CN207195085U - 海浪发电机组 - Google Patents

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吕琦
孙木
沈承楷
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Abstract

本实用新型提出一种海浪发电机组，包括发电机、以及水轮机，还包括导流罩；导流罩后壁底部设置有出水口；导流罩的侧壁的形状为上窄下宽的梯形；导流罩前侧设置有进水口，进水口处设置有自上而下平行排列的导流板，导流板的上表面自外而内向上倾斜，导流板的左右两端分别与导流罩的左右两个侧壁固定连接，各导流板远离出水口的那一端的边缘大体位于同一个平面内，该平面自上而下向所述出水口的方向倾斜；水轮机设置于所述导流板与所述导流罩后壁之间的空腔内，相邻两个导流板之间的出水缝隙方向与水轮机的中心轴方向大体平行。本实用新型仅用导流板就将海浪能转化为重力势能，转化效率高、部件少、结构简单、造价低。

Description

海浪发电机组
技术领域
本实用新型涉及潮流能发电领域，具体涉及一种海浪发电装置。
背景技术
随着地球化石能源的日益枯竭，以及环境污染的日益严重，人类对可再生清洁能源技术的追求欲望日益强烈，波浪发电技术就是其中的一种。现有的波浪发电技术中，波浪能转换成电能的中间环节多，效率低，电力输出波动性大，这也是造成波浪发电难以大规模开发利用的主要原因之一。
因此，如何把分散的、低密度的、不稳定的波浪能吸收起来，集中、经济、高效地转化为有用的电能，是当今波浪能开发的难题。
实用新型内容
为了解决上述问题，本实用新型提出一种海浪发电机组，并通过以下技术方案实现。
本实用新型提出一种海浪发电机组，包括发电机、以及与发电机连接的水轮机，还包括导流罩；所述导流罩后壁的底部设置有出水口；所述导流罩的左右两个侧壁的形状大体为上窄下宽的梯形；所述导流罩的前侧设置有进水口，所述进水口处设置有自上而下大体平行排列的向所述导流罩内部延伸的二个以上的导流板，所述导流板的上表面自外而内向上倾斜，所述导流板的左右两端分别与所述导流罩的左右两个侧壁固定连接，所述各导流板远离出水口的那一端的边缘大体位于同一个平面内，该平面自上而下向所述出水口的方向倾斜；所述水轮机设置于所述导流板与所述导流罩后壁之间的空腔内，相邻两个导流板之间的出水缝隙方向与所述水轮机的中心轴方向大体平行。
将导流罩的侧壁设计为梯形，可以起到分散海浪冲击的作用，以提高整个装置的稳定性。二个以上的导流板将海浪分割成多层，一次海浪分割后就能对水轮机进行多次冲击，从而将低密度的海浪动能充分利用。将各导流板一层比一层向内延伸的更长，各导流板的末端设置在同一平面内，如此可以使各导流板末端倾泻出的海水均能冲击到水轮机。将两个导流板之间的出水缝隙方向设置地与所述水轮机的中心轴方向大体平行，是为了使从导流板末端倾泻出的海水刚好垂直冲击在水轮机上，对水轮机的冲击力最大，能量转化效率最高。导流罩在起到导流功能的同时，还能作为外壳对最易受海洋气候冲击的部件----水轮机起到保护作用。
本实用新型利用导流板自进水口处将海浪分割并抬高，巧妙地将分散的、低密度的、不稳定的海浪动能集中、经济、高效地转化为重力势能，然后海水从导流板末端倾泻并垂直冲击水轮机带动发电机发电，能量转化效率高。本装置可放置在常年浪大的海域，可给航标灯塔供电，也可集群排列发电为电网供电。
本实用新型还可以通过以下技术方案进一步改进。
作为优选，所述水轮机与所述发电机的数量相等且均为二个以上，所述各水轮机自上而下排列，且各水轮机的直径自上而下递增。每个水轮机连接一个发电机，从上层导流板倾泻出的水流在驱动完上层的水轮机并落下后，还能驱动下层的水轮机，从而将分割出的一层海浪又进行了多次利用，进一步提高能量转化效率。越下层的水流汇聚的海浪层数越多，因而驱动力也越强，故可以匹配更大直径的水轮机。
作为优选，所述导流板的坡度为31～34°。爬升能力在31～34°之间的海浪最常见，因而将导流板的坡度设置为31～34°可以最大限度得利用海浪的爬升能力，积蓄最多的重力势能。
作为优选，所述导流罩的左右两个侧壁中的至少一个侧壁上设置有与所述水轮机同轴的发电机连接口，所述发电机设置于所述发电机连接口的外侧。导流罩的左右两个侧壁可以均设置发电机连接口，也可以只在一个侧壁上设置发电机连接口。将发电机设置于导流罩外部，发电机通过连接口与水轮机连接，是为了腾出更多的空间放置更大的水轮机，从而进一步提高发电效率。当然，出于保护发电机的考虑，也可以牺牲一部分水轮机的空间，将发电机放置在导流罩内部。
作为优选，本实用新型的海浪发电机组还包括蓄电装置，所述蓄电装置封装于所述导流罩的底座内并与所述发电机的输出端电连接，所述发电机设置于所述导流罩的内部。此时，将发电装置的主要组件均保护在导流罩内，进一步提高了整个装置的防风险能力和运行的稳定性。
作为优选，所述导流板的宽度自外而内收缩。宽度收缩后的海浪，速度得以提升，转化的重力势能也更多，可以利用有限的水轮机体积转化更多的海洋能，提高发电效率最高。所述收缩角优选为12～14°。此时，海浪的机械能损失最小，转化成的动力势能最多，发电效率最高。
作为优选，所述导流板在导流罩侧壁上投影的形状呈宽度自外而内递增的尖头宽脚形。由于各导流板大体平行设置，导流板的厚度越大，相邻两个导流板之间的缝隙越小，相当于将海浪的厚度收缩，厚度收缩后的海浪，速度也能得以提升。作为优选，所述宽脚一端的形状为弧形，所述弧形部分位于以所述弧形圆心为原点、以该投影底边方向为x轴的坐标系的第二象限内，弧形的起始角度为180°、终止角度为95～105°。此时，海浪的机械能损失最小，发电效率最高。
作为优选，所述导流罩的数量为二个以上，各导流罩的入水口朝向呈扇形分布。如此，便可以对多个方向的海浪进行利用。
与现有技术相比，本实用新型至少具备以下有益效果：
1、仅用导流板就将海浪能转化为重力势能，转化效率高，最大强度的减少了机械能的损失；
2、利用自上而下的多个导流板和多个水轮机将分散的海浪势能一层一层的储藏，电能输出相对稳定。
3、部件少、装置更小型化、结构简单、造价低。
4、将最易受海洋气候冲击的水轮机保护在导流罩内，提高了发电机组运行的稳定性，并降低了运行成本。
附图说明
图1为本实用新型实施例一结构示意图的左前视图；
图2为本实用新型实施例一结构示意图的左后视图；
图3为本实用新型实施例二的内部结构示意图；
图中标记：1-水轮机；2-导流罩；3-导流罩后壁；4-出水口；5-导流罩侧壁；6-导流板；7-发电机连接口；8-进水口；9-导流板上表面；10-导流板远离出水口的那一端的边缘；11-相邻两个导流板之间的出水缝隙；12-导流板在导流罩侧壁上投影；13-宽脚一端；14-弧形部分。
具体实施方式
为了更好的理解本实用新型，下面结合附图和实施例做具体说明。
实施例一：
如图1和图2所示，本实施例的海浪发电机组包括一个发电机、一个与发电机连接的水轮机1、以及一个导流罩2；所述导流罩2后壁3的底部设置有出水口4；所述导流罩2的左右两个侧壁5的形状大体为上窄下宽的梯形；所述导流罩2的前侧设置有进水口，所述进水口处设置有自上而下大体平行排列的向所述导流罩2内部延伸的八个以上的导流板6，所述导流板6的上表面自外而内向上呈33°倾斜，所述导流板6的左右两端分别与所述导流罩2的左右两个侧壁5固定连接，所述各导流板6远离出水口4的那一端的边缘大体位于同一个平面内，该平面自上而下向所述出水口4的方向倾斜；所述水轮机1设置于所述导流板6与所述导流罩2后壁之间的空腔内。相邻两个导流板6之间的出水缝隙方向与所述水轮机1的中心轴方向大体平行。所述导流罩2的一个侧壁5上设置有与所述水轮机1同轴的发电机连接口7，所述发电机设置于所述发电机连接口7的外侧。
实施例二：
如图3所示，本实施例的海浪发电机组包括三个发电机、三个与发电机连接的水轮机1、以及一个导流罩2；所述导流罩2后壁3的底部设置有出水口4；所述导流罩2的左右两个侧壁的形状大体为上窄下宽的梯形；所述导流罩2的前侧设置有进水口8，所述进水口8处设置有自上而下大体平行排列的向所述导流罩内部延伸的八个以上的导流板6，所述导流板6的上表面9自外而内向上呈32°倾斜，所述导流板6的左右两端分别与所述导流罩2的左右两个侧壁固定连接，所述各导流板6远离出水口的那一端的边缘10大体位于同一个平面内，该平面自上而下向所述出水口4的方向倾斜；所述水轮机1设置于所述导流板6与所述导流罩2后壁3之间的空腔内，各水轮机1自上而下排列，且各水轮机1的直径自上而下递增。相邻两个导流板6之间的出水缝隙11方向与所述水轮机1的中心轴方向大体平行。所述导流罩6的一个侧壁上设置有三个与所述水轮机1同轴的发电机连接口，所述发电机设置于所述发电机连接口的外侧。
所述导流板6在导流罩2侧壁上投影12的形状呈宽度自外而内递增的尖头宽脚形。所述宽脚一端13的形状为弧形，所述弧形部分14位于以所述弧形圆心为原点、以该投影底边15方向为x轴的坐标系的第二象限内，弧形的起始角度为180°、终止角度为95～105°。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非是对本实用新型作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本实用新型技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.一种海浪发电机组，包括发电机、以及与发电机连接的水轮机，其特征在于：还包括导流罩；所述导流罩后壁的底部设置有出水口；所述导流罩的左右两个侧壁的形状大体为上窄下宽的梯形；所述导流罩的前侧设置有进水口，所述进水口处设置有自上而下大体平行排列的向所述导流罩内部延伸的二个以上的导流板，所述导流板的上表面自外而内向上倾斜，所述导流板的左右两端分别与所述导流罩的左右两个侧壁固定连接，所述各导流板远离出水口的那一端的边缘大体位于同一个平面内，该平面自上而下向所述出水口的方向倾斜；所述水轮机设置于所述导流板与所述导流罩后壁之间的空腔内，相邻两个导流板之间的出水缝隙方向与所述水轮机的中心轴方向大体平行。
2.一种根据权利要求1所述的海浪发电机组，其特征在于：所述水轮机与所述发电机的数量相等且均为二个以上，所述各水轮机自上而下排列，且各水轮机的直径自上而下递增。
3.一种根据权利要求1所述的海浪发电机组，其特征在于：所述导流板的坡度为31～34°。
4.一种根据权利要求1所述的海浪发电机组，其特征在于：所述导流罩的左右两个侧壁中的至少一个侧壁上设置有与所述水轮机同轴的发电机连接口，所述发电机设置于所述发电机连接口的外侧。
5.一种根据权利要求1所述的海浪发电机组，其特征在于：还包括蓄电装置，所述蓄电装置封装于所述导流罩的底座内并与所述发电机的输出端电连接，所述发电机设置于所述导流罩的内部。
6.一种根据权利要求1～5任一项所述的海浪发电机组，其特征在于：所述导流板的宽度自外而内收缩。
7.一种根据权利要求1～5任一项所述的海浪发电机组，其特征在于：所述导流板在导流罩侧壁上投影的形状呈宽度自外而内递增的尖头宽脚形。
8.一种根据权利要求1～5任一项所述的海浪发电机组，其特征在于：所述导流罩的数量为二个以上，各导流罩的入水口朝向呈扇形分布。
9.一种根据权利要求6所述的海浪发电机组，其特征在于：所述收缩角为12～14°。
10.一种根据权利要求7所述的海浪发电机组，其特征在于：所述宽脚一端的形状为弧形，所述弧形部分位于以所述弧形圆心为原点、以该投影底边方向为x轴的坐标系的第二象限内，弧形的起始角度为180°、终止角度为95～105°。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112576435A (zh) * 2021-01-14 2021-03-30 义乌市蕴岚电子商务有限公司 一种海岸边利用海浪涨落的发电设备

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