若干份的分隔板6；所述浮筒主体1包括开口向下的气室4，所述气室4的开口与所述内部空间2相连通，所述的气室4顶面开设有气孔5；当波浪运动时，导浪挡板7能诱导各向运动水体进入装置时产生向上的运动趋势，改变气室内部水位变化，进而增强气室内的空气运动。所述的导浪挡板7为环形挡板，其侧面为光滑曲面头尾相接而成；所述的分隔板6的横截面为十字形状。所述的环形挡板上端与横截面为十字形状的分隔板6的外边缘相连接。所述的气室4为圆筒形，所述的浮筒主体1还包括围绕圆筒形气室形成的环形凹槽空腔。所述的导浪挡板7的开口均从上往下变大的，所述的导浪挡板7上端均为同心圆。
对发电聚能装置加装合适的顶盖8布置在海面上，阵列的导浪挡板7及分隔板6均在水平面以下，气室4与空腔3下端部分置于水平面以下，上端部分充满空气，空气从气室4顶面的气孔5进入气流通道9，为通道内发电装置10提供动能；波浪从最下端的导浪挡板7及相邻两个导浪挡板7之间进入内部空间2，沿着分隔板6向上运动，迫使气室4内空气向上运动，产生的动能从气孔5传导至上端的发电装置。
工作原理：对浮筒主体1加装合适的顶盖8形成完整的空腔3和气流通道9，将装置布置在海面上，分隔板6起到连接与锚定的作用，使浮筒主体1在上，导浪挡板7及分隔板 6在水面下的状态稳定保持。空腔3没入水下的部分为装置提供浮力，使装置在运动的海面上保持动态平衡。水从装置下方和导浪挡板7间隙进入装置内部，浮筒主体1内壁罩于水面之上形成气室4。当波浪运动时，导浪挡板7能诱导运动水体进入装置时产生向上的运动趋势，改变装置内部水位变化，进而增强气室4内的空气运动，从而发电。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (8)

1.一种复合诱导型波浪发电聚能装置，包括浮筒主体，其特征在于，还包括与浮筒主体下端连接的导浪挡板、导浪挡板所形成的内部空间以及将所述内部空间分割成若干份的分隔板；所述浮筒主体包括开口向下的气室，所述气室的开口与所述内部空间相连通，所述的气室顶面开设有气孔；当波浪运动时，导浪挡板能诱导各向运动水体进入装置时产生向上的运动趋势，改变气室内部水位变化，进而增强气室内的空气运动；所述的导浪挡板由多个竖直阵列的挡板单元组成；所述的分隔板为沿所述内部空间中轴位置延伸出的多个隔板，且隔板的末端与挡板单元连接。
2.根据权利要求1所述的复合诱导型波浪发电聚能装置，其特征在于，所述的挡板单元为环形挡板，且其开口由上往下变大。
3.根据权利要求1所述的复合诱导型波浪发电聚能装置，其特征在于，所述的浮筒主体还包括设于气室外侧的空腔。
4.根据权利要求3所述的复合诱导型波浪发电聚能装置，其特征在于，所述的空腔为浮筒主体外围的环形凹槽空腔，所述的气室为被环形凹槽空腔所包围的圆筒形气室。
5.根据权利要求4所述的复合诱导型波浪发电聚能装置，其特征在于，所述的空腔开口向上且空腔顶端与气室顶端平齐。
6.根据权利要求1所述的复合诱导型波浪发电聚能装置，其特征在于，所述的分隔板为将导浪档板所形成的内部空间均匀分割。
7.根据权利要求6所述的复合诱导型波浪发电聚能装置，其特征在于，所述分隔板横截面呈十字形状。
8.根据权利要求2-7任一所述的复合诱导型波浪发电聚能装置，其特征在于，所述的分隔板为316L不锈钢所制，所述的浮筒主体为聚丙烯所制。
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