CN209179931U - 一种海洋近岸的发电装置 - Google Patents

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孙天鹏
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Abstract

本实用新型公开了一种海洋近岸的发电装置,其特征在于包括设置于海洋近岸海水中的前筒和后筒,以及连接于所述前筒和后筒之间的动力水管;所述前筒的侧壁开有海水进水口;所述动力水管的前端开口于所述前筒内,所述动力水管的后端连接置于所述后筒内的水锤泵的入口,所述动力水管的前端高度高于后端的高度;所述水锤泵的出口依次连接上升水管、上升水槽、回水管,所述回水管的另一端开口于所述前筒顶端;所述回水管管路中设置有水力发电机。本实用新型利用水锤泵冲击提水,再利用提升到高处的海水进行发电,设备简单,主要的部件的使用寿命长,维护费用低,无需建造机房,也无需专人值守,水锤泵提水量大而且提水扬程高,以此进行发电节能高效,经济合算。

Description

一种海洋近岸的发电装置
技术领域
本实用新型涉及一种发电装置,特别涉及一种设置于海洋近岸利用海水进行发电的装置。
背景技术
海洋的总面积约为3.6亿平方公里,约占地球表面积的71%,其中蕴藏着丰富的能源。海洋能指依附在海水中的可再生能源,海洋通过各种物理过程接收、储存和散发能量,这些能量以潮汐能、波浪能、温差能、盐差能、海流能等形式存在于海洋之中。
海洋能的利用是指利用一定的方法、设备把各种海洋能转换成电能或其他可利用形式的能。由于海洋能具有蕴藏丰富、分布广、可再生性和不污染环境等优点,因此是一种亟待开发的具有战略意义的新能源。但海洋能也存在能量密度低、地域性强、开发利用困难等局限性。
众所周知,水锤泵可以利用流动中的水被突然制动时所产生的能量,使其中一部分水压升到一定高度。利用水锤泵能把水从底处提到高处,根据不同的地形或需要,可以提高几十米到几百米,用于高处的用水、灌溉等。并且这种提升不用电、不用油、不用煤、不需要任何能源。国内已有单位在云南等省实现了成功的应用,并出口到国外。
水锤泵的工作原理是利用水在流动中突然受阻后产生比正常压力高十倍以上的瞬时水锤压力实现提水,其结构通常包括动力水管(进水管)、泵体、排水阀、压水阀、缓冲筒、出水管等组成。
水锤泵工作前,排水阀在磁隙弹簧作用下处于开启状态,输水阀在磁隙弹簧和自身重量作用下处于关闭状态。开机时人为控制排水阀进行开启→关闭→开启→关闭往复运作几次后,水泵就能自动运行。开机后,有一定落差的水通过动力水管(进水管)经打开的排水阀向外流出,当排水阀内侧的压力增加至大于排水阀磁隙弹簧压力时,流动着的水就推动排水阀迅速关闭,即发生水锤现象,此时泵体内水的压力急剧上升,迫使输水阀开,部分水被压入缓冲筒。排水阀内侧压力迅速下降,排水阀在磁隙弹簧和负压作用下重新打开,输水阀在自身重量、磁隙弹簧压力及缓冲筒空气室内水压力的作用下重新关闭。在水流的作用下,上述动作周而复始地自动运行。当缓冲筒内的水压强增加到大于出水管内的压力时,水就从出水口流出来。
但目前水锤泵还只是作为一种提水装置,应用于偏远山区的提水、灌溉等。
发明内容
针对上述问题,本实用新型的目的是提供一种结构简单,节能高效的利用水锤效应的海洋近岸的发电装置。
为达到上述目的,本实用新型采取的具体技术方案为:
一种海洋近岸的发电装置,其特征在于包括设置于海洋近岸海水中的前筒和后筒,以及连接于所述前筒和后筒之间的动力水管;所述前筒的侧壁开有海水进水口;所述动力水管的前端开口于所述前筒内,所述动力水管的后端连接置于所述后筒内的水锤泵的入口,所述动力水管的前端高度高于后端的高度;所述水锤泵的出口依次连接上升水管、上升水槽、回水管,所述回水管的另一端开口于所述前筒顶端;所述回水管管路中设置有水力发电机。
所述前筒和后筒为下端封闭的筒体结构,上端口位于高潮的海平面之上,用以隔开外部的海水;考虑到海水的腐蚀作用,通常采用塑料、橡胶、不锈钢或者混凝土等材料。
所述动力水管的前端开口呈圆漏斗形,考虑到海水的腐蚀作用,通常采用塑料、橡胶、不锈钢或者混凝土等材料。
所述动力水管的长度为其前端和后端高度差的4-8倍。
所述前筒侧壁的海水进水口下端低于低潮的海平面位置,以保证低潮时仍然能有海水进入到水锤泵中,使其运转。
所述前筒侧壁的海水进水口还设有过滤网,用于滤除水中的杂物,以免堵塞进水管路。
所述前筒中还设有回水收集管,用来承接回水管的水。
所述前筒海水进水口下面位置设有水平的圆盘,与前筒的内壁紧密配合没有间隙,圆盘上分别开有回水下降孔和海水下降孔。
所述回水下降孔和海水下降孔开口于所述动力水管的前端开口的上方。
所述回水下降孔与回水收集管的下端紧密配合无间隙。
所述动力水管的前端管路中设置有开关阀。
所述后筒的上端还设有防水盖。
本实用新型在工作时,海水经过滤网过滤后,经过海水下降孔,从自动力水管前端开口处进入动力水管,然后流入并冲击水锤泵,再从水锤泵的出口进入上升水管,被提升到高处的上升水槽中,上升水槽中的海水沿回水管进入设置于管路中的水力发电机,冲击水力发电机而发出电来。
本实用新型的优点:利用水锤泵冲击提水,再利用提升到高处的海水进行发电,设备简单,主要的部件水锤泵、前筒、后筒等的使用寿命很长,平时维护费用也很低,无需建造机房,也不需要专人值班管理,水锤泵提水量大而且提水扬程高,以此进行发电节能高效,经济合算。
附图说明
图1为本实用新型的整体结构示意图。
图2为本实用新型的前筒结构示意图。
图3为本实用新型前筒的替代设计的结构示意图。
其中,1-回水管,2-水力发电机,3-回水收集管,4-前筒,5-海水进水口,6-海水下降孔,7-回水下降孔,8-动力水管前端开口,9-开关阀,10-动力水管过滤网,11-动力水管,12-水锤泵,3-后筒,14-上升水管,15-上升水槽,16-圆盘。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施例对本实用新型进一步解释和说明。
如图1所示,本实用新型包括设置于海洋近岸海水中的前筒4和后筒13,以及连接于所述前筒4和后筒13之间的动力水管11;所述动力水管11的前端开口于所述前筒4内,所述动力水管11的后端连接置于所述后筒13内的水锤泵12的入口,所述动力水管11的前端高度高于后端的高度;所述水锤泵12的出口依次连接上升水管14、上升水槽15、回水管1,所述回水管1的另一端开口于所述前筒4的上面;所述回水管1管路中设置有水力发电机2。
所述前筒4和后筒13为下端封闭的筒体结构,上端口位于高潮时的海平面之上,用以隔开外部的海水;考虑到海水的腐蚀作用,通常采用塑料、橡胶、不锈钢或者混凝土等材料。
所述动力水管11的前端开口呈圆漏斗形,考虑到海水的腐蚀作用,通常采用塑料、橡胶、不锈钢或者混凝土等材料;所述动力水管11的长度为其前端和后端高度差的4-8倍。
所述前筒4的侧壁开有海水进水口5,其开口下端位置低于低潮时的海平面位置,以保证低潮是仍然能有海水进入到水锤泵12中,使其运转。
所述动力水管11的前端管路中设置有开关阀9,所述开关阀9前面的管路中还设有动力水管过滤网10。
所述后筒13的上端还设有防水盖。
所述前筒4侧壁的海水进入口5还设有过滤网,用于滤除水中的杂物,以免堵塞进水管路。
所述前筒4中还设有回水收集管3,设置在回水管1和圆盘16上的回水下降孔7之间。
如图2所示,所述前筒4中海水进水口5下端位置设有水平的圆盘16,与前筒4内壁紧密配合没有间隙,上面分别开有回水下降孔7和海水下降孔6。所述回水下降孔7和海水下降孔6开口于所述动力水管11的前端开口的上方;所述回水下降孔7与回水收集管3的下端紧密配合没有间隙。
如图1中所示,海水从海水进水口5经过滤网过滤后,进入海水下降孔6,从动力水管11的前端开口8经动力水管11流入水锤泵12的入口,再从水锤泵12的出口进入上升水管14,被提升到上升水槽15里,上升水槽15里的海水沿回水水管1进入水力发电机2,冲击水力发电机2而发出电来;流经水力发电机2的海水从回水管1经回水收集管3和回水下降孔7,流入动力水管11的前端开口8,从而重复利用。
如图3所示,显示了本实用新型前筒的另外一种设计,无需前筒的上部和海水进水口5,只保留前筒4的下部,海水直接从海水下降孔6进入动力水管11的前端开口8,其它部分的结构和工作原理与前述大致相同,不再赘述。
本实用新型利用已有的水锤泵进行发电,其中有几个问题说明如下:
(1)水锤泵的工作原理与结构、动力水管11的放置要求及其与水锤泵12的连接要求有多种方法,以上均属现有技术,不再赘述。
(2)回水收集管3的设计,用于收集水力发电机2的出水,由于水力发电机2的垂直高度,使得出水有垂直向下的冲击力,增加了动力水管11中海水的流速。
(3)当采用市售的进口管直径400mm左右的水锤泵时,其提水量(进到上升水槽15的水量)大约是每小时100-150立方米,若选用市售的斜击式水力发电机2与之匹配,需要的流量大约是每小时144立方米,水头大约是40米左右,也就是上升水槽15里的水应该是高度40米左右,按这样的配置,水力发电机2的发电量是5kW左右。
(4)当使用进口管径更大的水锤泵时,也就是提水量更多的水锤泵,并配以更大功率的水力发电机,就能发出更大功率的电能。
(5)当使用进口管径较小的水锤泵时,可采用多套并联的方式,也就是采用多套如图1所示的系统,也能发出更大功率的电能。
(6)采用前筒4与后筒13的设计方法,不用筑坝,并且选址方便,要求低,施工建造简单,因此,建造费用低,使用范围广,实用性强。
(7)图1中没有标明上升水槽15的支撑方法,实际建造中可根据现场地形或者放到岸边高处 ,或者采用柱子支撑。
上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点,并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所做的等效变换或修饰,都应涵盖在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种海洋近岸的发电装置,其特征在于包括设置于海洋近岸海水中的前筒(4)和后筒(13),以及连接于所述前筒(4)和后筒(13)之间的动力水管(11);所述动力水管(11)的前端开口于所述前筒(4)内,所述前筒(4)的侧壁开有海水进水口(5),所述动力水管(11)的后端连接置于所述后筒(13)内的水锤泵(12)的入口,所述动力水管(11)的前端高度高于后端的高度;所述水锤泵(12)的出口依次连接上升水管(14)、上升水槽(15)、回水管(1),所述回水管(1)的另一端开口于所述前筒(4)顶端;所述回水管(1)管路中设置有水力发电机(2)。
2.如权利要求1所述的发电装置,其特征在于所述前筒(4)和后筒(13)为下端封闭的筒体结构,上端口位于高潮的海平面之上。
3.如权利要求1所述的发电装置,其特征在于所述动力水管(11)的前端开口呈圆漏斗形。
4.如权利要求1所述的发电装置,其特征在于所述动力水管(11)的长度为其前端和后端高度差的4-8倍。
5.如权利要求1所述的发电装置,其特征在于所述海水进水口(5)的开口下端低于低潮的海平面位置。
6.如权利要求1所述的发电装置,其特征在于所述前筒(4)侧壁的海水进水口(5)还设有过滤网。
7.如权利要求1所述的发电装置,其特征在于所述前筒(4)中还设有回水收集管(3),用来承接回水管(1)的水。
8.如权利要求1所述的发电装置,其特征在于所述前筒(4)中海水进水口(5)下面位置设有水平的圆盘(16),与前筒(4)的内壁紧密配合没有间隙,圆盘(16)上分别开有回水下降孔(7)和海水下降孔(6)。
9.如权利要求8所述的发电装置,其特征在于所述回水下降孔(7)和海水下降孔(6)开口于所述动力水管(11)的前端开口的上方。
10.如权利要求1所述的发电装置,其特征在于所述动力水管(11)的前端管路中设置有开关阀(9)。
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