陣列式波浪能發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了波浪能發(fā)電裝置技術領域中的一種陣列式波浪能發(fā)電系統(tǒng)。本系統(tǒng)包括浮子、氣室、輸風管道、活塞、鋼架結構、海上發(fā)電平臺、儲氣室、渦輪發(fā)電機、單向閥門。鋼架結構將輸風管道、氣室等固定于海面上，浮子與氣室中的活塞連接，氣室上下表面各有兩個管道開口，管道內各有一個閥門；每個氣室上下表面各有一個管道連通輸氣管道形成陣列，輸氣管道連接儲氣室，儲氣室連接渦輪發(fā)電機。通過海水的起伏帶動浮子上下運動，進而活塞上下壓縮空氣，在管道中的形成的風進入儲氣室儲存，儲氣室中到達一定壓強后排放推動空氣渦輪機發(fā)電。本發(fā)明中多個氣室構成集群陣列，組裝拆卸方便，具有發(fā)電效率高，發(fā)電平穩(wěn)等優(yōu)點。
【專利說明】
陣列式波浪能發(fā)電系統(tǒng)
技術領域
[0001]本發(fā)明屬于波浪能發(fā)電裝置技術領域，尤其涉及一種陣列式波浪能發(fā)電系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]能源是經濟與社會發(fā)展的推動力，但由于傳統(tǒng)化石能源燃燒污染嚴重、不環(huán)保的特點與當前經濟、環(huán)境的矛盾越來越突出，所以尋找可替代的新能源是社會可持續(xù)發(fā)展的必由之路，發(fā)展可再生能源已成為全球性亟待解決的問題。海洋能作為一種新的能源形式受到廣泛重視，其中，波浪能蘊含量大，具有較高的開發(fā)潛力，如果能積極開發(fā)沿海海域的波浪能，則可以為沿海海域缺電地區(qū)供電，還可以為偏遠的海島地區(qū)提供必需的能源。當前，已設計和生產測試的波浪能發(fā)電裝置種類繁多，但這些裝置都有以下基本缺點:1)裝置復雜，操作困難；2)波浪能的轉換效率低，發(fā)電效率低；3)電能輸出不穩(wěn)定；4)裝置不夠堅固，易損壞。

【發(fā)明內容】

[0003]針對上述【背景技術】中提到現有波浪發(fā)電裝置工作效率低，電能輸出不穩(wěn)等不足，本發(fā)明提出了一種陣列式波浪能發(fā)電系統(tǒng)。
[0004]本發(fā)明的技術方案是，陣列式波浪能發(fā)電系統(tǒng)包括浮子、氣室、輸風管道、活塞、鋼架結構、海上發(fā)電平臺、儲氣室、渦輪發(fā)電機、第一單向閥、第二單向閥、第三單向閥、第四單向閥、充氣閥、恒壓排氣閥。
[0005]所述鋼架結構支撐整個發(fā)電系統(tǒng)于海面上，浮子與氣室中的活塞連接；輸風管道連接儲氣室，在兩者的連接處，輸風管道內部安裝充氣閥；儲氣室連接渦輪發(fā)電機，兩者之間的連接管道內安裝恒壓排氣閥；儲氣室和渦輪發(fā)電機位于海上發(fā)電平臺上面。
[0006]所述氣室上下表面各有兩個開口引出管道；氣室上表面一個管道內部安裝第三單向閥，其開口與外界大氣連通，另一個管道內部安裝第四單向閥，該管道與輸風管道連通；氣室下表面一個管道內部安裝第一單向閥，其開口與外界大氣連通，另一個管道內部安裝第二單向閥，該管道與輸風管道連通。
[0007]所述單向閥門中，第一單向閥與第四單向閥為一組同時開閉，第二單向閥與第三單向閥為一組同時開閉，同一時刻兩組閥門工作狀態(tài)相反。
[0008]所述氣室為圓柱體形狀。
[0009]所述浮子的上表面為弧形。
[0010]所述氣室多個為一組橫向排列，并有多列。
[0011]本發(fā)明的有益效果為:
本系統(tǒng)中，第一單向閥與第四單向閥為一組同時開閉，第二單向閥與第三單向閥為一組同時開閉，同一時刻兩組閥門工作狀態(tài)相反。當波浪推動活塞向上運動時，活塞上部氣室內的空氣被壓縮，第四單向閥打開，第三單向閥關閉，風被擠壓到輸風管道內部，此時，活塞下部氣室空間增大，第二單向閥關閉，第一單向閥打開，進行充氣；當活塞向下運動時，活塞上部氣室空間增大，第四單向閥關閉，第三單向閥打開，進行充氣，此時，活塞下部氣室內的空氣被壓縮，第二單向閥打開，第一單向閥關閉，風被擠壓到輸風管道內部。上述過程保證了波浪起伏造成的浮子上升與下降運動都產生了風能，并都進入到了輸風管道中。該過程提高了波浪能利用率。
[0012]進入輸風管道內的風經過充氣閥充入儲氣室內儲存，然后再發(fā)電，利用儲氣室和恒壓排氣閥，可使得經過渦輪發(fā)電機的風速平穩(wěn)，提高了電力輸出的穩(wěn)定性。
[0013]本系統(tǒng)由多個氣室組成，各氣室橫向、縱向排列形成集群陣列，通過輸風管道連接到一起，提高了整體發(fā)電量，且相互之間連接結構簡單，各氣室之間工作狀況相互不影響，提高了本系統(tǒng)的實用性及可操作性。
【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明所述的氣室結構側視圖。
[0015]圖2是本發(fā)明所述的多氣室連接側視圖。
[0016]圖3是本發(fā)明所述的系統(tǒng)整體結構側視圖。
[0017]圖4是本發(fā)明所述的系統(tǒng)整體鋼架結構俯視圖。
[0018]圖5是本發(fā)明所述的系統(tǒng)輸風管道連接俯視圖。
[0019]圖中標號:
1-浮子；2-氣室；3_輸風管道；4-活塞；5_鋼架結構；6_海上發(fā)電平臺；7_儲氣室；8_禍輪發(fā)電機；9_第一單向閥；10_第二單向閥；11-第二單向閥；12_第四單向閥；13_充氣閥；14-恒壓排氣閥。
【具體實施方式】
[0020]下面結合附圖，對優(yōu)選實施例作詳細說明。應該強調的是，下述說明僅僅是示例性的，而不是為了限制本發(fā)明的范圍及其應用。
[0021]本發(fā)明所要解決的問題是，現有的波浪發(fā)電裝置能量轉換效率低、發(fā)電不平穩(wěn)的現狀。
[0022]本發(fā)明的技術方案:
陣列式波浪能發(fā)電系統(tǒng)，由浮子1、氣室2、輸風管道3、活塞4、鋼架結構5、海上發(fā)電平臺6、儲氣室7、渦輪發(fā)電機8、第一單向閥9、第二單向閥10、第三單向閥11、第四單向閥12、充氣閥13、恒壓排氣閥14組成。
[0023]如圖2、圖3所示，鋼架結構5支撐整個發(fā)電系統(tǒng)于海面上，浮子I與氣室2中的活塞4連接；輸風管道3連接儲氣室7，在兩者的連接處，輸風管道3內部安裝充氣閥13 ;儲氣室7連接渦輪發(fā)電機8，兩者之間的連接管道內安裝恒壓排氣閥14 ;儲氣室7和渦輪發(fā)電機8位于海上發(fā)電平臺6上面。
[0024]如圖1所示，氣室2上下表面各有兩個開口引出管道；氣室2上表面一個管道內部安裝第三單向閥11，其開口與外界大氣連通，另一個管道內部安裝第四單向閥12，該管道與輸風管道3連通；氣室2下表面一個管道內部安裝第一單向閥9，其開口與外界大氣連通，另一個管道內部安裝第二單向閥10，該管道與輸風管道3連通。
[0025]如圖4、圖5所示，該系統(tǒng)由多個氣室2構成，各氣室2橫向、縱向排列形成集群陣列，通過輸風管道3連接到一起。
[0026]該系統(tǒng)中，第一單向閥9與第四單向閥12為一組同時開閉，第二單向閥10與第三單向閥11為一組同時開閉，同一時刻兩組閥門工作狀態(tài)相反。當波浪推動活塞4向上運動時，活塞4上部氣室2內的空氣被壓縮，第四單向閥12打開，第三單向閥11關閉，風被擠壓到輸風管道3內部，此時，活塞4下部氣室2空間增大，第二單向閥10關閉，第一單向閥9打開，進行充氣。當活塞4向下運動時，活塞4上部氣室2空間增大，第四單向閥12關閉，第三單向閥11打開，進行充氣，此時，活塞4下部氣室2內的空氣被壓縮，第二單向閥10打開，第一單向閥9關閉，風被擠壓到輸風管道3內部。上述過程中，波浪起伏帶動浮子I和活塞4上升與下降運動產生的風能進入到了輸風管道3中，通過充氣閥13充入到儲氣室7中，當儲氣室7中壓強到達一定限值之時，恒壓排氣閥14打開，流出恒速氣流，氣流推動渦輪發(fā)電機8轉動發(fā)電。該過程循環(huán)往復不斷，電能平穩(wěn)輸出。
[0027]值得注意的是，該系統(tǒng)中多氣室形成集群陣列式可以提高波浪能利用效率以及系統(tǒng)的總發(fā)電量。該陣列式發(fā)電系統(tǒng)不受安裝方位影響，即可順波浪方向排列也可橫波浪方向安裝，這是因為無論浮子I上升或下降，風能都流入輸風管道3中，各氣室2之間工作狀況相互不產生影響。
[0028]以上所述，僅為發(fā)明較佳的【具體實施方式】，但發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發(fā)明揭露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內。因此，本發(fā)明的保護范圍應該以權利要求的保護范圍為準。
【主權項】
1.陣列式波浪能發(fā)電系統(tǒng)，其特征是該系統(tǒng)包括浮子(I)、氣室(2)、輸風管道(3)、活塞(4)、鋼架結構(5)、海上發(fā)電平臺(6)、儲氣室(7)、渦輪發(fā)電機(8)、第一單向閥(9)、第二單向閥(10)、第三單向閥(11)、第四單向閥(12)、充氣閥(13)、恒壓排氣閥(14);所述鋼架結構(5)支撐整個發(fā)電系統(tǒng)于海面上，浮子(I)與氣室(2)中的活塞(4)連接；輸風管道(3)連接儲氣室(7)，在兩者的連接處，輸風管道(3)內部安裝充氣閥(13);儲氣室(7)連接渦輪發(fā)電機(8)，兩者之間的連接管道內安裝恒壓排氣閥(14);儲氣室(7)和渦輪發(fā)電機(8)位于海上發(fā)電平臺(6)上面。2.根據權利要求1所述的陣列式波浪能發(fā)電系統(tǒng)，其特征是所述氣室(2)上下表面各有兩個開口引出管道；氣室(2)上表面一個管道內部安裝第三單向閥(11)，其開口與外界大氣連通，另一個管道內部安裝第四單向閥(12)，該管道與輸風管道(3)連通；氣室(2)下表面一個管道內部安裝第一單向閥(9)，其開口與外界大氣連通，另一個管道內部安裝第二單向閥(10)，該管道與輸風管道(3)連通。3.根據權利要求1所述的陣列式波浪能發(fā)電系統(tǒng)，其特征是所述單向閥門中，第一單向閥(9)與第四單向閥(12)為一組同時開閉，第二單向閥(10)與第三單向閥(11)為一組同時開閉，同一時刻兩組閥門工作狀態(tài)相反。4.根據權利要求1所述的集群陣列式波浪能發(fā)電系統(tǒng)，其特征是所述氣室(2)為圓柱體形狀。5.根據權利要求1所述的陣列式波浪能發(fā)電系統(tǒng)，其特征是所述浮子(I)的上表面為弧形。6.根據權利要求1所述的陣列式波浪能發(fā)電系統(tǒng)，其特征是所述氣室(2)多個為一組橫向排列，并有多列。
【文檔編號】F03B13/14GK105888933SQ201410740405
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2014年12月2日
【發(fā)明人】朱永強, 賈利虎, 郭文瑞, 計杭輝, 文俊, 王銀順
【申請人】華北電力大學