CN209743085U - 一种无基床开口型柔性硅胶管波能发电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种无基床开口型柔性硅胶管波能发电装置，包括有弯管，弯管的一端伸入于水中，另一端竖直伸出于水面之上，伸出水面的一段设有进气室和排气室，排气室设有排气口，通过排气口连接有风力发机电；弯管伸入水中的一端连接有硅胶管，硅胶管的另一端设有喇叭口，整根硅胶管悬浮设置在水中。本实用新型新型通过使橡胶管膨胀波于管尾汇集，大大增加了波浪能量，即便在小波浪条件下运行，也会有很高的效率；采用直接的面式结构，以摄取更多的波浪能量，解决了点式和线式波能吸收装置捕获波能不足的瓶颈；构造简单、所用配件少、更为经久耐用，且建造成本和维修成本更低。

Description

一种无基床开口型柔性硅胶管波能发电装置

技术领域

本实用新型涉及发电装置技术领域，具体涉及一种利用波浪能进行发电机构。

背景技术

波浪能作为一种清洁的可再生能源，早在一个世纪前，人类就开始对其进行研究，但那时的波浪能研究主要集中在波能转换装置的发明上，真正实用的波能装置很少。直至上世纪70年代中期，人们才开始认真地研究波浪能的实际利用技术。经过长期研究，美国、丹麦、英国、日本等发达国家在波浪能研究技术上发展迅速，并取得突破，开展了规模化应用示范试验。其代表性的发电装置主要包括英国在葡萄牙研建的“Pelamis”2250KW筏式波浪电站、丹麦“Wave Dragon”7000KW收缩波道式波浪电站等。据统计，全世界约有数千座该类波力发电装置在运转，仅日本就有1500多座在使用中。

中国也是世界上主要的波能研究开发国家之一。从80年代初开始主要对固定式和漂浮式振荡水柱波能装置以及摆式波能装置等进行了研究。1985年中科院广州能源研究所开发成功利用对称翼透平的航标灯用波浪发电装置，目前已累计生产600多台在中国沿海使用，并出口到日本等国家。“七五”期间，由中科院广州能源所牵头，在珠海市大万山岛研建中国第一座波浪电站并于1990年试发电成功，电站装机容量3KW。“八五”期间，由中科院广州能源研究所和国家海洋局天津海洋技术所分别研建了20KW岸式电站、5KW后弯管漂浮式波力发电装置和8KW摆式波浪电站，均试发电成功。“九五”期间，广州能源研究所在广东汕尾市遮浪研建100KW的岸式振荡水柱式波浪电站。“十五”期间，我国在波浪能发电方面，研建了大管岛30KW摆式波浪电站等。在“十一五”科技支撑计划支持下，我国启动了4项示范试验电站的研建工作，总装机功率为540KW，其中包括“100KW漂浮式波浪能电站关键技术研究与示范”和“100KW摆式波浪能电站关键技术研究与示范”。

波浪能吸收装置虽然有了一定的发展，但是与其他形式的能源利用装置相比较，例如风能，尚处于不太成熟的状态。目前，波浪能发电装置通常采用的方式有以下几种：1、将波浪能转化为液压能，推动与发电机相连接的涡轮机转动，进而使发电机转动发电。该结构的波浪能发电装置设计相对比较复杂、造价高和维护成本较高。2、将波浪能转化为机械能，直接推动发电机转动发电。这种方式从理论上讲能力转化级数较少，避免了多级转化过程中的能量损失，但是其在应付极端天气情况时的可靠性差。3、将波浪能转化为流动的压缩空气，进而发电，主要是采用在防波堤中通过增设与海水连通的空间结构，随着波浪的涌动形成水位的升降，进而推动发电机叶轮转动，最终带动发电机发电，使用过程中，水位振幅较低，其能量吸收的效率比较低。上述几种波浪能发电装置各有优缺点，都存在改善发电装置、提高发电效率的需求。也有采用弯管来实现波能压缩空气的，但整个实现结构复杂，所需配件多，造价较高，容易发生故障。因此，在现有波浪能发电技术发展的基础上，亟需一种波能吸收率高、成本低、长期运行可靠性高的波能发电装置。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种结构简单、水位振幅较大、能量吸收效率较高、造价和维护成本低、可长期可靠运行的无基床开口型柔性硅胶管波能发电装置。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：一种无基床开口型柔性硅胶管波能发电装置，包括有弯管，弯管的一端伸入于水中，另一端竖直伸出于水面之上，伸出水面的一段设有进气室和排气室，排气室设有排气口，通过排气口连接有风力发机电，进气室通过进气阀连通外部空间，其特征在于：弯管伸入水中的一端连接有一柔软并具有极强收缩性能的硅胶管，硅胶管的另一端设有便于水进入管内的扩口，整根硅胶管悬浮设置在水中。水体经扩口汇集到硅胶管中，硅胶管随着外部波浪的波峰波谷变换收缩或扩张形成脉动，使硅胶管内的水体涌向弯管，弯管内的水位随着脉动骤升骤降，水位骤降时，气体通过进气室进入弯管内腔；水位骤升时，弯管竖直段内的气体被压缩，气体经过排气口向外排气以推动发电机发电。

进一步地，所述扩口为一喇叭口，喇叭口与硅胶管的进水端连接固定。

进一步地，整根硅胶管横着悬浮在水中，在硅胶管的管身上连接有若干根悬线，用于固定硅胶管；每一悬线各连接有浮体，用于传递浮力给硅胶管，浮体浮在水面上形成对硅胶管的固定结构。

优选地，所述弯管为L形结构，其竖直段的长度大于横向段的长度，所述硅胶管的末端与弯管横向段的进水端连接固定。

进一步地，弯管为硬质管，其内径小于硅胶管的内径，硅胶管的内径小于喇叭口的开口。

本实用新型借鉴人体动脉脉搏产生机理，建立一种全新的“随波逐流，捕获能量”的波能发电理念。其工作原理是将柔性的硅胶管漂浮在离岸一定水深之中，通过喇叭口保证自入口内硅胶管中充满海水。这样每当有海浪沿其长度方向行进时，弹性极强的硅胶管就会随之上下摆动，管内就会产生一股脉冲水流，从而迫使硅胶管在压力较小的波谷处向外膨胀，而在压力较大的波峰处向内收缩，形成沿长度方向的“膨胀波”，与人类循环系统脉搏运动相似。随着波浪幅度的加大，脉冲(“膨胀波”)也越来越强，并汇集到尾部弯管的竖直段中，其内水位的升降会压缩弯管竖直段内的空气，进出弯管内排气室的空气进而带动发电机叶轮转动，从而实现发电。

本发明新型除了通用的发电机以外，没有其他复杂的构件，仅由喇叭口、悬线、浮体、硅胶管等常见配件。硅胶管的耐腐蚀性强，质量轻，构造简单，建造和维修成本低。从而可以实现以下有益效果：第一，橡胶管膨胀波于管尾汇集，大大增加了波浪能量，即便在小波浪的条件下运行，也会有很高的效率；第二，采用直接的面式结构，以摄取更多的波浪能量，解决了点式和线式波能吸收装置捕获波能不足的瓶颈；第三，构造简单、所用配件少、更为经久耐用，且建造成本和维修成本更低。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

图中，1为硅胶管，2为弯管，3为喇叭口，4为浮体，5为悬线。

具体实施方式

本实施例中，参照图1，所述无基床开口型柔性硅胶管波能发电装置，包括有弯管2，弯管2的一端伸入于水中，另一端竖直(即弯管2的竖直段)伸出于水面之上；伸出水面的一段设有进气室和排气室，排气室设有排气口，通过排气口连接有风力发机电，进气室通过进气阀连通外部空间(上述结构为现有技术，未图示)；弯管2伸入水中的一端连接有一柔软并具有极强收缩性能的硅胶管1，硅胶管1的另一端设有便于水进入管内的扩口，整根硅胶管1悬浮设置在水中。水体经扩口汇集到硅胶管1中，硅胶管1随着外部波浪的波峰波谷变换收缩或扩张形成脉动，使硅胶管1内的水体涌向弯管2，弯管2竖直段内的水位随着脉动骤升骤降，水位骤降时，气体通过进气室进入弯管内腔；水位骤升时，弯管竖直段内的气体被压缩，气体经过排气口向外排气以推动发电机发电。

所述扩口为一喇叭口3，喇叭口3与硅胶管1的进水端连接固定。

整根硅胶管1横着悬浮在水中，在硅胶管1的管身上连接有若干根悬线5，用于固定硅胶管1；每一悬线5各连接有浮体4，用于传递浮力给硅胶管1，浮体4浮在水面上形成对硅胶管1的固定结构。

所述弯管2为L形结构，其竖直段的长度大于横向段的长度，竖直段的上段伸出水面，所述硅胶管1的末端与弯管2横向段的进水端连接固定。

弯管2为硬质管，其内径小于硅胶管1的内径，硅胶管1的内径小于喇叭口3的开口。

本实用新型借鉴人体动脉脉搏产生机理，建立一种全新的“随波逐流，捕获能量”的波能发电理念。其工作原理是将柔性的硅胶管1漂浮在离岸一定水深之中，通过喇叭口3保证自入口内硅胶管1中充满海水。这样每当有海浪沿其长度方向行进时，弹性极强的硅胶管1就会随之上下摆动，管内就会产生一股脉冲水流，从而迫使硅胶管1在压力较小的波谷处向外膨胀，而在压力较大的波峰处向内收缩，形成沿长度方向的“膨胀波”，与人类循环系统脉搏运动相似。随着波浪幅度的加大，脉冲(“膨胀波”)也越来越强，并汇集到尾部弯管2的竖直段中，其内水位的升降会压缩弯管2竖直段内的空气，进出弯管内排气室的空气进而带动发电机叶轮转动，从而实现发电。

以上已将本实用新型做一详细说明，以上所述，仅为本实用新型之较佳实施例而已，当不能限定本实用新型实施范围，即凡依本申请范围所作均等变化与修饰，皆应仍属本实用新型涵盖范围内。

Claims (5)

1.一种无基床开口型柔性硅胶管波能发电装置，包括有弯管，弯管的一端伸入于水中，另一端竖直伸出于水面之上，伸出水面的一段设有进气室和排气室，排气室设有排气口，通过排气口连接有风力发机电，进气室通过进气阀连通外部空间，其特征在于：弯管伸入水中的一端连接有一柔软并具有极强收缩性能的硅胶管，硅胶管的另一端设有便于水进入管内的扩口，整根硅胶管悬浮设置在水中。

2.根据权利要求1所述的无基床开口型柔性硅胶管波能发电装置，其特征在于：所述扩口为一喇叭口，喇叭口与硅胶管的进水端连接固定。

3.根据权利要求1所述的无基床开口型柔性硅胶管波能发电装置，其特征在于：整根硅胶管横着悬浮在水中，在硅胶管的管身上连接有若干根悬线，每一悬线各连接有浮体，浮体浮在水面上形成对硅胶管的固定结构。

4.根据权利要求1所述的无基床开口型柔性硅胶管波能发电装置，其特征在于：所述弯管为L形结构，其竖直段的长度大于横向段的长度，所述硅胶管的末端与弯管横向段的进水端连接固定。

5.根据权利要求2所述的无基床开口型柔性硅胶管波能发电装置，其特征在于：弯管为硬质管，其内径小于硅胶管的内径，硅胶管的内径小于喇叭口的开口。