点吸收式波浪能发电机组制造技术

点吸收式波浪能发电机组包括发电机和点吸收式波浪能驱动系统，发电机将机械能转化为电能，机械能由波浪起伏振荡浮子产生，浮子作为原动件(上下振荡)驱动活塞泵或叶片泵压缩空气冲击涡轮带动发电机工作。为了使发电机组稳定高效地进行高功率输出，可采用人造大气环境取代开放的大气环境，并设置高压空气储罐来储存一定量的压缩空气以减轻由于海况变化而引起的系统输出功率的大幅波动，人造大气环境为低压空气储罐，内部储存一定压力的空气，收缩管、低压空气储罐、活塞泵(或叶片泵)、高压空气储罐和气路控制系统一起组成一个封闭系统，工质(作为驱动涡轮的流动空气)在活塞泵(或叶片泵)的驱动下循环流动并驱动涡轮做有用功。片泵)的驱动下循环流动并驱动涡轮做有用功。片泵)的驱动下循环流动并驱动涡轮做有用功。

【技术实现步骤摘要】
点吸收式波浪能发电机组


[0001]发电机、波浪能利用、新能源、节能减排、海洋经济。

技术介绍

[0002]波浪能在海洋中蕴藏丰富，而海岸线附近城市人口密集，这也就为开发利用波浪能找到了一个庞大的市场。目前，波浪能的开发利用研究普遍着眼于发电，与本专利技术申请关系比较密切的波浪能发电装置有点吸收式波浪能发电装置(又名振荡浮子式波浪能发电装置)，形式多样。
[0003]本人先前曾提出摆式波浪能发电机组(202010253508.8)和振荡水柱式波浪能发电机组(202010253510.5)的专利技术申请，可从中华人民共和国国家知识产权局检索以供参考。

技术实现思路

[0004]本专利技术针对波浪能的开发利用，提出了点吸收式波浪能发电机组的解决方案。
[0005]点吸收式波浪能发电机组包括发电机和点吸收式波浪能驱动系统，发电机将机械能转化为电能，机械能由波浪起伏振荡浮子产生，浮子作为原动件(上下振荡)驱动活塞泵或叶片泵压缩空气，而后由压缩空气冲击涡轮带动发电机工作。为了使点吸收式波浪能发电机组能稳定、高效地进行高功率输出，采用人造大气环境取代开放的大气环境，并设置高压空气储罐来储存一定量的压缩空气以减轻由于海况变化而引起的系统输出有用功的大幅波动，人造大气环境为低压空气储罐，内部储存一定压力的压缩空气，收缩管、低压空气储罐、活塞泵(或叶片泵)、高压空气储罐和气路控制系统一起组成一个封闭系统，工质(作为驱动涡轮的流动空气)在活塞泵(或叶片泵)的驱动下循环流动并驱动涡轮做有用功。
附图说明
[0006]图1所示为点吸收式波浪能发电机组的基本结构原理图，浮子在波浪的作用下上下振荡，从而驱动活塞在活塞泵中作往复运动，不断从大气中吸入空气，压缩后冲击涡轮使其旋转做有用功，常用的涡轮有对称翼式涡轮和冲动式涡轮。图中标号2-2为涡轮，标号2-3为收缩管。图1所示方案加装了制动轮2-11，以和制动装置相匹配，制动装置可采用钳式制动器、带式制动器或其它类型的制动器。图1中利用单向阀组合设计控制空气流向，通过合理设计流道，控制进出涡轮的气体压力可以使涡轮持续稳定高效运转。图1中的单向阀也可以改用远程控制阀，通过压力传感器实时监测的压力数据进行闭环自动控制，常见的远程控制阀类型有电动、液动、气动和电液动等，如电动球阀、电磁阀等。收缩管的形状、活塞泵的流量和气路控制系统应根据具体应用位置的海况统计数据进行流场分析后合理设计，以取得最佳效果。
[0007]图2所示点吸收式波浪能发电机组的点吸收式波浪能驱动系统2使用了变速箱，其目的主要是为了使发电机处于最佳转速范围内。点吸收式波浪能发电机组的点吸收式波浪
能驱动系统2也可以不使用变速箱，或使用增速器，或使用带传动或链传动，但实际海况多变，使用变速箱是最可靠有效的。变速箱内可集成制动装置，制动装置可以置于点吸收式波浪能驱动系统低速轴或高速轴2-1上，或置于其它中间轴上，制动装置可采用钳式制动器、带式制动器或其它类型的制动器。
[0008]图3所示方案为对图1中所示的点吸收式波浪能驱动系统的一种改进，用人造大气环境取代开放的大气环境。图3中人造大气环境为低压空气储罐，内部储存一定压力的空气，并增设了高压空气储罐，收缩管2-3、低压空气储罐、活塞泵、高压空气储罐和气路控制系统一起组成一个封闭系统，工质(作为驱动涡轮的流动空气)在活塞泵的驱动下循环流动并驱动涡轮做有用功。人造大气环境便于整个系统的压力控制，从而使点吸收式波浪能发电机组能稳定、高效地进行高功率输出。点吸收式波浪能发电机组的各种结构类型都可以采用人造大气环境。
[0009]图4、5、6、7所示为点吸收式波浪能驱动系统的又一种改进方案。图4所示方案的原理同图3所示方案，只是其涡轮2-2采用汽轮机(汽轮机为现在电厂发电用的设备，以高温高压蒸汽驱动，但此处改用压缩空气驱动，因此也可改名为气轮机，毕竟两种应用的工况有所不同)。图5所示方案为采用多个气轮机和收缩管2-3的一种并联方案示意图，其为多效并联，空气压力逐级变化。图6所示方案与图5所示方案相比，其使用了多个活塞泵，也为多效并联方案。图7所示方案为采用多个气轮机和收缩管2-3的一种串联方案示意图，其为多效串联，空气压力逐级变化。图4、5、6、7中的单向阀也可以改用远程控制阀，通过压力传感器实时监测的压力数据进行闭环自动控制，常见的远程控制阀类型有电动、液动、气动和电液动等，如电动球阀、电磁阀等。
[0010]图8所示为点吸收式波浪能驱动系统的一种简易改进方案，用内部储存有压缩空气的压缩空气储罐制造的人造大气环境取代开放的大气环境，压缩空气储罐和收缩管2-3之间连结在一起，浮子驱动活塞泵压缩形成的高压空气流经涡轮2-2后直接进入压缩空气储罐，同时活塞泵从压缩空气储罐吸入低压空气。
[0011]图9、10、11所示为点吸收式波浪能驱动系统的浮子和活塞泵匹配应用的几种基本方案示意图，由浮子作为原动件，驱动活塞泵压缩空气。图9、10所示方案的铰链点位置有所区别，此两种方案均是浮子作为原动件上下振荡经过连杆驱动活塞泵压缩空气。图11所示方案是浮子作为原动件上下振荡直接驱动活塞泵压缩空气。图1、图2和图8所示方案的点吸收式波浪能驱动系统均采用了图9所示方案，也可采用图10和图11所示方案，浮子与活塞泵的组合设计可根据具体应用工况而灵活设计。
[0012]图12所示为点吸收式波浪能驱动系统采用浮子和叶片泵匹配的示意图，浮子作为原动件上下振荡经过连杆驱动叶片泵压缩空气，叶片泵的作用和活塞泵类似，叶片泵是旋转往复压缩空气，而活塞泵是线性往复压缩空气，各有优缺点。
具体实施方式
[0013]点吸收式波浪能发电机组所包含的各组成零部件，现代工业制造技术均可加工制造。磁块、轴承、发电机等均可由专业厂商配套生产，其它零部件机加工、模具成形、焊接即可。
[0014]点吸收式波浪能发电机组要想成功应用，必须具备以下几个条件：(1)功率标
定——建立完备的测试台架，以完成系列化产品的标定。(2)动平衡检测——旋转部件必须达到相关标准规定的动平衡要求，以达到必要的安全可靠性。(3)控制——点吸收式波浪能发电机组为便于使用，其控制系统可设计为闭环控制或开环控制，闭环控制系统便于远程自动控制。(4)产品设计——要根据具体应用地区的海况作针对性设计。
[0015]点吸收式波浪能发电机组的使用方案有以下几种：(1)基于大陆海岸线，与防波堤一起规划设计。(2)基于海岛岸线，与海岛防波堤一起规划设计。(3)基于石油钻井平台规划设计。(4)独立设计，固定或系泊于海水中。(5)与船舶组合设计，形成可移动式点吸收式波浪能发电机组。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.点吸收式波浪能发电机组的技术方案——其特征是包含发电机和点吸收式波浪能驱动系统，由发电机将机械能转化为电能，机械能由波浪起伏振荡浮子产生，浮子作为原动件(上下振荡)直接或通过连杆间接驱动活塞泵压缩空气，或者浮子作为原动件(上下振荡)通过连杆间接驱动叶片泵压缩空气，而后由压缩空气冲击涡轮带动发电机工作，点吸收式波浪能驱动系统由浮子、活塞泵(或叶片泵)、收缩管和涡轮等组成，浮子与活塞泵(或叶片泵)的组合设计可根据具体应用工况而灵活设计，叶片泵是旋转往复压缩空气，而活塞泵是线性往复压缩空气，收缩管的形状应根据具体应用进行流场分析后合理设计，以取得最佳效果，为了使点吸收式波浪能发电机组能稳定、高效地进行功率输出，其点吸收式波浪能驱动系统可采用气路控制系统将活塞泵(或叶片泵)和收缩管相连，如采用单向阀使其通过感受空气压力的变化自适应开启或关闭阀门，使空气连续流经涡轮驱动涡轮旋转，单向阀也可以改用远程控制阀，通过压力传感器实时监测的压力数据进行闭环自动控制，常见的远程控制阀类型有电动、液动、气动和电液动等，如电动球阀、电磁阀等，点吸收式波浪能驱动系统可以采用多个气轮机和收缩管的并联或串联的方案，也可以采用多效串联或多效并联的方案，为了使点吸收式波浪能发电机组能稳定、高效地进行高功率输出，点吸收式波浪能发电机组可以采用人造大气环境，人造大气环境为低压空气储罐或压缩空气储罐，内部储存一定压力的空气，用人造大气环境取代开放的大气环境，使工质(作为驱动涡轮的流动空气)形成一个独立系统，从而便于整个系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：李启飞，
申请(专利权)人：李启飞，
类型：发明
国别省市：