一种单向冲动式波浪能发电装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种单向冲动式波浪能发电装置，包括吃水舱、空气舱、浮力舱、进气弯管、出气直管、第一法兰盘、安装管、单向冲动式空气透平以及发电机；空气舱与吃水舱通过螺栓接合在一起，并且由可转动的铝合金盖板将二者隔开；空气舱内安装有固定块和第一固定环，铝合金盖板设置有穿设在第一固定环内并绕其转动的活动杆；进气弯管的第一端安装在位于铝合金盖板下方的吃水舱内，其第二端位于浮力舱上部并设置有第二固定环，进气弯管第二端内部设置有可紧贴或松开第二固定环的橡胶片；出气直管安装在空气舱上部，并通过第一法兰盘与安装管、单向冲动式空气透平相接。本发明专利技术实现从波浪能到空气动能再到电能的高效率转化，能量转化效率高。

One way impulse wave energy generating device

The invention discloses a one-way impulse wave energy generating device, which comprises a draft tank, an air chamber, a buoyancy chamber, an air inlet elbow, an air outlet straight pipe, a first flange, an installation tube, a one-way impulse air turbine and a generator; an air chamber and a draft tank are joined together by bolts and are provided with a rotatable aluminum alloy cover plate. The air chamber is equipped with a fixing block and a first fixing ring, and the aluminum alloy cover plate is equipped with a movable rod which is arranged in the first fixing ring and rotates around it; the first end of the air intake bend is installed in the draft tank under the aluminum alloy cover plate, and the second end is located in the upper part of the buoyancy chamber and a second fixing ring is arranged for air intake. The second end of the elbow is internally provided with a rubber sheet which can be tightly attached to or loosened from the second fixed ring; the air outlet straight pipe is installed on the upper part of the air compartment, and is connected with the installation pipe and the one-way impulse air turbine through the first flange. The invention realizes high efficiency conversion from wave energy to air kinetic energy to electric energy, and energy conversion efficiency is high.

【技术实现步骤摘要】
一种单向冲动式波浪能发电装置
本专利技术涉及一种波浪能发电装置，尤其涉及一种单向冲动式波浪能发电装置。
技术介绍
全球范围内波浪能蕴藏量丰富，开发利用的潜能巨大。随着化石燃料的枯竭以及人们对可再生绿色能源的逐渐重视，对于波浪能的开发利用在世界范围内掀起了一股热潮，各种各样的波浪能发电装置层出不穷，但这些装置都面临着发电效率低，造价高，在极端海况下容易遭到破坏等问题。就目前的技术发展来看，波浪能应用技术主要分为固定式和漂浮式。固定式主要与沿岸防波堤结合，虽然有着工程上的便利，但应用范围有限，不能大规模地推广。漂浮式波浪能发电装置因为结构相对简单，可在大范围的海域上应用等优势而成为各国研究的重点。漂浮式波浪能发电装置根据其转换载体的不同可分为振荡水柱式，越浪式和振荡浮子式。振荡浮子式波能发电装置通过浮子与波浪之间的相对运动来捕获波浪能，从而推动浮体相对于整体装置平动或转动。其中最具代表的是液压传动振荡浮子式波能发电装置，该装置将浮子捕获到的波浪能转化成液压缸内的压力势能，进而推动液压马达旋转，从而带动发电机发电。该种装置至少是双浮子，并且要有很大一部分潜入水下，又装置之间有相对运动，就使得对装置的强度要求高，这就使得整体装置的材料利用率低，造价高。再者，因为该种装置使用液压油作为传动工质，而液压油又存在着变质、损耗以及污染环境等问题，所以在实际海况下并不能大规模的应用，发展潜力有限。越浪式波能发电装置是利用减缩式坡道将波浪引入相对较高的平台，然后通过低水头水轮机利用海水的重力势能来发电。该种装置体积庞大，耗费材料较多，工程造价高，高效率低水头水轮机的研制是其面临的一大难题，所以该种装置商业化应用的前景黯淡。振荡水柱式波能发电装置是将波浪能转化为空气动能，然后推动空气透平旋转，从而带动发电机发电。该种装置结构简单，运行可靠性高，总体造价低，发电效率高，最具有大规模商业化应用的前景。振荡水柱式波浪能发电装置就其构造形态可分为后弯管类，斜管类和中心管类，经过多年实验和真实海况的研究，其中以后弯管类波浪能发电装置综合效益高。振荡水柱式波能发电装置使用的空气透平主要有Wells透平和冲动式透平两大类。其中威尔斯透平结构简单，造价低，可靠性高，但其存在自启动性能差，高效运转范围窄，噪声大等缺陷，所以发展前景有限。冲动式透平分为双向固定导叶式，双向自调节导叶式，单向固定导叶式。双向固定导叶式冲动透平在工作时因为有下游导叶的阻碍，使得空气流动性差，能量转换效率低；双向自调节导叶式冲动透平虽然在性能上就双向固定导叶上有所提高，但因为制作复杂，在实际海况下需要面临每天上千次的往复运动，所以容易损坏，工程可靠性低，不利于大规模的商业化应用。单向固定导叶式冲动透平结构简单，可靠性高，能量转化率也相对较高，但因为其只有单向做功，且在现有的装置中都将单向进气孔安装在空气透平附近，这就使得整体装置的能量吸收率较低，空气透平运转状况不稳定等缺陷。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服上述现有技术的不足，提供一种单向冲动式波浪能发电装置。本专利技术是通过以下技术方案来实现的：一种单向冲动式波浪能发电装置，包括吃水舱、空气舱、浮力舱、进气弯管、出气直管、第一法兰盘、安装管、单向冲动式空气透平以及由所述单向冲动式空气透平带动发电的发电机；所述空气舱外部的下部固定钢板与所述吃水舱外部的上部固定钢板通过螺栓接合在一起，并且由可转动的铝合金盖板将所述空气舱与所述吃水舱隔开，空气舱与吃水舱形成L型结构；所述空气舱内安装有固定块以及设置在固定块上的第一固定环，所述铝合金盖板设置有穿设在所述第一固定环内并绕其转动的活动杆；所述进气弯管的第一端安装在位于所述铝合金盖板下方的吃水舱内，其第二端位于所述浮力舱上部并且第二端设置有第二固定环，所述进气弯管第二端内部设置有可紧贴或松开所述第二固定环的橡胶片；所述出气直管安装在所述空气舱上部，所述出气直管通过第一法兰盘与所述安装管连接，所述安装管与所述单向冲动式空气透平相接。通过橡胶片与第一固定环的配合，使得空气单向流入空气舱下部和吃水舱；出气直管与铝合金盖板的配合，可实现高压气体的单向流出，从而带动单向冲动式空气透平和发电机持续旋转发电。所述固定块的上部粘贴有一层耐酸碱橡胶片，所述第一固定环中部拱起形成供所述活动杆插入的限位槽，所述活动杆夹持在所述耐酸碱橡胶片与所述限位槽之间。耐酸碱橡胶片既可以减轻铝合金盖板和固定环之间的冲击，也可以减轻海水的腐蚀；限位槽的设置，可使活动杆与固定块之间采用间隙配合，从而使活动杆和铝合金盖板可以在给定的自由度内转动。所述进气弯管的第一端焊接在所述吃水舱的上端，所述进气弯管与所述浮力舱下端面的接触部分经过焊接处理；所述进气弯管的第二端焊接有第二法兰盘，所述第二法兰盘的螺纹孔与所述第二固定环的螺纹孔一致，所述橡胶片安装在所述第二固定环上，所述第二固定环通过螺栓固定在所述第二法兰盘上。所述浮力舱上侧面通过螺栓紧固有用于支撑所述安装管下部的支撑块，所述支撑块的内表面与所述安装管紧密贴合。位于所述铝合金盖板上方的所述空气舱内设置有限位块，所述限位块的外端面的延伸面通过所述活动杆的轴心；所述铝合金盖板上翻接触到限位块时，所述铝合金盖板的上侧面与所述限位块的外端面紧密贴合。所述空气舱外部的下部固定钢板与所述吃水舱外部的上部固定钢板之间设置有一层耐酸碱橡胶材质的密封垫。密封垫的设置，可使得整个舱体内保持密封。所述吃水舱采用横截面为五边形构造结构的舱体，所述空气舱采用横截面为四边形构造的舱体，所述浮力舱采用横截面为五边形的尖角型舱体。五边形吃水舱、四边形空气舱和五边形尖叫型浮力舱的组合，可减少装置的反射波能量、透射波能量和兴波能量，提高了整体装置从波浪能到空气动能，再从空气动能到透平机械能的整体转换效率，在大规模商业化推广上很有潜力。在静水状态下，水面线位于所述吃水舱的上部与所述进气弯管的下部之间的某一个平面上。所述吃水舱的下端面设置有锚泊固定环。在实际海况中，可通过锚泊固定环与锚泊系统的连接来实现对整个发电装置的锚泊固定。与现有技术对比，本专利技术的优点在于：本专利技术结构简单，造价低、效率高、稳定可靠、综合效益好；采用简单的整流装置来实现从波浪能到空气动能再到电能的高效率转化，能量转化效率高，可以实现大规模的产业化制造和商业化应用。附图说明图1为本专利技术实施例的结构示意图；图2为本专利技术实施例出气做功的结构示意图；图3为本专利技术实施例吸气状态的结构示意图；图4为本专利技术实施例进气弯管与橡胶片及第二固定环配合的结构示意图；图5为本专利技术实施例活动杆与固定块配合的结构示意图；图6为本专利技术实施例空气舱与吃水舱配合的结构示意图；图7为本专利技术实施例单向冲动式空气透平及发电机安装管的结构示意图。图中附图标记含义：1、吃水舱；101、上部固定钢板；2、浮力舱；3、空气舱；31、下部固定钢板；4、出气直管；5、安装管；6、支撑块；7、进气弯管；8、第二固定环；9、橡胶片；10、限位块；11、铝合金盖板；111、活动杆；12、耐酸碱橡胶片；13、第一固定环；14、固定块；15、密封垫；16、锚泊固定环；17、单向冲动式空气透平；18、发电机。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术的内容做进一步详细说明。实施例参阅图1至图7，为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种单向冲动式波浪能发电装置，其特征在于：包括吃水舱、空气舱、浮力舱、进气弯管、出气直管、第一法兰盘、安装管、单向冲动式空气透平以及由所述单向冲动式空气透平带动发电的发电机；所述空气舱外部的下部固定钢板与所述吃水舱外部的上部固定钢板通过螺栓接合在一起，并且由可转动的铝合金盖板将所述空气舱与所述吃水舱隔开，空气舱与吃水舱形成L型结构；所述空气舱内安装有固定块以及设置在固定块上的第一固定环，所述铝合金盖板设置有穿设在所述第一固定环内并绕其转动的活动杆；所述进气弯管的第一端安装在位于所述铝合金盖板下方的吃水舱内，其第二端位于所述浮力舱上部并且第二端设置有第二固定环，所述进气弯管第二端内部设置有可紧贴或松开所述第二固定环的橡胶片；所述出气直管安装在所述空气舱上部，所述出气直管通过第一法兰盘与所述安装管连接，所述安装管与所述单向冲动式空气透平相接。

【技术特征摘要】
1.一种单向冲动式波浪能发电装置，其特征在于：包括吃水舱、空气舱、浮力舱、进气弯管、出气直管、第一法兰盘、安装管、单向冲动式空气透平以及由所述单向冲动式空气透平带动发电的发电机；所述空气舱外部的下部固定钢板与所述吃水舱外部的上部固定钢板通过螺栓接合在一起，并且由可转动的铝合金盖板将所述空气舱与所述吃水舱隔开，空气舱与吃水舱形成L型结构；所述空气舱内安装有固定块以及设置在固定块上的第一固定环，所述铝合金盖板设置有穿设在所述第一固定环内并绕其转动的活动杆；所述进气弯管的第一端安装在位于所述铝合金盖板下方的吃水舱内，其第二端位于所述浮力舱上部并且第二端设置有第二固定环，所述进气弯管第二端内部设置有可紧贴或松开所述第二固定环的橡胶片；所述出气直管安装在所述空气舱上部，所述出气直管通过第一法兰盘与所述安装管连接，所述安装管与所述单向冲动式空气透平相接。2.根据权利要求1所述的单向冲动式波浪能发电装置，其特征在于：所述固定块的上部粘贴有一层耐酸碱橡胶片，所述第一固定环中部拱起形成供所述活动杆插入的限位槽，所述活动杆夹持在所述耐酸碱橡胶片与所述限位槽之间。3.根据权利要求1所述的单向冲动式波浪能发电装置，其特征在于：所述进气弯管的第一端焊接在所述吃水舱的上端，所述进气弯管与所述浮力舱下端面的接触部分经过焊接处理；所述进气弯管的第二端焊接...

【专利技术属性】
技术研发人员：范景润，吴必军，李猛，伍儒康，
申请(专利权)人：中国科学院广州能源研究所，
类型：发明
国别省市：广东,44