CN205064172U - 一种利用波浪能的阻力型叶轮发电装置 - Google Patents

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刘玄
赵振宙
田晨
许波峰
陈潘浩
曾冠毓
严畅
陈景茹
李涛
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Abstract

本实用新型公开了一种利用波浪能的阻力型叶轮发电装置，其特征在于：包括基座、与基座铰接的支架以及设置在所述支架前端的阻力型叶轮，在所述支架上还设置有一使所述阻力型叶轮位于设定水深的浮体；在所述基座前设有缓冲装置，缓冲装置的上端与所述支架连接。本实用新型通过往复式运动的效果，充分利用了波浪能量和水流流动的动能，通过叠加叶轮的转速和绕基座的角速度，使得进入叶轮流体的有效速度增加，增大了叶轮的合成速度，从而提高了发电效率，实现对波浪能的有效利用。

Description

一种利用波浪能的阻力型叶轮发电装置
技术领域
本实用新型涉及一种利用波浪能的发电装置，具体涉及一种利用波浪能的立轴式阻力型的叶轮发电装置。
背景技术
目前，发电的类型可分为风力发电、火力发电、水力发电、太阳能发电、核能发电、潮汐发电等。在各种清洁能源中，水力发电作为一种取之不尽又无污染的能源，一直以来都受到人们的青睐。海洋蕴藏大量能量，包括波浪能、潮汐能、海洋温差能、盐梯度能、洋流能等。而波浪能作为海洋能源中最丰富、最普遍、能量密度比较高的能源之一，占海洋能源的比重最大，并得到了广泛的利用。波浪能具有的特点是，不但水流往前或者往后运动，同时伴随着浪的存在，水面有上下的波动。然而，常见的沿岸式波浪能发电装置往往仅利用单一的水流推力或水面的上下波动，未能很好的将两者进行综合利用。
发明内容
实用新型目的：为了克服现有技术中存在的不足，本实用新型提供了一种同时可以利用水流前进和波浪上下涌动的利用波浪能的阻力型叶轮发电装置。
技术方案：为解决上述技术问题，本实用新型的方案是：
一种利用波浪能的阻力型叶轮发电装置，其特征在于：包括基座、与基座铰接的支架以及设置在所述支架前端的阻力型叶轮，在所述支架上还设置有一使所述阻力型叶轮位于设定水深的浮体。
在所述基座前设有缓冲装置，缓冲装置的上端与所述支架连接。
所述支架包括两根连接杆，所述阻力型叶轮设置在所述两根连接杆的前端。
所述浮体为弧形浮板。
所述阻力型叶轮的叶片为S型叶片。
叶轮采用立轴式S型叶轮，水平放置。整个叶轮常浸没在水面下，如果水面平静，那么叶轮可以直接利用海水流动的动能，来转化成电能。
现有传统技术往往仅单一利用波浪的能量或者水流的能量。与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型通过往复式运动的效果，充分利用了波浪能量和水流流动的动能，通过叠加叶轮的转速和绕基座的角速度，使得进入叶轮流体的有效速度增加，增大了叶轮的合成速度，从而提高了发电效率，实现对波浪能的有效利用。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图；
图2是图1的俯视图；
图3是当波浪袭来时，叶片的速度分析图；
图4是当波浪退去时，叶片的速度分析图。
图中标记如下：1.叶片；2.主轴；3.连接杆；4.弧形浮板；5.缓冲装置；6.基座。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步说明：
如图1所示，叶片1通过支撑结构固定在主轴2上，叶片1的展向方向与主轴2平行，构成立轴式S型旋转叶轮。主轴2长度大于叶片长度，通过轴承将主轴固定在连接杆3上。叶片1和主轴2构成的叶轮常浸没在水面下，依靠叶片的阻力来推动叶片旋转，这样可以充分利用海水流动的动能。
如图1所示，本实用新型还在连接杆之间，叶片的后方，设置了一个弧形浮板4，利用弧形浮板产生较大的浮力，来克服自身的重力、叶轮的重力以及连接杆的重力，最终弧形浮板4始终漂浮于水面。
如图1所示，两根连接杆3另一端与基座6铰接，基座6前设有缓冲装置5，与连接杆3固定。缓冲装置用于限制下沉位置以及上抬位置，防止连接杆撞到基座或整个装置抬升过高。
如图1所示，立轴式叶轮采用S型叶片，在无浪季节，叶轮吸收海水流动的动能，将叶片旋转的机械能转化为电能。
如图3所示，当有浪推向岸边的时候，海流本身向岸边基座6方向流动，此时叶片旋转吸收海流流动的动能。同时，波浪使水平面提高，升高的水位抬高了浮在水面上的弧形浮板4。在连接杆的限制下，弧形浮板带动叶片和主轴，以基座为圆心，产生向上的提升运动U。相对于叶轮，流体以下沉的U方向进入叶轮。这样，此时横向流动流速V和向下流动速度U叠加，产生斜向下的W速度，这个速W度大于横向流动流速V，吸收了海流流动的动能和波浪的能量。
如图4所示，如果浪退去离开岸边时，海流本身向远离岸边基座的方向流动，此时叶片旋转吸收海流流动的动能，叶片逆时针旋转。同时波浪退去或这一波浪平息的时候，水面高度下降。下降的水面使得弧形浮板的浮力减小，在自身重力、叶轮的重力以及连接杆的重力作用下，弧形浮板带动叶片和主轴，使得叶轮以基座为圆心，产生向下的下沉运动。相对于叶轮，流体以上升U’的方向进入叶轮。这样，此时横向流动流速V’和向上流动速度U’叠加，产生斜向上的速度W’，这个速度W’大于横向流动流速V’，吸收了海流流动的动能和波浪的能量。
随着波浪来来往往，不断涌动，叶轮始终处于这样的上下起伏的运动中。
本实用新型充分利用了波浪能量和水流流动的动能，使得进入叶轮流体的有效速度增大，有效提高了发电效率，实现了对波浪能的有效利用。

Claims (5)

1.一种利用波浪能的阻力型叶轮发电装置，其特征在于：包括基座、与基座铰接的支架以及设置在所述支架前端的阻力型叶轮，在所述支架上还设置有一使所述阻力型叶轮位于设定水深的浮体。
2.根据权利要求1所述的阻力型叶轮发电装置，其特征在于：在所述基座前设有缓冲装置，缓冲装置的上端与所述支架连接。
3.根据权利要求2所述的阻力型叶轮发电装置，其特征在于：所述支架包括两根连接杆，所述阻力型叶轮设置在所述两根连接杆的前端。
4.根据权利要求3所述的阻力型叶轮发电装置，其特征在于：所述浮体为弧形浮板。
5.根据权利要求1所述的阻力型叶轮发电装置，其特征在于：所述阻力型叶轮的叶片为S型叶片。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107013403A (zh) * 2017-05-05 2017-08-04 武汉大学 一种仿生虾波浪发电系统

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