CN2151270Y - 海浪防波堤发电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种海浪防波堤发电装置，其特 征在于两防波堤主体间设置一气密槽，此气密槽分为 上下两层，上层为涡轮室，下层为气密室。两层之间 设有气孔，当流浪由外海进入气密室，压缩其中的空 气，此压缩空气经由气孔行抵上层涡轮室，经前导流 板，转动涡轮机发电，然后由后导流板回到大气中，当 海浪退回时，空气经后导流板，再度同方向转动涡轮 机发电。该装置结构简单，效率高，成本低。

Description

就目前电力需求量而言，现有之发电设施已不敷使用，故常有限电、停电措施，除造成一般人民日常生活的不便外，更使工商业遭受重大的损失，因此电力可说是发展经济之母，其重要性自不待言。目前世界上利用海浪发电的方式不少，以下就日本、英国、挪威诸国利用压缩空气来发电的方式和缺点，分述如下。

一、日本：为最早利用海浪能发电之国家，采用浮动式的“海浪能发电船”设计方式，具有机动的优点，然而也是缺点所在，即：不易固定，电力传输困难。另外当海浪上升时，右方气室的空气直接向外排出无法作功，而海浪下降时，则是左方气室外的空气直接流向空气室下方，也不经过涡轮机而无法作功，大大地降低此设计的机械效率。

二、英国：其“海浪防波堤发电厂”为一相当先进的设计，具有耐海水侵蚀，电力传输容易等优点，而其缺点则有：蜗形风箱唧筒不易稳固地固定在海床上，预铸的混凝土风箱唧筒工程浩大，施工不易，延长的气流室，换气效率较差，两组单向活门，不易准确控制其闭合时间。

三、挪威：其所开发出来的机型属于一种巨型空气活塞式的″海浪涡轮发电厂″，其原理与英国的″海浪防波堤发电厂″差不多，其缺点为：发电能量较小，另外其主要的气缸筒及活塞圆盘，是以金属材料制成，因此在预防海水盐分的侵蚀，及维修成本上要高出一

综上所述，目前各种海浪发电方式皆有缺点，不能有效解决电力不足之问题，因此本实用新型积极研究创新，针对上述之缺点，设计出一种更进步，更有经济价值的″海浪防波堤发电装置″。

本实用新型之主要目的是提供一种以海浪为动力之海浪防波堤发电装置。在两防波堤主体之间设置气密槽，气密槽内分为上下两层，上层为涡轮室，下层为气密室，气密室前端设有开口，使得海浪可以自由进出，上下两层之间设有气孔，上层涡轮室设有前导流板，双轴涡轮机，后导流板，压缩空气经由气孔，行抵上层涡轮室，经前导流板，推动涡轮机从而带动发电机发电。

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明如下。

图1：是本实用新型的外观图

图2：是本实用新型的俯视图

图3：是本实用新型的正视图

图4：是本实用新型的气密槽剖面图（平时）

图5：是本实用新型的气密槽剖面图（台风来袭时）

图6：是本实用新型的双轴涡轮机正视图

图7：是本实用新型的双轴涡轮机外观图

图8：是本实用新型的自动闭锁装置正视图

图9：是本实用新型的自动闭锁装置俯视图

二、图号：

（10）防波堤主体 （11）集波堤

（12）溢流平台 （13）阶梯

（14）气密槽 （15）气孔

（16）前导流板 （17）后导流板

（18）配电室 （19）涡轮机

（20）轴承 （21）伞形齿轮

（22）发电机 （23）门

（24）气密槽开口 （25）轴

（26）气密室 （27）走道

（28）平衡水孔 （29）自动闭锁装置

（30）板状隔板 （31）枢纽

（32）骨架 （33）气囊

（40）上隔板 （41）下隔板

（42）圆筒状轴部 （43）金属圆板

（191）涡轮叶片

在图1、图4中，本实用新型是在于两个防波堤主体（10）之间，设置一气密槽（14），槽中分为上下两层，上层设置有前导流板（16），涡轮机（19），后导流板（17），（如图2所示），下层为气密室（26），气密室（26）前端设有一气密槽开口（24）面向外海，使海浪可以自由进出，此开口（24）须位于低潮线的波谷以下，才可以产生气密效果。上、下层之间设有气孔（15），使空气自由进出上下层之间，经由前导流板（16）和后导流板（17）的导向，使涡轮机（19）同作一方向转动。涡轮机（19）上、下方分别设置上隔板（40）和下隔板（41）（图6、7），上隔板（40）和下隔板（41）之间设有圆筒状轴部（42）和涡轮叶片（191），（以上设计均可用塑胶或其他抗蚀材料制成），圆筒状轴部（42）的功用为配合前导流板（16）和后导流板（17），使进、出气流推动涡轮机（19）时产生较大转矩，同时导向气流绕轴同一方向旋转。中心处则设有转轴（25），另于下隔板（41）下方，固定有金属圆板（43）与转轴（25）结合在一起，使涡轮叶片（191）旋转时，可顺利带动转轴（25）转动（如图6、7所示），整个涡轮机（19）金属露出部分，再以塑胶盖板遮蔽，以避免金属产生锈蚀。轴（25）上、下方则由轴承（20）来支撑，并伸出气密槽（14）之外，轴（25）上端设有大伞形齿轮（21），与另一较小伞形齿轮（21），啮合，使轴（25）转动方向由垂直变成水平，以转动发电机（22），（请参阅图3），另于涡轮机旁设置配电室（18），配电室（18）外设有一门（23），使工作人员可以经由阶梯（13）下至溢流平台（12），防波堤主体（10）的边缘，设置有逐渐加高的集波的效果，飓风来袭时过大的海浪则经由溢流平台（12）溢走，可避免巨浪破坏气密槽（14）和发电设备。防波堤主体（10）后方设有走道（27），作为防波堤主体（10）之间的交通线。另于气密室（26）后方水面下适当位置设一平衡水孔（28），以平衡防波堤内外的水位。

图4所示，当海浪波峰由外海经集波堤（11），到达气密槽（14）下方的气密室（26）时，振幅会加大，并压缩气密室（26）中的空气，高压空气经由气孔（15）行至上层，经前导流板（16），逆时针方向转动涡轮机（19），轴（25），伞形齿轮（21），最后带动发电机（22）发电，空气由后导流板（17）回到大气中。当海浪退回时，（即波谷出现），由于气密室（26）体积变大，气密室（26）中的空气压力会变小，外界空气经由后导流板（17），以同样逆时针方向再度转动涡轮机（19），从而带动发电机（22）发电，最后由前导流板（16），经过气孔（15）回到气密室（26）中，完成一次循环。只要海面不是风平浪静，本装置即可产生源源不绝的电力。而当台风来袭时，为了保护本防波堤发电厂，除了设置溢流平台（12），以及气密槽（14）高度需配合当地水文情况外，另外可于气孔（15）处加装自动闭锁装置（29），请参阅图5、图8、图9所示。在气孔（15）处预铸板状的钢筋混凝土隔板（30），两隔板（30）间所形成的面积大约相等，使受力均匀，每个气孔（15）处设置有枢纽（31），其上设有自动闭锁装置（29），它是一种以不锈钢管制成的骨架（32），外覆橡皮，橡皮内部设有若干气囊（33）的设计。使其平均密度小于海水，可随海浪上下起伏而绕枢纽（31）自由转动。平时，海水面低于气孔（15）时，自动闭锁装置（29）由于本身重量而呈下垂状，使空气自由进、出气孔（15）（如图4所示）当遇到台风所引起的巨浪时，自动闭锁装置（29）由于浮力而随海水上升至隔板（30）下缘时，橡皮自动封闭海水，避免海水进入涡轮室，以减少金属锈蚀机会（如图5所示）。

就以上所述，本实用新型具有下列优点：

一、本实用新型是以海浪为动力来源，具有取之不尽，用之不竭的优点，而且绝无环境污染之虑。

二、本实用新型之结构简单，因此装设容易，造价低，发电成本将相当低廉，为一极适合装设沿海地区之发电装置。

三、本实用新型具有多重功能，除可产生巨大的电力之外，本身就是防波堤，可避免海浪威 海边村庄，达到国土保安的功能，另外防波堤内风平浪静，则是一处非常理想的海水浴场或养殖场，一举数得，投资容易回收。

四、本实用新型的气流路径很短，换气效率极佳，且涡轮转动方向与气流方向一致，可作最大之功，另外以导流板取代活门，没有闭合时间精确与否的问题，发电效率很高。

五、本实用新型之发电机和涡轮机等附属设备，都避免和海水直接接触，可保持干燥，能够长时间运转不受海水侵蚀。

六、本实用新型大部分为钢筋混凝土构成，机械部分很少，不需经常维修、保养、使得这套装置，非常具有实用价值。

Claims (4)

1、一种海浪防波堤发电装置，其特征在于两防波堤主体之间设有气密槽，气密槽分为上下两层，上层为涡轮室，下层为气密室，两层之间有气孔相通，而于气孔处设有隔板、枢纽、和自动闭锁装置，海浪过大时，可保护防波堤，涡轮室则设有前导流板、涡轮机、后导流板，其中涡轮机是由中心轴部、空心圆筒状轴部、上隔板、下隔板、涡轮叶片、金属圆板所构成，中心轴则与金属圆板固定在一起，以产生最大效率，气密室前端设有一开口，涡轮机之轴由位于上方和下方的轴承所支撑，并伸出气密槽上方与一伞齿轮联结，此伞齿轮再啮合另一较小之伞齿轮，较小伞齿轮则联接一发电机。

2、根据权利要求1所述的海浪防波堤发电装置，其中涡轮室旁边设有配电室，外面设置一门，可沿阶梯下至溢流平台。

3、根据权利要求1所述的海浪防波堤发电装置，其中防波堤主体上方形成溢流平台，防波堤主体的前端边缘设有逐渐加高的集波堤，可收集波之效果。

4、根据权利要求1所述之海浪防波堤发电装置，其中气密室前端的开口，必须低于海浪退潮时的最下限，以达到气密效果，另气密室后端水面以下设有平衡水孔，以平衡防波堤内外水位。

Images