CN102305166A - 半潜式双集波力发电装置 - Google Patents
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Abstract
一种半潜式双集波力发电装置，其特征是包括楔形艇首（1）、水锤压力舱（3）、双侧浮筒（4）、第一单向阀（5）、第二单向阀（6）、泄水管（7）、水轮发电机（8）、艇尾电控舱（9）、溢流板（10）、锚索滑轮（11）、锚索拉力弹簧（12）、溢流板弹簧（13）、集流口U形罩（14）、U形罩拉簧（15）、尾水管（16）、集流口压紧弹簧（17）和半潜式主船体（18）。本发明的半潜式双集波力发电装置结构合理，能适应河、海波浪起伏不定及天气变化，常年在水中等恶劣工作环境，本发明设计预期发电量为50—70kW，按年发电6千小时一年发电量30—40万度，容易收回成本，具有商业开发前景。
Description
技术领域
本发明半潜式双集波力发电装置涉及一种借用波浪能进行发电的波力发电装置。
背景技术
自今年3月东日本大地震以来，德国、意大利相继作出了弃核的决定，积极开发可再生能源作为更为紧迫的科研课题再一次提到人们面前，而作为可再生能源，极具前景的波浪能是很重要的开发目标，基本上每年可利用6千小时左右，每米海浪功率在几个——几十个千瓦，几个世纪以来，我们人类已经意识到海洋波浪蕴藏着巨大的能量，1799年法国的吉拉德获得波浪能首项专利，1910年法国的波契克斯、普莱西克建造了一套气动式波浪能发电装置供应他自己住宅1KW的电力。1965年，日本的宫田善雄发明了导航浮标用气轮机波浪能发电装置，获得专利，成为首次商品化的波浪能发电装置。
目前，波力发电主要处于部分实用阶段（关键问题是经济可行性），波浪能流在装置中压缩空气，压缩空气通过空气透平推动发电机发电，如日本的海明号发电船。由于通过波浪能流压缩空气，再推动空气透平推动发电机发电，该装置造价高，体积大，效率低，德国上世纪末曾推出压电陶瓷波力发电装置，该设计为一大型薄膜状装置，覆盖在海面上，依靠波浪波动对压电陶瓷作用发出电力，该装置不能长期适应恶劣工作环境，因为多数连接导线，每天经历无数次折、伸、水漫、容易损坏。
针对近数十年来，全球关于波浪能发电装置的专利数以万计，经济应用前景比较诱人，但其破坏力又极大，申请人自上世纪八十年代初开始关心这一课题，1986年申请了“漂浮软水坝组合式波浪能发电装置”，因故与审查员意见相左，未获通过，1999年申请人又申请了“漂浮三体波力发电船”的发明专利，已开始引起了有关方面的关注，但基于工作忙，而且该专利还有待完善，波浪能发电装置工作条件极为苛刻（有时能推动几十吨的巨石，甚至在瞬间折断钢材，断面因受力巨大产生焊点），所以申请人又一次暂时放下，直至2009年底退休后，申请人才有机会重新开始这一课题的推敲，经过一年多的方案推翻、改进，其间时常受到干扰，直至认为经济可行性已接近商业开发要求，才推出这种半潜式双集波力发电装置。
发明内容
本发明的目的是针对目前波力发电装置存在的不足之处，提出一种半潜式双集波力发电装置，该半潜式双集波力发电装置采用半潜式船体，双侧软水坝，水锤压力舱，水轮发电机，借用软水坝集中波浪水流进入水锤压力舱，形成压力水头推动水轮发电机发电，结构合理，单位功率造价低，且能适应恶劣工作环境，有效借用波力进行发电。
本发明的半潜式双集波力发电装置可以通过以下技术方案实现：
一种半潜式双集波力发电装置，包括楔形艇艏、前置灯、水锤压力舱、双侧浮筒、第一单向阀、第二单向阀、泄流管、水轮发电机、艇尾电控舱、溢流板、锚索滑轮、锚索拉力弹簧、溢流板弹簧、集流口U形罩、U形罩拉簧、尾水管、集流口压紧弹簧、半潜式主船体、双V形软水坝、喇叭形集流口和双侧龙骨。
一种半潜式双集波力发电装置，包括楔形艇首、水锤压力舱、双侧浮筒、第一单向阀、第二单向阀、泄水管、水轮发电机、艇尾电控舱、溢流板、锚索滑轮、锚索拉力弹簧、溢流板弹簧、集流口U形罩、U形罩拉簧、尾水管、集流口压紧弹簧和半潜式主船体，所述锚索滑轮与双侧浮筒分别连接在所述半潜式主船体的两侧，括楔形艇首、位于水锤压力舱前端，水锤压力舱位于半潜式主船体中部，水锤压力舱后端设有通过第二单向阀连通泄水管，泄水管连接水轮发电机，水轮发电机上方为艇尾电控舱，水轮发电机下方为尾水管，锚索滑轮一端连接锚索拉力弹簧，锚索滑轮上方设有溢流板，溢流板一端连接溢流板弹簧，水锤压力舱两侧分别连接有第一单向阀，第一单向阀与集流口U形罩连通，集流口U形罩下方设有U形罩拉簧。
所述半潜式主船体两侧分别设有V形软水坝，波浪水流经两侧的V形软水坝进入喇叭形集流口，喇叭形集流口上设有集流口压紧弹簧，使得波浪能够顶开第一单向阀，进入水锤压力舱。
所述半潜式主船体上设有前置灯。
所述半潜式主船体后部设为倒置的V形船艏形状，使得在波浪压力下，半潜式主船体尾部上抬，半潜式主船体的V形船艏形状下压，减少波浪冲击。
所述半潜式主船体上设有双侧的龙骨。
所述半潜式主船体两侧分别设有V形软水坝及喇叭形集流口。
所述半潜式主船体上设有溢流板。
所述半潜式主船体底部为钢板，上部的V形软水坝后部为敞开式。
本发明的有益效果是：
波浪能根据测算，每米海岸蕴藏了几个—几十个千瓦的能量，全年可利用时间为6千小时左右（一年365天，可利用时间为250天左右，远远优于风能有效时间）既不污染环境，又是可再生能源，本发明的半潜式双集波力发电装置结构合理，能适应河、海波浪起伏不定及天气变化，常年在水中等恶劣工作环境，本发明设计预期发电量为50—70KW，按年发电6千小时一年发电量30—40万度，容易收回成本，具有商业开发前景。
附图说明
图1是本发明的主视图。
图2是本发明的俯视图。
图3是本发明的侧视图。
图中：1为楔形艇艏、2为前置灯、3为水锤压力舱、4为双侧浮筒、5为第一单向阀、6为第二单向阀、7为泄流管、8为水轮发电机、9为艇尾电控舱、10为溢流板、11为锚索滑轮、12为锚索拉力弹簧、13为溢流板弹簧、14为集流口U形罩、15为U形罩拉簧、16为尾水管、17为集流口压紧弹簧、18为半潜式主船体、19为双V形软水坝、20为喇叭形集流口、21为双侧龙骨、22为双侧龙骨。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述：
如图1、图2、图3，一种半潜式双集波力发电装置，包括楔形艇首1、水锤压力舱3、双侧浮筒4、第一单向阀5、第二单向阀6、泄水管7、水轮发电机8、艇尾电控舱9、溢流板10、锚索滑轮11、锚索拉力弹簧12、溢流板弹簧13、集流口U形罩14、U形罩拉簧15、尾水管16、集流口压紧弹簧17和半潜式主船体18，所述锚索滑轮11与双侧浮筒4分别连接在所述半潜式主船体18的两侧，括楔形艇首1、位于水锤压力舱3前端，水锤压力舱3位于半潜式主船体18中部，水锤压力舱3后端设有通过第二单向阀6连通泄水管7，泄水管7连接水轮发电机8，水轮发电机8上方为艇尾电控舱9，水轮发电机8下方为尾水管16，锚索滑轮11一端连接锚索拉力弹簧12，锚索滑轮11上方设有溢流板10，溢流板10一端连接溢流板弹簧13，水锤压力舱3两侧分别连接有第一单向阀5，第一单向阀5与集流口U形罩14连通，集流口U形罩14下方设有U形罩拉簧15。
水锤压力舱3连接两侧的第一单向阀5，两侧第二单向阀6是为保持第一单向阀5进水压力而及时关上，形成压力水流进入水锤压力舱3通过泄流管7进入水轮发电机8发出电力。
半潜式主船体18两侧分别设有V形软水坝19，波浪水流经两侧的V形软水坝19进入喇叭形集流口20，喇叭形集流口20上设有集流口压紧弹簧17，使得波浪能够顶开第一单向阀5，进入水锤压力舱3。
半潜式主船体18上设有前置灯2。
半潜式主船体18后部设为倒置的V形船艏形状，使得在波浪压力下，半潜式主船体18尾部上抬，半潜式主船体18的V形船艏形状下压，减少波浪冲击。
半潜式主船体18上设有双侧的龙骨21。以至于装置低潮时落于浅滩不至于倾斜。
半潜式主船体18两侧分别设有V形软水坝19及喇叭形集流口20。
半潜式主船体18上设有溢流板10。
半潜式主船体4底部为钢板，上部的V形软水坝19后部为敞开式。以便于浪高时泄流。
所述半潜式主船体18上设有水锤压力舱3和双侧浮筒4，波浪水流经半潜式主船体两侧的V形软水坝19顶开双侧的溢流板弹簧13，进入双侧的喇叭形集流口20，关闭双侧的第二单向阀6，顶开双侧的第一单向阀5，进入水锤压力舱3形成较高压力水流，经水锤压力舱3泄流管7进入水轮发电机8发出电力，该电力除少量供应前置灯作为信号灯外，大部分经由海底电缆输入岸基电路。
遇有较大波浪水流时，顶开溢流板弹簧13较高，溢流板10开始溢流，随后进入双侧的V形软水坝19，集流口压紧弹簧17可以泄掉过高水压，随后进入喇叭形集流口20，过高水压可以顶起U形罩拉簧15，顶起集流口U形罩，最后集由第一单向阀5进入水锤压力舱 3，压力水流进入水锤压力舱后，压缩舱内部的空气，储存能量，并借助压缩空气的作用形成较高压力水流从泄流管7进入水轮发电机8发出电力。
上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方案进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计构思前提下，本领域中普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变型和改进，均应落入本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容已经全部记载在权利要求书中。
Claims (8)
1.一种半潜式双集波力发电装置，其特征是包括楔形艇首（1）、水锤压力舱（3）、双侧浮筒（4）、第一单向阀（5）、第二单向阀（6）、泄水管（7）、水轮发电机（8）、艇尾电控舱（9）、溢流板（10）、锚索滑轮（11）、锚索拉力弹簧（12）、溢流板弹簧（13）、集流口U形罩（14）、U形罩拉簧（15）、尾水管（16）、集流口压紧弹簧（17）和半潜式主船体（18），所述锚索滑轮（11）与双侧浮筒（4）分别连接在所述半潜式主船体（18）的两侧，括楔形艇首（1）、位于水锤压力舱（3）前端，水锤压力舱（3）位于半潜式主船体（18）中部，水锤压力舱（3）后端设有通过第二单向阀（6）连通泄水管（7），泄水管（7）连接水轮发电机（8），水轮发电机（8）上方为艇尾电控舱（9），水轮发电机（8）下方为尾水管（16），锚索滑轮（11）一端连接锚索拉力弹簧（12），锚索滑轮（11）上方设有溢流板（10），溢流板（10）一端连接溢流板弹簧（13），水锤压力舱（3）两侧分别连接有第一单向阀（5），第一单向阀（5）与集流口U形罩（14）连通，集流口U形罩（14）下方设有U形罩拉簧（15）。
2.根据权利要求1所述的半潜式双集波力发电装置，其特征在于所述半潜式主船体（18）两侧分别设有V形软水坝（19），波浪水流经两侧的V形软水坝（19）进入喇叭形集流口（20），喇叭形集流口（20）上设有集流口压紧弹簧（17），使得波浪能够顶开第一单向阀（5），进入水锤压力舱（3）。
3.根据权利要求1所述的半潜式双集波力发电装置，其特征在于所述半潜式主船体（18）上设有前置灯（2）。
4.根据权利要求1所述的半潜式双集波力发电装置，其特征在于所述半潜式主船体（18）后部设为倒置的V形船艏形状，使得在波浪压力下，半潜式主船体（18）尾部上抬，半潜式主船体（18）的V形船艏形状下压，减少波浪冲击。
5.根据权利要求1所述的半潜式双集波力发电装置，其特征在于所述半潜式主船体（18）上设有双侧的龙骨（21）。
6.根据权利要求1所述的半潜式双集波力发电装置，其特征在于所述半潜式主船体（18）两侧分别设有V形软水坝（19）及喇叭形集流口（20）。
7.根据权利要求1所述的半潜式双集波力发电装置，其特征在于所述半潜式主船体（18）上设有溢流板（10）。
8.根据权利要求1所述的半潜式双集波力发电装置，其特征在于所述半潜式主船体（4）底部为钢板，上部的V形软水坝（19）后部为敞开式。
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