波能发电制造技术

一种波能发电系统，具有：浮力主体，其响应于垂直波浪运动和相关的相对垂直静止主体；压缩机；压力调节器；以及空气涡轮机/发电机组。所述压缩机具有的活塞相对于气缸作往复运动，以交替地压缩相对室中的空气。压力调节器罐限定与所述压缩机连通的室，用于交替地从相对的压缩室接收压缩空气，所述罐内的浮动活塞向所述室中的压缩空气施加压力，压力调节器控制由所述活塞施加到压缩空气的压力，以及液压减振系统联接到所述浮动活塞以限制所述活塞的不希望的垂直振荡，用于以相对恒定的压力输出连续流压缩空气。还描述了对比压力/真空的相对区域之间的滚动隔膜和液体槽密封。

【技术实现步骤摘要】
波能发电本申请是是申请日为2013年12月17日，申请号为201380072769.8，专利技术名称为“波能发电”的专利技术申请的分案申请。
本公开涉及波能量转换装置，更具体地，涉及用于转换波能量来产生电功率的装置。
技术介绍
通过转换波能量来产生电功率的装置是公知的，例如从Wells的美国专利第4383413号；从Houser等人的美国专利第5411377号；从Fredriksson等人的美国专利第6140712号；从Hirsch的美国专利第7199481号；以及从Buffard等人的美国专利第7781903号。
技术实现思路
根据本方面的一方面，一种波能发电系统包括：浮力主体，其响应于垂直波浪运动和相关的相对垂直静止主体；工作压缩机，其包括压缩机气缸和压缩机活塞，所述压缩机活塞安装成用于相对于所述压缩机气缸的往复运动，以交替地压缩相对的空气压缩机室中的空气；压力调节器，包括：压力调节器罐，其限定与所述压缩机气缸连通的调节器室，用于交替地从每个相对的空气压缩室接收压缩空气，浮动活塞，其布置在所述压力调节器罐内，并且安装成向容纳到所述调节器室中的压缩空气施加压力，以及压力控制器，其联接到所述浮动活塞，用于控制由所述浮动活塞施加到所述调节器室中的压缩空气的压力，和液压减振系统，其联接到所述浮动活塞，用于限制所述浮动活塞的不希望的垂直振荡，用于以相对恒定的压力输出连续流压缩空气；以及空气涡轮机和发电机组，其设置成与所述压力调节器连通，用于接收相对恒定压力的来自所述压力调节器和来自所述压缩机的压缩空气流的输出，以旋转所述空气涡轮机来驱动发电机产生电功率。本专利技术的这一方面的实施方式可以包括以下一个或多个特征。所述压缩机还包括成对的滚动隔膜，其在所述压缩机活塞与所述压缩机气缸的相对壁之间延伸，以允许所述压缩机活塞相对于所述压缩机气缸高效地几乎无摩擦地往复运动，以交替地压缩相对的空气压缩室中的空气。所述压力调节器还包括成对的滚动隔膜，其在所述浮动活塞与所述压力调节器罐的相对壁之间延伸，以允许所述浮动活塞相对于所述压力调节器罐高效地几乎无摩擦地往复运动。所述相关的相对垂直静止主体包括相对垂直静止的中性浮力活塞，所述压缩机气缸安装成用于与所述浮力主体垂直运动，且所述压缩机活塞安装到所述相对垂直静止的中性浮力活塞。所述压缩机气缸安装到浮力主体，用于在水的表面上时响应于垂直波浪运动进行垂直运动，且所述压缩机活塞安装到相关的相对垂直静止的中性浮力活塞。本专利技术的这一方面的其它实施方式可以包括以下一个或多个特征。所述相关的相对垂直静止主体包括陆地或海岸线安装，所述压缩机气缸设置在所述陆地或海岸线安装上，且所述压缩机活塞被安装到响应于水体表面的垂直运动的所述浮力主体。所述浮力主体设置在响应于水体表面的垂直运动的加压空气的体积上。所述浮力主体设置在响应于水表面的往复运动的加压空气的封闭柱上，并且所述系统还包括空气处理器，其与所述加压空气的封闭柱连通且适于增加和减少所述封闭柱内的空气的质量，用于随潮汐的变化来调节所述浮力主体的基线位置。在陆地或海岸线放置中，所述压缩气缸包括限定上下压缩室的上下相对圆形开放式圆柱形元件，以及所述压缩机活塞和第一所述圆形开放式圆柱形元件每个限定包含密封剂液体的圆形液体槽，由所述活塞限定的圆形液体槽的尺寸被确定成且布置成在交替的压缩和吸入冲程期间接收与密封剂液体密封接合的上圆形开放式圆柱形元件的凸缘壁，以及由所述下圆形开放式圆柱形元件限定的圆形液体槽的尺寸被确定成且布置成在交替的吸入和压缩冲程期间接收与密封剂液体密封接合的活塞元件的凸缘壁。所述压缩机活塞的压缩冲程产生约+20英寸(+50.8厘米)W.C.的压缩或压力。相关的液体槽包含具有约1.0的比重的密封剂液体，并且提供至少约20英寸(50.8厘米)的密封深度。所述压缩机活塞的吸入冲程产生约-3英寸(-7.6厘米)W.C.的吸入。相关的液体槽包含具有约1.0的比重的密封剂液体，并且提供至少约3英寸(7.6厘米)的密封深度。本专利技术的这一方面的其他实施方式可以包括以下一个或多个特征。所述波能发电系统还包括设置成用于在活塞气缸中垂直往复运动的升降活塞形式的浮力主体，所述活塞气缸包括限定上下活塞室的上下相对圆形开放式圆柱形元件，以及所述上下圆形开放式圆柱形元件一起限定含有密封剂液体的圆形液体槽，由所述上下圆形开放式圆柱形元件限定的圆形液体槽的尺寸被确定成且布置成在所述升降活塞的往复垂直运动期间接收与密封剂液体密封接合的所述升降活塞的凸缘壁。所述上活塞室与外部环境大气连通。所述下活塞室与响应于垂直波浪运动的加压空气的封闭柱连通。所述浮力主体设置在响应于水表面的往复运动的加压空气的封闭柱上，并且所述系统还包括空气处理器，其与所述加压空气的封闭柱连通且适于调节所述封闭柱内的空气的质量，用于随潮汐的变化来调节所述浮力主体的基线位置。所述空气处理器包括空气泵，用于增加包含在所述空气的封闭柱内的空气的质量。所述空气处理器包括空气释放阀，用于降低包含在所述空气的封闭柱内的空气的质量。根据本专利技术的另一方面，一种波能发电系统，包括：浮力主体，其响应于在水表面上时的垂直波浪运动和相关的相对垂直静止的中性浮力活塞；工作压缩机，包括：压缩机气缸，其安装成用于与所述浮力主体浮力主体进行垂直运动，压缩机活塞，其安装到所述相对静止的中性浮力活塞，以及成对的滚动隔膜，其在所述压缩机活塞与所述压缩机气缸的相对壁之间延伸，以允许所述压缩机活塞相对于所述压缩机气缸高效地几乎无摩擦地往复运动，以交替地压缩相对的空气压缩室中的空气；压力调节器，包括压力调节器罐，其限定与所述压缩机气缸连通的调节器室，用于交替地从每个相对的空气压缩室接收压缩空气，浮动活塞，其布置在所述压力调节器罐内，并且安装成向容纳到所述调节器室中的压缩空气施加压力，压力控制器，其联接到所述浮动活塞，用于控制由所述浮动活塞施加到所述调节器室中的压缩空气的压力，和液压减振系统，其联接到所述浮动活塞，用于限制所述浮动活塞的不希望的垂直振荡，用于以相对恒定的压力输出连续流压缩空气；以及成对的滚动隔膜，其在所述浮动活塞与所述压力调节器罐的相对壁之间延伸，以允许所述浮动活塞相对于所述压力调节器罐高效地几乎无摩擦地往复运动；以及空气涡轮机和发电机组，其设置成与所述压力调节器连通，用于接收相对恒定压力的来自所述压力调节器和来自所述压缩机的压缩空气流的输出，以旋转所述空气涡轮机来驱动发电机产生电功率。本专利技术的上述方面中的任何一个的实施方式可以包括以下一个或多个特征。在所述压缩机活塞与所述压缩机气缸的相对壁之间延伸的成对的滚动隔膜限定封闭压缩机区域，并且所述系统还包括与所述封闭压缩机区域连通的真空泵。所述真空泵降低所述封闭压缩机区域的压力至预定压力。所述预定压力为-6英寸(-15.2厘米)W.C.的量级。在所述浮动活塞与所述调节器罐的相对壁之间延伸的成对的滚动隔膜限定封闭调节器区域，并且所述系统还包括与所述封闭调节器区域连通的真空泵。所述真空泵降低所述封闭调节器区域的压力至预定压力。所述预定压力为-6英寸(-15.2厘米)W.C.的量级。所述波能发电系统还包括封闭的空气系统，其包括：储存器，用于接收、存储和输送空气的封闭系统，以及管道系统，用于输送所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种波能发电系统，包括：浮力主体，其响应于垂直波浪运动和相关的相对垂直静止主体；工作压缩机，其包括压缩机气缸和压缩机活塞，所述压缩机活塞安装成用于相对于所述压缩机气缸的往复运动，以交替地压缩空气压缩机室的相对部分中的空气；压力调节器，包括：压力调节器罐，其限定调节器室，浮动活塞，其布置在所述压力调节器罐内，并且限定第一调节器室部分和与第一调节器室部分相对的第二调节器室部分，其中，第二调节器室部分与所述压缩机气缸连通，用于交替地从每个相对的空气压缩机室接收压缩空气，并且其中，所述浮动活塞安装成向容纳到所述第二调节器室部分中的压缩空气施加压力，以及压力控制器，其联接到所述浮动活塞，用于控制由所述浮动活塞施加到所述第二调节器室部分中的压缩空气的压力，和液压减振系统，其联接到所述浮动活塞，用于限制所述浮动活塞的不希望的垂直振荡，用于以相对恒定的压力输出连续流压缩空气；空气涡轮机和发电机组，其设置成与所述压力调节器连通，用于接收相对恒定压力的来自所述压力调节器和来自压缩机的压缩空气的连续流的输出，以旋转所述空气涡轮机来驱动发电机产生电功率，管道系统，其用于：a)从空气压缩机室的相对部分中承受压缩的一个输送空气到第二调节器室部分，或者直接到空气涡轮机，以及b)从第二调节器室部分输送空气到空气涡轮机；空气泵，其从浮力主体外部输送环境空气到浮力主体内部的空间内，或将空气从该空间输出来以匹配外部大气压力；以及，单向阀，在压缩机活塞的每个吸入冲程，空气通过该单向阀从浮力主体内流动到各相对的空气压缩机室，其中，该第一压力调节器室部分开放到浮力主体内部的空间，并且来自浮力主体内的空气能够被吸入到第一压力调节器室部分。...

【技术特征摘要】
2012.12.26 US 13/727,2351.一种波能发电系统，包括：浮力主体，其响应于垂直波浪运动和相关的相对垂直静止主体；工作压缩机，其包括压缩机气缸和压缩机活塞，所述压缩机活塞安装成用于相对于所述压缩机气缸的往复运动，以交替地压缩空气压缩机室的相对部分中的空气；压力调节器，包括：压力调节器罐，其限定调节器室，浮动活塞，其布置在所述压力调节器罐内，并且限定第一调节器室部分和与第一调节器室部分相对的第二调节器室部分，其中，第二调节器室部分与所述压缩机气缸连通，用于交替地从每个相对的空气压缩机室接收压缩空气，并且其中，所述浮动活塞安装成向容纳到所述第二调节器室部分中的压缩空气施加压力，以及压力控制器，其联接到所述浮动活塞，用于控制由所述浮动活塞施加到所述第二调节器室部分中的压缩空气的压力，和液压减振系统，其联接到所述浮动活塞，用于限制所述浮动活塞的不希望的垂直振荡，用于以相对恒定的压力输出连续流压缩空气；空气涡轮机和发电机组，其设置成与所述压力调节器连通，用于接收相对恒定压力的来自所述压力调节器和来自压缩机的压缩空气的连续流的输出，以旋转所述空气涡轮机来驱动发电机产生电功率，管道系统，其用于：a)从空气压缩机室的相对部分中承受压缩的一个输送空气到第二调节器室部分，或者直接到空气涡轮机，以及b)从第二调节器室部分输送空气到空气涡轮机；空气泵，其从浮力主体外部输送环境空气到浮力主体内部的空间内，或将空气从该空间输出来以匹配外部大气压力；以及，单向阀，在压缩机活塞的每个吸入冲程，空气通过该单向阀从浮力主体内流动到各相对的空气压缩机室，其中，该第一压力调节器室部分开放到浮力主体内部的空间，并且来自浮力主体内的空气能够被吸入到第一压力调节器室部分。2.根据权利要求1所述的波能发电系统，其中，所述单向阀包括单向阀组件，该单向阀组件包括安装成用于在双弹簧钢挠性组件的控制下往复闭开闭行程的相对的板，所述相对的板限定相对的密封表面和设置成与单向阀打开位置连通并且由相对的密封表面限定的偏置的空气流动区域。3.根据权利要求2所述的波能发电系统，其中，所述相对的密封表面是锥形的横截面，并且限定由柔性密封环密封的倾斜表面。4.根据权利要求1所述的波能发电系统，其中，所述单向阀包括单向阀组件，该单向阀组件包括安装成用于在双弹簧钢挠性组件的控制下往复闭开闭行程的相对的板，所述相对的板限定锥形脊表面和锥形谷表面的交替大致同心环的相对的表面，所述锥形谷表面限定空气流动区域。5.根据权利要求4所述的波能发电系统，其中，所述锥形脊表面还包括设置成在关闭运动期间用于与相对的锥形谷表面初始接合的柔性密封环。6.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：詹姆斯W希利，
申请(专利权)人：詹姆斯W希利，
类型：发明
国别省市：美国,US