CN201810470U - 一种利用波浪能和潮流能发电的组合装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种利用波浪能和潮流能发电的组合装置，包括浮体、获能装置一、获能装置二以及发电装置等。该获能装置一由叶轮、支架、增速传动装置、软轴等组成。该获能装置二由储气罐、气缸、活塞、连接杆、汽轮机等组成。其特征一是通过锚链将浮体固定于海平面下，叶轮由支架固定，并通过软轴传递扭矩给增速传动装置，进而带动发电机进行发电。其特征二是储气罐漂浮于海平面上，当其随波浪上下运动时，连接杆会推动活塞压缩气体给储气罐，且罐内气体压力达到一定值时，压力阀门会自动开启推动汽轮机旋转，进而带动发电机产生电能。本实用新型提供的发电设备能同时采用两种方式进行获能，可以双倍高效利用海洋波浪能和潮流能，经济效益良好。

Description

一种利用波浪能和潮流能发电的组合装置 

技术领域

本发明涉及一种发电装置，特别涉及一种同时利用海洋波浪能与潮流能高效发电的组合装置。 

背景技术

随着国民经济的迅速发展，各个行业对能源的需求不断增加，而煤碳、石油等石化能源作为不可再生能源，其储量有限，且燃烧过程中会产生大量的CO2、SO2等气体，使人类的生存环境不断恶化。因此，找到有效的替代能源，即开发新能源，是从根本上解决能源压力的有效途径。水利资源作为一种环保、可再生能源，越来越引起人们的重视。利用海洋能发电就是一种解决能源短缺，绿色环保的水利资源应用新形式。 

目前，利用新能源发电的主要形式是水力发电、太阳能蓄电、风力发电以及核能发电。风力发电和水力发电虽然比较环保，但受江河湖泊及风力有限条件的限制，不能够彻底解决电能危机的问题；同时核能发电存在着潜在的环境污染问题，这些发电方式都很难满足人们日益增长的对电能的综合需要的要求。利用海洋波浪能和潮流能发电就可以较好的解决上述中的问题。是一种利用取之不尽的、环保、可再生能源进行发电的新方式。 

传统的海洋能发电装置一般是单一的将波浪能造成的浮体的摇摆和上下运动，通过各种机械装置，转变为压力液体或者压缩空气，经过透平机或涡轮机带动发电机发电；或者是单一的通过潮流能带动叶轮旋转，进而带动发电机发电。这种单一利用透平机或涡轮机带动发电机发电的装置往往会因空气透平而周期性出现负效应以及失速现象，单一利用叶轮带动发电机发电的装置也往往会因些许因素出现负获能区，这些都会导致系统能量转换效率较低，发电量稳定性较差。 

发明内容

本实用新型为了解决现有技术中存在的不足，提供一种发电装置漂浮于海平面上，利用海洋波浪能发电，另一种发电装置放置于浮体内部，利用海洋潮流能发电，可以充分、高效并同时利用海洋能进行发电的组合装置。 

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案如下： 

一种利用波浪能和潮流能发电的组合装置，其特征在于设有两个获能装置，获能装置一是利用海洋潮流能发电，获能装置二是利用海洋波浪能发电。 

一种利用波浪能和潮流能发电的组合装置，其特征是设有利用潮流能发电的获能装置一，所述的获能装置一中设有浮体、叶轮、U型架、T型架、增速传动装置、发电机、锚链，所述的浮体整体放置于海平面下，浮体下端固定有U型架和T型架，所述的U型架上端焊接于 浮体的下表面，下端设有两条锚链，所述的T型架焊接于U型架内部，中间通过防水轴承固定有叶轮，所述的叶轮设有多组叶片，受水流冲击后可以带动其中心轴一起转动，叶轮的中心轴一端通过防水轴承固定于T型架中间，一端通过软轴传递扭矩给增速传动装置，所述的增速传动装置与发电机的电机转子外端相连，并带动发电机进行发电，所述的增速传动装置和发电机固定于浮体内部，其固定位置要保证浮体不能倾斜。 

一种利用波浪能和潮流能发电的组合装置，其特征是设有利用波浪能发电的获能装置二，所述的获能装置二中设有储气罐、气缸、导杆、限位体、气轮机、发电机，所述的储气罐可以漂浮于海平面上，中间两侧各设有一个导杆套，所述的导杆一端固定在浮体上，另一端焊接有限位体，中间通过导杆套穿过储气罐内部，以保证储气罐能够平稳随波浪上下垂直运动，所述的气缸设置于储气罐内部，其上设有一个与外界大气相通的进气单向阀，一个连接储气罐的排气单向阀，气缸内部设有限位块、活塞和连接杆，所述的连接杆一端推动活塞可以压缩气体给储气罐，另一端与浮体上端连接，所述的限位块可以限制活塞上行的高度，保证气体顺利压缩进入储气罐，所述的汽轮机一端通过排气管与储气罐相连，一端与发电机的电机转子外端相连，当储气罐内气体压力足够大时，气体会进入汽轮机并带动其旋转，从而带动发电机转动进行发电。所述的汽轮机和发电机固定于储气罐上方，其固定位置要保证储气罐不能倾斜。 

一种利用波浪能和潮流能发电的组合装置，其特征在于设有浮体和储气罐，所述的浮体的体积要大于储气罐的储气体积二倍多，在垂直海平面方向尺寸远大于储气罐，以保证在波浪向下运动时储气罐下压后浮体仍能整体悬浮于海平面下固定高度的位置。所述的储气罐在水平方向的尺寸要大于浮体尺寸至少一倍，以保证储气罐能够漂浮于海平面上，并且在波浪冲击时能自如上下垂直运动。 

本实用新型所述的组合装置中利用海洋潮流能发电的获能装置一，其创新之处在于浮体通过锚链一直悬浮于海平面下一定深度处，浮体的体积大于储气罐储气体积的二倍多，以保证储气罐随波浪下压时浮体不会下沉，发电机和增速传动装置固定于浮体内部，其安装位置必须保证浮体不会倾斜，浮体上端焊接有导杆，下端焊接有U型架。叶轮固定于T型架中间并通过软轴传递扭矩给增速传动装置。 

本实用新型所述的组合装置中利用海洋波浪能发电的获能装置二，其创新之处在于气缸放置于储气罐内部，储气罐水平尺寸大于浮体一倍多，可以漂浮于海平面上，储气罐下端连接有导杆，可以保证储气罐随波浪垂直上下运动，气缸内连接杆推动活塞打气给储气罐，压力达到一定值时气体会进入汽轮机并带动发电机发电，汽轮机和发电机放置于储气罐上方，安装位置必须保证储气罐不会倾斜。 

与现有技术相比，本实用新型具有发电稳定性较好、发电量较大、能量转换效率较高等优点，其一是利用海洋潮流能发电：叶轮在水流冲击下旋转带动发电机发电，为了不使叶轮的中心轴在转动时产生过大的晃动，中心轴通过固定在T型架中间的防水轴承固定，而且要使叶轮的安装尽可能贴近T型架。为了把叶轮旋转产生的扭矩传递给增速传动装置，设置了一端与中心轴相连，一端与增速传动装置相连的软轴。其二是利用海洋波浪能发电：储气罐在波浪冲击下上下运动，气缸内连接杆推动活塞打气给储气罐，当压力足够大时压力阀门开启，气体进入汽轮机推动汽轮机转子旋转进而带动发电机发电。为了保证储气罐能随波浪上下垂直运动，设置了导杆一端与储气罐相连，一端与浮体相连，所设计的储气罐结构也很独特，必须保证其能漂浮于海平面上。本实用新型中两台发电机可以同时发电并输出，实现两种发电方式的优劣式互补，本实用新型充分利用海洋波浪能和潮流能来发电，能源利用率高，投资少，见效快。 

附图说明

图1为本实用新型的总装配图； 

图2为获能装置二的剖面图。 

图中：1.导杆，2.限位体，3.波浪获能装置，3.1.导杆套，3.2.储气罐，3.3.活塞，3.4.限位块，3.5.连接杆，3.6.进气单向阀，3.7.排气单向阀，3.8.压力阀门，4.发电机，5.汽轮机，6.排气管，7.发电机，8.增速传动装置，9.软轴，10.防水轴承，11.T型架，12.锚链，13.叶轮，14.中心轴，15.U型架，16.浮体。 

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。 

参见各附图，在海洋的迎波面上设置波浪获能装置3，导杆1通过导杆套3.1穿过储气罐3.2，导杆1上方固定有限位体2，发电机4和汽轮机5固定于储气罐3上方，安装位置保证储气罐3不能倾斜，排气管6一端与汽轮机5相连，一端与压力阀门3.8相连，浮体16通过锚链12固定于海平面下一定深度处，U型架15焊接与浮体16的下方，T型架11焊接于U型架15内部，叶轮13通过防水轴承10固定于T型架11中间位置处，叶轮13的中心轴14通过软轴9传递扭矩给增速传动装置8，发电机7和增速传动装置8固定于浮体16内部，安装位置保证浮体16不能倾斜。 

参见附图2，导杆套3.1安装于储气罐3.2两侧内部，储气罐3.2中间位置设有气缸3.5，活塞3.3和连接杆3.6固定好共同放置于气缸3.5内部，活塞上方位置设有限位块3.4，进气单向阀3.7设置在气缸3.5的上面，排气单向阀3.8固定于气缸3.5的侧面，压力阀门3.9设置于储气罐3.2的上方位置。 

本发明的具体实施运行情况如下： 

利用潮流能发电方式：叶轮13通过浮体16、U型架15以及T型架11固定于海平面下一定深度处，在水流冲击下叶轮13和中心轴14一起旋转，同时中心轴14通过软轴9传递扭矩给增速传动装置8，最后由增速传动装置8实现增速功能后带动发电机7旋转产生电能。 

利用波浪能发电方式：储气罐3.2在导杆1引导下受海洋波浪冲击后上下运动，带动连接杆3.6及活塞3.3上下运动。当活塞3.3向下运动时，进气单向阀3.7打开，排气单向阀3.8关闭，空气进入气缸体3.5；当活塞3.3向上运动时，进气单项阀3.7关闭，排气单向阀3.8开启，空气进入储气罐3.2，当储气罐3.2压力达到一定值时，压力阀门3.9开启，气流通过排气管6进入汽轮机5并推动其旋转，汽轮机5带动发电机4转动产生电能。 

Claims (7)

1.一种利用波浪能和潮流能发电的组合装置，其特征在于，包括获能装置一，所述的获能装置一上设有U型架、T型架、叶轮、软轴、增速传动装置，所述的U型架内部焊接有T型架，所述的T型架上固定有叶轮，所述的叶轮上安装有软轴，所述的软轴一端与叶轮连接，一端与增速传动装置连接，所述的获能装置二上设有储气罐、导杆、气缸、汽轮机及发电机，所述的储气罐漂浮于海平面上，所述的气缸固定于储气罐内部，其内设有活塞、连接杆、限位块，其外部有进、排气单向阀，所述的汽轮机和发电机固定于储气罐上端。

2.根据权利要求1所述的利用波浪能和潮流能发电的组合装置，其特征在于浮体通过锚链固定在海平面下，浮体上面焊接有导杆和U型架，增速传动装置和发电机固定于浮体内部。

3.根据权利要求1所述的利用波浪能和潮流能发电的组合装置，其特征在于所述的获能装置一设有叶轮，叶轮由叶片和中间轴两部分组成，中间轴一端通过防水轴承固定于T型架中间，一端通过软轴传递扭矩给增速传动装置。

4.根据权利要求2所述的利用波浪能和潮流能发电的组合装置，其特征在于所述的导杆一端固定在浮体上，中间通过导杆套穿过储气罐内部，导杆另一端端设有限位体。

5.根据权利要求2所述的利用波浪能和潮流能发电的组合装置，其特征在于所述的U型架上方焊接在浮体上，U型架的下方设有两条锚链。

6.根据权利要求1所述的利用波浪能和潮流能发电的组合装置，其特征在于所述的储气罐内部两侧各设有一个导杆套。

7.根据权利要求1所述的利用波浪能和潮流能发电的组合装置，其特征在于设有浮体和储气罐，所述的浮体在垂直方向尺寸大于储气罐，并且其体积大于储气罐储气体积二倍多，所述的储气罐在水平方向的尺寸要大于浮体尺寸至少一倍。 

Images