TW201502366A - 海浪穩定發電系統 - Google Patents

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jian-hui Zhou
ding-ming Zhou
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Abstract

本發明係揭露一種海浪穩定發電系統，包括：能量收集單元；能量匯聚輸出系統；以及水輪機發電機組；由所述的能量收集單元收集不穩定的動力源的能量，並轉化成可往復直線運動的能量；所述的能量匯聚輸出系統將往復直線運動的能量轉化為具有特定壓力的液體能量，並驅動水輪機發電機組發電；所述的能量收集單元與能量匯聚輸出系統連接，所述能量匯聚輸出系統與水輪機發電機組連接，所述的能量收集單元包括海浪能收集單元；所述的海浪能收集單元包括：浮體；鋼繩；以及滑輪組；鋼繩通過滑輪組使得鋼繩的另一端做垂直升降的直線運動。

Description

海浪穩定發電系統
本發明是有關於一種利用不穩定動力源，如海浪能、風能等建設大規模發電站，並能夠穩定發電的海浪穩定發電系統。
由於海浪能量收集的穩定性差及單機功率較小等因素，導致人類至今無法較好地利用海浪能量進行大規模發電。
有鑑於上述習知技藝之問題，本發明之目的就是在提供一種結構合理，能有效利用海浪能量或者也能夠利用風力能量大規模建設發電站，並能穩定發電的海浪穩定發電系統。
本發明的技術方案如下：其包括能量收集單元，能量匯聚輸出系統、水輪機發電機組；由所述的能量收集單元收集不穩定的動力源的能量、並轉化成可往復直線運動的能量；所述的能量匯聚輸出系統為將往復的直線運動的能量轉化為具有特定壓力的液體能量，並驅動水輪機發電機組發電；所述的能量收集單元與能量匯聚輸出系統連接，所述的能量匯聚輸出系統與水輪機發電機組連接；所述的能量收集單元包括海浪能收集單元；所述的海浪能收集單元包括浮體、鋼繩、滑輪組，所述的浮體的下方連接鋼繩的一端，鋼繩通過滑輪組使得鋼繩的另一端做垂直直線的運動。
本發明具有結構簡單，控制簡易，利用淡水為介 質，迴圈運行，能最大限度保護設備，提高使用壽命和可靠性，集中多台能量收集單元的能量集中發電，能有效提高單機組功率，集中發電設備，利於管理、維護，在海浪能收集單元的基礎上，還能與風能收集單元可共用基礎設施和空間資源，提高效益，提高安全性，大容積往復式水泵的固有缺點如：笨重、低速等在本發明系統中不再是缺點，而其高效，適合長時間運行更適應本發明系統的功能需求，本發明還可極大簡化風力發電系統的製造技術，特別是發電形式的改變極大地簡化了傳統風力發電系統的控制技術，對風速的變化有更大的適應能力，在風葉的結構強度可承受範圍內，可對能量全額接收，而且由於本發明系統使用的是水輪機發電機組，可從根本上解決傳統風力發電系統電力上網的低壓穿越問題。
本發明系統在淺海區沿海岸建設，能有效吸收海浪的能量，形成對岸堤的保護，能有效降低自然災害。本發明系統也可以應用於大型的海上平臺。
本發明前述各方面及其它方面依據下述的非限制性具體實施例詳細說明以及參照附隨的圖式將更趨於明瞭。
1‧‧‧浮體
2‧‧‧鋼繩
3‧‧‧滑輪
3-1‧‧‧第一定滑輪
3-2‧‧‧第二定滑輪
3-3‧‧‧第三定滑輪
3-4‧‧‧第四定滑輪
4‧‧‧往復式水泵
5‧‧‧匯流分配器
6‧‧‧低壓容器
7‧‧‧溢流口
8‧‧‧高壓管道
9‧‧‧有序分流管道
10‧‧‧低壓回流管道
11‧‧‧風葉
12‧‧‧水平軸
13‧‧‧主動傘形齒輪
14‧‧‧被動傘形齒輪
15‧‧‧水平轉盤
16‧‧‧牛腿
17‧‧‧拉杆
18‧‧‧坡道
19‧‧‧滾輪
20‧‧‧定位滾輪
21‧‧‧垂直主軸
22‧‧‧負載物
23‧‧‧控制箱
24‧‧‧牛腿滑軌
25‧‧‧滑軌
26‧‧‧增壓泄壓閥
27‧‧‧活塞杆
28‧‧‧水輪機發電機
29‧‧‧塔架
30‧‧‧支撐平臺
31‧‧‧復位彈簧
32‧‧‧溢流管
33‧‧‧壓縮空氣進入管道
38‧‧‧轉動支架
39‧‧‧定滑輪升降控制組件
第一圖係本發明的平面分佈結構示意圖。
第二圖係本發明本發明的海浪能收集單元和往復式水泵組合的結構示意圖。
第三圖係風能收集單元中水平軸式的雙風葉的一種結構示意圖。
第四圖係水平轉盤的俯視圖。
第五圖係本發明的能量匯聚輸出系統的一種實施例的結 構示意圖。
第六圖係本發明的能量匯聚輸出系統的另一種實施例的結構示意圖。
第七圖係本發明的往復式水泵的一種結構示意圖。
第八圖係本發明的能量匯聚輸出系統的第三實施例的結構示意圖。
第九圖係本發明的海浪能收集單元和往復式水泵組合的另一種實施例的結構示意圖。
為利 貴審查委員瞭解本發明之技術特徵、內容與優點及其所能達成之功效，茲將本發明配合附圖，並以實施例之表達形式詳細說明如下，而其中所使用之圖式，其主旨僅為示意及輔助說明書之用，未必為本發明實施後之真實比例與精準配置，故不應就所附之圖式的比例與配置關係解讀、侷限本發明於實際實施上的權利範圍，合先敘明。
如第一至八圖所示，本發明包括能量收集單元，能量匯聚輸出系統、水輪機發電機組；由所述的能量收集單元收集不穩定的動力源的能量、並轉化成可往復直線運動的能量；所述的能量匯聚輸出系統為將往復直線運動的能量轉化為具有特定壓力的液體能量，並驅動水輪機發電機組發電；所述的能量收集單元與能量匯聚輸出系統連接，所述的能量匯聚輸出系統與水輪機發電機組連接；所述的能量收集單元包括海浪能收集單元；所述的海浪能收集單元包括浮體1、鋼繩2、滑輪組，所述的浮體的下方連接鋼繩2的一端，鋼繩通過滑輪組使得鋼繩2的另一端做垂直升降的直線運動；所述的水輪機發電機組包括一台或多台水輪發電機。
本發明第一實施例中，所述的海浪能收集單元包括浮體1、鋼繩2、滑輪組(詳見中國申請號201210337835.7的《浮體鋼繩與齒條飛輪組海浪發電系統》)，由浮體1、鋼繩2和滑輪組將海浪的能量轉化為往復的直線升降運動的能量。所述的浮體1的下方連接鋼繩2的一端，鋼繩2通過滑輪組使得鋼繩的另一端做垂直升降的運動。所述鋼繩2的另一端連接往復式水泵4的活塞杆27的上端。所述的往復式水泵4的活塞杆27工作方向為垂直於水平面方向。
所述的能量匯聚輸出系統包括匯流分配器5、高壓管道、往復式水泵4、低壓容器、低壓回流管道、有序分流管道9；所述的匯流分配器5的壁面上設有一道或一道以上的高壓管道，通過高壓管道與多個往復式水泵4的出水管連接；所述的匯流分配器5的頂端設置有溢流口7，在溢流口7外設置有低壓容器；在匯流分配器的下方設置有多條有序分流管道9，在所述的每道有序分流管道9上都安裝有水輪機發電機28；安裝在每道有序分流管道9上的水輪機發電機28的發電功率可以不同也可以相同；水輪機發電機28的出水口連接到低壓容器的底部；在低壓容器的壁面上連接有與往復式水泵4的進水口連通的低壓回流管道；低壓容器經低壓回流管道與各能量收集單元的進水口連接。
所述的匯流分配器5為帶有水塔的匯流分配器，所述的水塔為雙層結構，內層為高壓水塔，高壓水塔的頂端為溢流口7，外層是作為從高壓水塔溢流的液體的溢流通道；水塔與往復式水泵4之間的高度差形成的壓力就是本發明系統中高壓管道的工作壓力；當高壓水流量多餘時將溢出高壓水塔，並經溢流通道回流至低壓容器。採用該實施例結構方式產生的高壓穩定、其高壓管道的工作壓力不可調整，但水塔可以為系統調整發電總功率提供更多的反應和操作時間。
或者所述的匯流分配器5為帶有增壓泄壓閥和 高壓容器的匯流分配器，此時溢流口7位於增壓泄壓閥的下方的匯流分配器5的頂端，在增壓泄壓閥外設置有與其相配合的定位滑軌及對其起限位作用的限位體。增壓泄壓閥的結構及工作原理類似高壓鍋的主排氣閥，當本發明系統高壓壓力達到一定值時，推動增壓泄壓閥上浮，多餘流量從溢流口溢出、泄壓，使匯流分配器5內維持於一個穩定壓力值，增壓泄壓閥可設計成可在一定範圍內調整重量的結構，在一定程度上可調整本發明系統高壓部分的工作壓力，繼而達到調整往復式水泵4活塞的做功阻力大小，整個系統工作壓力的加大，有助於提高能量的轉化效率，也能更好地適應浪大、風大的變化，但同時也提高了對系統的品質要求，降低了靈敏度，反之工作壓力減小，可提高系統靈敏度，更好地適應風小、浪小的工況。採用該實施例結構方式產生的高壓穩定，其高壓管道的工作壓力可調整。
能量匯聚輸出系統採用水或其它液體作為傳送能量的媒介，迴圈使用。
本發明還包括運行控制系統，所述的運行控制系統設有對各能量收集單元的負載物22的重量、增壓泄壓閥26的重量以及水輪機發電機28運行總功率進行監控和調整的裝置；所述的運行控制系統還設有對匯流分配器的溢流量進行監控的裝置。通過監控匯流分配器的溢流量來決定工作的水輪機發電機28的個數及總功率。
所述的匯流分配器5在本發明中起到匯聚高壓液體的作用，同時又起到中和各高壓液體流的能量波動，將匯流後的高壓液體分配給多個水輪機發電機。水輪機發電機28的數量及功率大小根據電站設計規模需要設定，以能方便組合成不同的總功率，以及可以應對極端高峰的狀況。
低壓容器為一大型半開放式容器，高壓液體經有序分配至各水輪機發電機28做功釋放能量後，匯聚於低壓容器中，低壓容器底部設有篩檢程式，防止雜物進入低壓回流 管道，保證迴圈水的清潔，低壓容器經低壓回流管道與各能量收集單元的進水口連接。
本發明第二實施例中，本發明所述的能量收集單元是風能收集單元，所述的風能收集單元包括風葉11、垂直主軸21、水平轉盤15、牛腿16、拉杆、塔架29，所述的水平轉盤15設置於塔架29的頂瑞，且與垂直主軸21同軸設置；由風葉11動力驅動水平轉盤15轉動，所述的牛腿16的形狀有如倒置的工業廠房內的行車立柱，它包括凸出部分和立杆，其凸出部分位於水平轉盤15的外沿上方，牛腿16的立杆部分安置於垂直設立的牛腿滑軌24中，所述牛腿16的立杆部分的下方連接有垂直拉杆，所述的水平轉盤15與被動傘形齒輪14固定連接成一體並同步轉動；在水平轉盤15的上表面的外沿對稱設置有兩個具有一定寬度的坡道18，沿水平轉盤旋轉方向，坡道18的上表面為由低到高逐漸增高的斜坡面，兩個對稱的坡道18以水平轉盤為中心相互對稱設置，坡道18長度對應於轉盤中心角等於水平轉盤15的圓周角被牛腿16設置的個數等分。如，當一個水平轉盤15對應設置4個牛腿16時，坡道18的長度對應水平轉盤中心角的度數為90。；當一個水平轉盤對應設置6個牛腿16時，坡道18的長度對應水平轉盤中心角的度數60°。
所述的水輪機發電機組包括一台或多台水輪發電機。
所述的風葉11為垂直軸形式時，由風葉11直接驅動水平轉盤轉動，或經減速齒輪驅動。
所述的風葉11為水平軸形式時，它還包括與水平軸同軸設置的主動傘形齒輪13、與主動傘形齒輪13嚙合的被動傘形齒輪14；所述的水平轉盤由被動傘形齒輪14驅動轉動，所述的水平轉盤設置於被動傘形齒輪14的下方、與垂直主軸21同軸設置。
在牛腿16的凸出部分的下表面上設置有滾輪 19，或者在坡道18的上表面上設置有滾輪19，使得牛腿16與水平轉盤的坡道18之間為滾動摩擦。
牛腿16與坡道18的接觸面為斜率相同的斜面；沿水平轉盤週邊周邊均勻設置有六個牛腿16，牛腿16可沿牛腿滑軌24上下滑動。所述牛腿16的立杆部分的下方連接有垂直拉杆，在垂直拉杆的周邊設置有對垂直拉杆起定位作用的定位滾輪20，使得拉杆在做上下升降運動的過程中不發生偏移，並且有利於增強拉杆下落時的剛度；所述的拉杆的下端與能量匯聚輸出系統中的往復式水泵4的活塞杆27連接。牛腿16個數與往復式水泵4個數一一對應。
在活塞杆27上部外套設有復位彈簧31，在活塞杆的下端連接有可增減的負載物22。
所述的主動傘形齒輪13為兩組，驅動同一水平轉盤15轉動，驅動主動齒輪轉動的風葉11也對應設置兩組，前迎風面的風葉11直徑小於後迎風面的風葉11的直徑，兩組風葉11的旋轉方向相反。所述的主動傘形齒輪13也可以設置為一組，相應的風葉及水平軸也設置一組。在塔架29上方的垂直主軸21的上方設置有機頂外殼，兩根帶動主動傘形齒輪13的水平軸通過垂直主軸21對稱設置，並穿透機頂外殼，所述的機頂外殼和垂直主軸21一起承載水平軸，機頂外殼可帶動水平軸和風葉繞垂直主軸21旋轉，改變迎風方向；在機頂外殼下沿的內側設置有凸軌，在塔架29頂端設置有與凸軌相配合的凹軌，使之既能保證機頂外殼能繞垂直主軸21旋轉，又能為水平軸和風葉提供足夠的基座力矩：機頂外殼週邊的內下沿還設有齒條，整周設置，形成圓形齒輪，與塔架29上端設置的控制箱23的齒輪嚙合，該控制箱23由伺服電機、減速箱及制動系統組成，沿塔架頂端圓周內壁設置多個，以塔架中心對稱設置，用於控制機頂外殼轉向，並為機頂外殼提供反向扭矩的支座應力。
當水平轉盤15轉動時，坡道18推動牛腿16向 上運動，拉動牛腿16及其下方的拉杆17以及往復式水泵活塞向上做功並壓縮復位彈簧31、拉高負載物22蓄能；往復式水泵為雙向做功式。例如：當水平轉盤15外沿設置6個牛腿16時，當水平轉盤15轉過60度後，前一組往復式水泵4的重定彈簧31及負載物22向下拉動活塞做功，而水平轉盤15繼續推動下組牛腿16向上，拉動下一組往復式水泵4的活塞向上做功。牛腿16的升降行程應大於或等於坡道的垂直高度。所述的牛腿16的斜面的最低點位於水平轉盤15之上。復位彈簧31壓縮行程等於或大於活塞的最大工作行程。
本發明的風能收集單元可設置兩個以上偶數個牛腿16，每兩個為一組，以水平轉盤15的軸心為中心對稱設置，同時升降，以平衡塔架29受力；偶數個牛腿16在水平轉盤15外沿均勻設置。
該實施例中的能量匯聚輸出系統和水輪機發電機組的結構以及與能量收集單元的連接均與第一實施例相同。
本發明第三實施例中，所述的海浪能收集單元包括浮體1、鋼繩2、滑輪組，由浮體1、鋼繩2和滑輪組將海浪的能量轉化為往復的直線升降運動的能量。所述的浮體1的下方連接鋼繩2的一端，鋼繩2通過滑輪組使得鋼繩的另一端做垂直升降的運動。所述鋼繩2的另一端。所述的往復式水泵4的活塞杆27工作方向為垂直於水平面方向。
所述的能量匯聚輸出系統包括匯流分配器5、高壓管道、往復式水泵4、低壓容器、低壓回流管道、有序分流管道9；所述的匯流分配器5的壁面上設有一道或一道以上的高壓管道，通過高壓管道與多個往復式水泵4的出水管連接；如第八圖所示，所述的匯流分配器5的側壁設置有溢流管32，溢流管32的出水口為溢流口7，溢流口7高於匯流分配器5與溢流管32的連通處，匯流分配器5內上部存儲空氣、下部存儲水；在溢流口7外設置有低壓容器6；在匯流分配器 的下方設置有多條有序分流管道，在所述的每道有序分流管道上都安裝有水輪機發電機(28)；水輪機發電機(28)的出水口連接到低壓容器的底部；在低壓容器的壁面上連接有與往復式水泵的進水口連通的低壓回流管道；低壓容器經低壓回流管道與各能量收集單元的往復式水泵的進水口連接；所述鋼繩(2)的另一端連接往復式水泵的活塞杆(27)的上端；所述的往復式水泵的活塞杆(27)工作方向為垂直於水平面方向；所述的能量匯聚輸出系統採用水或其它液體作為傳送能量的媒介，迴圈使用。
所述的匯流分配器5為帶有增壓泄壓閥和高壓容器的匯流分配器，增壓泄壓閥設置於溢流口處，在增壓泄壓閥外設置有與其相配合的定位滑軌及對其起限位作用的限位體。增壓泄壓閥的結構及工作原理類似高壓鍋的主排氣閥，當本發明系統高壓壓力達到一定值時，推動增壓泄壓閥上浮，多餘流量從溢流口溢出、泄壓，使匯流分配器5內維持於一個穩定壓力值，增壓泄壓閥可設計成可在一定範圍內調整重量的結構，在一定程度上可調整本發明系統高壓部分的工作壓力，繼而達到調整往復式水泵4活塞的做功阻力大小，整個系統工作壓力的加大，有助於提高能量的轉化效率，也能更好地適應浪大、風大的變化，但同時也提高了對系統的品質要求，降低了靈敏度，反之工作壓力減小，可提高系統靈敏度，更好地適應風小、浪小的工況。採用該實施例結構方式產生的高壓穩定，其高壓管道的工作壓力可調整。增壓泄壓閥的結構及工作原理也可以採用與空氣壓縮機的壓力控制閥相類似的方案。
為了在匯流分配器5的高壓容器所存儲的空氣量較少時能及時便捷地進行空氣補充，可在匯流分配器5的高壓容器下部設置壓縮空氣進入管道33以補充空氣或者利用往復式水泵4進行空氣泵入。
本發明第四實施例中，本發明所述的能量收集單 元是海浪能收集單元和風能收集單元。其他同第一實施例和第二實施例。此時可以採用海浪能收集單元和風能收集單元與同一個匯流分配器5連接的結構方式，也可以採用海浪能收集單元和風能收集單元均各與一個匯流分配器5連接的結構方式。
滑輪組實施例：本發明所述的滑輪組主要起導引鋼繩以改變鋼繩2拉力方向的作用。如第九圖所示，所述的定滑輪組包括第一定滑輪3-1、第二定滑輪3-2、第三定滑輪3-3和第四定滑輪3-4，所述的鋼繩2的一端連接浮體1，依序通過第一定滑輪3-1、第二定滑輪3-2、第三定滑輪3-3和第四定滑輪3-4後，其另一端與往復式水泵4的活塞杆27的上端連接，將海浪對浮體的作用力轉化為對鋼繩2的拉力，通過鋼繩2拉動往復式水泵4的活塞杆27做上下直線運動。
第一定滑輪3-1設於浮體1下方，第二定滑輪3-2和第三定滑輪3-3固定安置於塔架29前方且位於浮體1的上側方，第四定滑輪3-4位於塔架29的上端。拉住浮體1的鋼繩2向下延伸繞過第一定滑輪3-1後斜向上延伸，並在第二定滑輪3-2和第三定滑輪3-3導引下使位於第三定滑輪3-3和第四定滑輪3-4的鋼繩區段呈豎直延伸，之後繞過第四定滑輪3-4豎直向下延伸並與往復式水泵4的活塞杆27連接。
第一定滑輪3-1通過用鋼筋砼製作的滑輪錨固架24錨固於海底，第四定滑輪3-4為可控高度定滑輪，第四定滑輪3-4裝於塔架29的滑輪架中，滑輪架上設置的導輪與塔架上部垂直設立的導軌配合，在滑輪架頂端連接有起重輪組以及通過起重輪組控制滑輪架升降的升降捲揚機，通過調節滑輪架的高度以控制第四定滑輪3-4的升降，使本發明系統適應潮水高低變化(參見第二圖)。或者，第一定滑輪3-1固定於與塔架29鉸接連接的轉動支架38上，轉動支架38上設有控制第一定滑輪3-1升降的定滑輪升降控制元件39，通過調節第一定滑輪3-1，使本發明系統適應潮水高低變化(參見第 九圖)。
本發明還應于水平轉盤15外側設置刹車系統，以應對緊急停車或維護保養的需要，也可以用於極端大風時轉速控制。
本發明系統運行原理的理論依據是：不穩定動力源的動力不穩定，其實質是做功功率大小的無規則變化，當高壓部分的工作壓力保持於一個相對穩定的壓力值時，功率大小的變化體現於介質流量的增減變化，及時地監控流量的變化就能相應地調整發電總功率的值，使之與來自於各個能量收集單元的總動力源的實際功率匹配，繼而達到穩定發電的目的。
在本發明系統中，各能量收集單元從低壓匯流管道將液體吸入往復式水泵中，經往復式水泵加壓後送入高壓管道，並匯聚於匯流分配器5中，能量收集單元可以設置多個。
本發明系統主要使用淡水為傳遞能量的媒介，也可以使用其它液體做媒介。
由於本發明系統在工作過程中難免有少許水量洩露及蒸發，故還應另外設置小型海水淡化系統，以補充系統的運行水量及其他所需。
由於匯流分配器5是匯聚多台往復式水泵的水流後再有序分配給多台水輪機發電機，所以能自動適應各往復式水泵輸出水流的壓力差異和壓力波動，同一套系統中，能量收集單元越多，匯流分配器5及高壓管道8的容積越大，則水壓越穩定，波動越小。釋放能量後的水流經低壓容器6匯聚過濾後又經低壓回流管道10回流至各往復式水泵入水口，形成淡水介質的迴圈使用，保證水質潔淨，提高本發明系統運行的可靠性。
所述的高壓管道8為耐高壓主管道和分管道，每一個往復式水泵的輸出口經高壓分管道與高壓主管道連接， 其間設有止回閥及維修閘閥，高壓主管道連接至匯流分配器5。一個匯流分配器5，對應設置多個能量收集單元和往復式水泵，所述的匯流分配器設置于發電廠房裡。所述的匯流分配器是高壓水流匯聚、穩定調節和有序分配的交通樞紐。
如第一圖所示，由於能量收集單元的平面位置通常以發電廠房為中心點，沿海岸線佈置，故高壓主管道至少設置有兩條，將兩個不同方向的多個能量收集單元連接至匯流分配器5，如海浪能收集單元與風能收集單元分別對應各自的匯流分配器，則至少需要四條高壓主管道，高壓主管道上可分段設置維修閘閥。
所述的增壓泄壓閥26在不主動調整的情況下其重量固定，因而固定了其泄壓條件，增壓泄壓閥外測設有滑軌25，增壓泄壓閥26可沿滑軌25自由、平穩的上升、下落。
限位體設置於滑軌25頂端的增壓泄壓閥上升行程的最高處，以防止增壓泄壓閥脫落。
所述的低壓容器6下方設置有多個連接通道與各水輪機發電機28的出水口一一對應連接，中間設有垂直穿過的高壓管道8，下接匯流分配器5，上接增壓泄壓閥26。低壓容器6前部下方設有至少兩個通道連接低壓主管道，連接兩個不同方向的能量收集單元，低壓主管道入口設有過濾網。
所述的低壓回流管道10包括低壓主管道和低壓分管道，低壓主管道的一端與低壓容器6連接，另一端沿能量收集單元延伸，與高壓主管道平行設置，每一個能量收集單元的進水通道經低壓分管道與低壓主管道連接，其間設有必要的維修閘閥。和止回閥門。
本發明系統中，每套發電系統中應設置多台水輪機發電機28，以便於組合成不同總功率的組合。每台水輪機發電機單獨與匯流分配器和低壓容器6連接，水輪機發電機的進水口經閘閥、節流閥與匯流分配器5連接，出水口與低壓容器6連接。
本發明還設置有運行控制系統，所述的運行控制系統設有對各能量收集單元的負載物22的重量、增壓泄壓閥26的重量以及水輪機發電機28運行總功率進行監控和調整的裝置；所述的運行控制系統還設有對匯流分配器的溢流量進行監控的裝置。通過運行控制系統對增壓泄壓閥26的溢流量變化的監控，決定改變水輪機發電機組的總功率，使增壓泄壓閥始終保持在有少量的高壓水流溢出的狀態，則水輪機發電機組的實際發電總功率與來自於各個能量收集單元的總動力源的即時實際功率平衡，則發電穩定，電力品質優良。增加增壓泄壓閥的重量可以提高系統的工作壓力，增大能量匯聚輸出系統的功率容量，加大能量匯聚輸出系統中往復式水泵活塞的阻力，此時應成比例地增加活塞杆27下方的負載物22的重量，有助於適應風大或浪大的變化，但是會降低本發明系統的靈敏度。反之，減少增壓泄壓閥的重量、減輕水泵負載物22的重量，有助於提高本發明系統的靈敏度，更好的適應風小浪小的工況。
綜上所述，本發明所提出之海浪穩定發電系統具有下列之功效：(1)結構簡單；(2)控制簡易；(3)提高使用壽命和可靠性；(4)有效提高單機組功率；(5)集中發電設備，利於管理、維護；(6)提高效益，提高安全性。
至此，本發明之海浪穩定發電系統的較佳實施例，已經由上述說明以及圖式加以說明。在本說明書中所揭露的所有特徵都可能與其他方法結合，本說明書中所揭露的每一個特徵都可能選擇性的以相同、相等或相似目的特徵所取代，因此，除了特別顯著的特徵之外，所有的本說明書所揭露的特徵僅是相等或相似特徵中的一個例子。經過本發明較佳實施例之描述後，熟悉此一技術領域人員應可瞭解到，本發明實為一新穎、進步且具產業實用性之發明，深具發展價值。本發明得由熟悉技藝之人任施匠思而為諸般修飾，然不脫如附申請範圍所欲保護者。

Claims (10)

  1. 一種海浪穩定發電系統，其特徵在於：包括：能量收集單元；能量匯聚輸出系統；以及水輪機發電機組；由所述的能量收集單元收集不穩定的動力源的能量，並轉化成可往復直線運動的能量；所述的能量匯聚輸出系統為將往復直線運動的能量轉化為具有特定壓力的液體能量，並驅動水輪機發電機組發電；所述的能量收集單元與能量匯聚輸出系統連接，所述能量匯聚輸出系統與水輪機發電機組連接，所述的能量收集單元包括海浪能收集單元；所述的海浪能收集單元包括：浮體；鋼繩；以及滑輪組；所述的浮體的下方連接鋼繩的一端，鋼繩通過滑輪組使得鋼繩的另一端做垂直升降的直線運動；所述的水輪機發電機組包括一台或多台水輪發電機。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之海浪穩定發電系統，其特徵在於：所述的能量匯聚輸出系統包括： 匯流分配器；高壓管道；往復式水泵；低壓容器；以及低壓回流管道；所述的匯流分配器的壁面上設有一道或一道以上的高壓管道，通過高壓管道與多個往復式水泵的出水管連接；所述的匯流分配器的頂端設置有溢流口，在溢流口外設置有低壓容器；在匯流分配器的下方設置有多條有序分流管道，在所述的每道有序分流管道上都安裝有水輪機發電機；水輪機發電機的出水口連接到低壓容器的底部；在低壓容器的壁面上連接有與往復式水泵的進水口連通的低壓回流管道；低壓容器經低壓回流管道與各能量收集單元的往復式水泵的進水口連接；所述鋼繩的另一端連接往復式水泵的活塞杆的上端；所述的往復式水泵的活塞杆工作方向為垂直於水平面方向；所述的能量匯聚輸出系統採用水或其它液體作為傳送能量的媒介，循環使用；或者，所述的匯流分配器的側壁設置有溢流管，溢流管的出水口為溢流口，溢流口高於匯流分配器與溢流管的連通處，匯流分配器內上部存儲空氣，下部存儲水；在溢流口外設置有低壓容器； 在匯流分配器的下方設置有多條有序分流管道，在所述的每道有序分流管道上都安裝有水輪機發電機；水輪機發電機的出水口連接到低壓容器的底部；在低壓容器的壁面上連接有與往復式水泵的進水口連通的低壓回流管道；低壓容器經低壓回流管道與各能量收集單元的往復式水泵的進水口連接；所述鋼繩的另一端連接往復式水泵的活塞杆的上端；所述的往復式水泵的活塞杆工作方向為垂直於水平面方向；所述的能量匯聚輸出系統採用水或其它液體作為傳送能量的媒介，循環使用。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之海浪穩定發電系統，其特徵在於：所述的匯流分配器為帶有水塔的匯流分配器，所述的水塔為雙層結構，內層為高壓水塔，高壓水塔的頂端為溢流口，外層是作為從高壓水塔溢流的液體的溢流通道；水塔與往復式水泵之間的高度差形成的壓力就是本海浪穩定發電系統高壓管道的工作壓力；當高壓水流量多餘時將溢出高壓水塔，並經溢流通道回流至低壓容器。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之海浪穩定發電系統，其特徵在於： 所述的匯流分配器為帶有增壓泄壓閥和高壓容器的匯流分配器，在增壓泄壓閥外設置有與其相配合的定位滑軌及對其起限位作用的限位體。
  5. 如申請專利範圍第2項所述之海浪穩定發電系統，其特徵在於：所述的能量收集單元還包括風能收集單元，所述的風能收集單元包括風葉、垂直主軸、水平轉盤、牛腿、拉杆、塔架，所述的水平轉盤設置於塔架的頂端，且與垂直主軸同軸設置；由風葉動力驅動水平轉盤轉動，所述的牛腿的形狀有如倒置的工業廠房內行車立柱，它包括凸出部分和立杆，其凸出部分位於水平轉盤的外沿上方，牛腿的立杆部分安置於垂直設立的牛腿滑軌中，所述牛腿的立杆部分的下方連接有垂直拉杆，所述的水平轉盤與被動傘形齒輪固定連接成一體並同步轉動；在水平轉盤的上表面的外沿設置有兩個的具有一定寬度的坡道，沿水平轉盤旋轉方向，所述的坡道的上表面為由低到高逐漸增高的斜坡面，兩個坡道以水平轉盤為中心相互對稱設置，坡道長度對應於轉盤中心角等於水平轉盤(15)的圓周角被牛腿設置的個數等分。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之海浪穩定發電系統，其特徵在於：所述的風葉為垂直軸形式，由風葉直接驅動或經減速齒輪驅動水平轉盤轉動。
  7. 如申請專利範圍第5項所述之海浪穩定發電系統，其特徵在於：所述的風葉為水平軸形式，它還包括與水平軸同軸設置的主動傘形齒輪、與主動傘形齒輪嚙合的被動傘形齒輪；所述的水平轉盤由被動傘形齒輪驅動轉動，所述的水平轉盤設置於被動傘形齒輪的下方與垂直主軸同軸設置。
  8. 如申請專利範圍第5項所述之海浪穩定發電系統，其特徵在於：在牛腿的凸出部分的下表面上設置有滾輪，或者在坡道的上表面上設置有滾輪；牛腿凸出部分的下表面與坡道的接觸面為斜率相同的斜面；在垂直拉杆的周邊設置有對垂直拉杆起定位作用的定位滾輪，所述的拉杆的下端與能量匯聚輸出系統中的往復式水泵的活塞杆連接；在活塞杆上端部外套設有復位彈簧，在活塞杆的下端連接有可增減的負載物。
  9. 如申請專利範圍第7項所述之海浪穩定發電系統，其特徵在於：所述的主動傘形齒輪為兩組，驅動同一水平轉盤轉動，驅動主動齒輪轉動的風葉也對應設置兩組，前迎風面的風葉直徑小於後迎風面風葉的直徑；兩組風葉的旋轉方向相反，在塔架上端的垂直主軸的上方設置有機頂外殼，兩根帶動主動傘形齒輪的水平軸通過 垂直主軸對稱設置，並穿透機頂外殼，所述的機頂外殼和垂直主軸一起承載水平軸，機頂外殼帶動水平軸風葉繞垂直主軸旋轉，改變風葉迎風方向；在機頂外殼下沿的內側設置有凸軌，在塔架頂端設置有與凸軌相配合的凹軌；機頂外殼週邊的內下沿還設有齒條，整周設置，形成內圓形齒輪，與塔架上端設置的控制箱的齒輪嚙合，該控制箱由伺服電機、減速箱及制動系統組成，沿塔架頂端圓周內壁設置多個，以塔架中心對稱設置，用於控制機頂外殼轉向。
  10. 如申請專利範圍第1-9項所述之海浪穩定發電系統，其特徵在於：更進一步包括運行控制系統，所述的運行控制系統設有對各能量收集單元的負載物的重量、增壓泄壓閥的重量以及水輪機發電機運行總功率進行監控和調整的裝置；所述的運行控制系統還設有對匯流分配器的溢流量進行監控的裝置。
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