WO2012171344A1 - 对称旋转式海浪能发电系统 - Google Patents

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    • F03B13/00—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates
    • F03B13/12—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy
    • F03B13/14—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy
    • F03B13/22—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy using the flow of water resulting from wave movements to drive a motor or turbine
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
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    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/30—Energy from the sea, e.g. using wave energy or salinity gradient

Definitions

  • the main sources of electricity are hydropower, thermal power, nuclear power, thermal power, oil power, wind power, solar power, biomass power generation, ocean power generation, hydrogen power generation, etc.
  • the three are dominant, and the latter forms of power generation account for only a small part of the total power generation.
  • the safety of nuclear power generation has caused widespread doubts after the nuclear leakage accident at the Chernobyl nuclear power plant and the nuclear explosion at the Fukushima Daiichi nuclear power plant.
  • With the increasing use of electricity in society it is necessary to develop and use other forms of energy to generate electricity.
  • due to the huge energy stored in the ocean the full use of ocean energy (wave energy, tidal energy, etc.) is becoming more and more important. People pay attention.
  • the circular baffles outside the impeller are respectively installed in two obliquely symmetric 1/4 quadrants of the impeller, and the seawater blocking the forward direction and the backward direction respectively impinges on the impeller in the two quadrants, and the arc baffle is front and rear.
  • the ends are respectively connected with a long straight baffle, each of which is located in one quadrant of the impeller and extends outward at an appropriate angle, and the straight baffle guides the seawater in the forward direction into the non-circular baffle.
  • the seawater in the backward direction is introduced into the other 1/4 quadrant of the impeller which is obliquely symmetrical with the 1/4 quadrant of the impeller entering the forward direction seawater, and is forward and backward.
  • the seawater in the direction alternately impacts the impeller, so that the impeller and the shaft on the impeller rotate continuously in the same direction.
  • the large gear on the impeller shaft drives the driven gear to accelerate the rotation, and then the generator connected to the driven gear drives the generator to generate electricity.
  • the electricity generated by the generator can be input to the grid after adjusting the voltage and frequency through the full power inverter.
  • the utility model has the beneficial effects that the baffle and the impeller can be used to capture the wave energy in an ingenious and effective manner, so that the impeller continuously rotates, thereby driving the generator to generate electricity.
  • Figure 1 is a schematic diagram of the present invention.
  • FIG. 2 is a composition diagram of an embodiment of a symmetric rotary ocean wave power generation system.
  • the plate (2), the straight baffle (1) are respectively installed in the four quadrants of the impeller, one end is connected with the arc baffle (2), and the other end is extended outward at a 45 degree angle in each quadrant, the straight baffle
  • the length of (1) is 1.5 times the radius of the impeller (3) to ensure that enough seawater is introduced and impinged on the impeller (3) to cause the impeller (3) to pivot.
  • a large gear (6) is mounted, and at the same time, there is a driven gear (7) meshed with it in the horizontal direction.
  • a full-power inverter (10) is installed at the output of the generator (9).
  • the power from the generator (9) passes through the full-power inverter (10) and has the same voltage and frequency as the grid (11). , thereby achieving grid-connected power generation of the system.

Abstract

一种对称旋转式海浪能发电系统，由安装在海水中的直挡板（1）和圆弧挡板（2）及叶轮（3）、安装在叶轮轴（4）上端的大齿轮（6）、从动齿轮（7）、离合器（8）、发电机（9）以及全功率变频器（10）组成。叶轮（3）外的圆弧挡板（2）安装在叶轮（3）的两个斜对称的1/4象限中，直挡板（1）将前进方向的海水导入没有被圆弧挡板（2）挡住的叶轮（3）的1/4象限内，将后退方向的海水导入与前进方向海水进入的叶轮（3）的1/4象限斜对称的没有被圆弧挡板（2）挡住的叶轮的另一个1/4象限内。该系统可以保证前进和后退方向的海水交替冲击叶轮（3），使叶轮（3）保持同向连续旋转。

Description

对称旋转式海浪能发电系统
说明书 技术领域
[001]本实用新型涉及一种利用对称的挡板将海水导入叶轮捕捉海浪能并使叶轮 旋转， 从而带动发电机发电的系统。
背景技术
[002]目前电力的主要来源为水力发电、 火力发电、 核能发电、 热能发电、 石油 发电、 风力发电、 太阳能发电、 生物质能源发电、 海洋能发电、 氢能发电等多种 形式， 但主要以前三者为主， 后几种形式的发电量仅占总发电量很小的一部分。 由于水力资源有限，火力发电存在环境污染问题， 核能发电的安全性在经历切尔 诺贝利核电站核泄露事故和日本大地震导致福岛第一核电站核泄露事件后引起 了人们的普遍质疑。随着社会用电量的日益增加， 开发利用其它形式的能源来发 电显得十分必要，其中，海洋由于其蕴藏的能量巨大，充分利用海洋能（海浪能、 潮汐能等） 发电越来越倍受人们关注。
[003]目前已有各种形式的海浪能发电系统， 但大多处于实验阶段， 主要的原因 是海浪不象河水一样单向流动， 叶轮在往复运动的海水中无法保持固定的转向， 因此很难利用叶轮捕捉海水的能量来发电。有较多的系统依靠浮筒来收集海浪能 发电， 这些装置不能可靠有效且经济地运行， 因此影响了它们的推广应用。 发明内容
[004]为了有效地捕捉海浪能， 将其转化为电能， 本实用新型提供一种简单、 可 靠、 耐用、 经济的海浪能发电系统， 系统由安装在海水中的挡板（直挡板和圆弧 挡板）及叶轮、 安装在叶轮轴上端海平面以上的大齿轮、 从动齿轮、 离合器、 发 电机以及全功率变频器组成， 该系统可充分利用海浪前进和后退时的能量， 并将 其有效转化为电能。
[005]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是： 将一个有多个叶片的可 以绕轴旋转的叶轮垂直安装在海水中，使叶片位于海平面以下， 在叶轮外围斜对 称的两个 1/4象限 （如第 1象限和第 3象限， 或第 2象限和第 4象限） 分别安装一块 圆孤挡板， 并用直挡板与圆孤挡板连接， 将直挡板以适当的角度向外延伸。 上述 叶轮外的圆弧挡板分别安装在叶轮的两个斜对称的 1/4象限中， 分别挡住前进方 向和后退方向的海水在这两个象限中冲击到叶轮上，圆弧挡板前后两端分别与一 块较长的直挡板连接，每一块直挡板分别位于叶轮的一个象限内并以适当的角度 向外伸展， 直挡板将前进方向的海水导入没有被圆弧挡板挡住的叶轮的 1/4象限 内， 将后退方向的海水导入与前进方向海水进入的叶轮的 1/4象限斜对称的没有 被圆弧挡板挡住的叶轮的另一个 1/4象限内， 前进和后退方向的海水交替冲击叶 轮，使叶轮及其上的轴保持同向连续旋转， 叶轮轴上的大齿轮带动从动齿轮加速 转动， 再通过与从动齿轮相连的离合器带动发电机发电。发电机发出的电经过全 功率变频器调整电压和频率后可输入到电网中。
[006]本实用新型的有益效果是， 可以利用挡板和叶轮巧妙有效地捕捉海浪能， 使叶轮连续转动， 从而带动发电机发电。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图 1是本实用新型的原理图。
图 2是对称旋转式海浪能发电系统实施例的组成图。
图 1中， 1.直挡板， 2.圆弧挡板， 3.叶轮， VI.海浪前进的速度， V2.海浪 后退的速度
图 2中， 1.直挡板， 2.圆弧挡板， 3.叶轮， 4.叶轮轴， 5.支架， 6.大齿轮， 7.从动齿轮， 8.离合器， 9.发电机， 10.全功率变频器， 11.电网
具体实施方式
在图 1中， VI为海浪前进时的方向和速度， V2为海浪后退时的方向和速度， 无论海水是前进还是后退， 由于直挡板（1 )和圆弧挡板（2)的导向和阻挡作用， 叶轮 （3) 始终按顺时针方向旋转， 从而有效地实现了海浪能的连续捕捉。 在图 2所示的实例中， 叶轮轴 （4) 垂直安装在支架 （5) 上， 使叶轮 （3) 浸 没在海水中， 同时叶轮（3) 外围安装直挡板（1 )和圆弧挡板（2)， 直挡板（1 ) 分别安装在叶轮的四个象限中， 一端与圆弧挡板 （2) 相接， 另一端在各自象限 中以 45度角向外延伸， 直挡板 （1 ) 的长度为叶轮 （3) 半径的 1. 5倍， 以保证有 足够多的海水被导入并冲击到叶轮（3)上， 使叶轮（3)发生绕轴转动。 在叶轮 轴 （4) 的上端， 安装有大齿轮 （6 )， 同时在水平方向有一个与之啮合的从动齿 轮 （7)， 当大齿轮 （6) 被叶轮轴 （4) 带动转动时， 从动齿轮 （7) 也按传动比 高速转动， 并通过与之相连的离合器（8)带动发电机（9)的转子一起转动发电， 从而将海浪能转化为电能。
由于海浪前进和后退的速度并不恒定， 因此叶轮（3)旋转的速度也不恒定， 由该系统所发出的电压和频率也会随之而不断变化。 为此， 在发电机 （9) 的输 出端安装全功率变频器（10)， 发电机（9)发出的电经过全功率变频器（10)后， 具有与电网 （11 ) 一致的电压和频率， 从而实现系统的并网发电。

Claims

对称旋转式海浪能发电系统 权利要求
1. 一种对称旋转式海浪能发电系统， 由安装在海水中的直挡板（1 )和圆弧 挡板 （2) 及叶轮 （3)、 安装在叶轮轴 （4) 上端的大齿轮 （6)、 从动齿轮 （7)、 离合器（8)、 发电机（9) 以及全功率变频器（10)组成， 其特征是： 由叶轮（3) 外的直挡板 （1 ) 将前进方向的海水导入没有被圆弧挡板 （2) 挡住的叶轮 （3) 的 1/4象限内， 将后退方向的海水导入与前进方向海水进入的叶轮 （3) 的 1/4象 限斜对称的没有被圆弧挡板（3)挡住的叶轮的另一个 1/4象限内， 前进和后退方 向的海水交替冲击叶轮 （3)， 使叶轮 （3)及叶轮轴 （4)发生转动， 叶轮轴 （4) 上的大齿轮 （6) 带动从动齿轮 （7) 加速转动， 再通过与从动齿轮 （7) 相连的 离合器 （8) 带动发电机 （9) 发电。
2. 根据权利要求 1所述的对称旋转式海浪能发电系统， 其特征是： 叶轮（3) 外的圆弧挡板 （2) 分别安装在叶轮 （3) 的两个斜对称的 1/4象限中， 分别挡住 前进方向和后退方向的海水在这两个象限中冲击到叶轮 （3) 上。
3. 根据权利要求 1所述的对称旋转式海浪能发电系统， 其特征是： 叶轮（3) 外的圆弧挡板 （2) 前后两端分别与一块直挡板 （1 ) 连接， 每一块直挡板 （1 ) 分别位于叶轮（3) 的一个象限内并向外伸展， 直挡板（1 )将前进方向的海水导 入没有被圆弧挡板 （2) 挡住的叶轮 （3) 的 1/4象限内， 将后退方向的海水导入 与前进方向海水进入的叶轮 （3) 的 1/4象限斜对称的没有被圆弧挡板 （3) 挡住 的叶轮的另一个 1/4象限内， 前进和后退方向的海水交替冲击叶轮 （3)， 使叶轮
( 3) 保持同向连续旋转。
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