一种基于海浪波动动量的双向海浪发电装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108087189A(43)申请公布日2018.05.29(21)申请号201711334949.5(22)申请日2017.12.14(71)申请人王彦程地址266073山东省青岛市市北区福州北路80号(72)发明人王彦程(51)Int.Cl.F03B13/22(2006.01)F03B3/18(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图4页(54)发明名称一种基于海浪波动动量的双向海浪发电装置(57)摘要本发明的基于海浪波动动量的双向海浪发电装置，包括：海水冲击腔、海水汇集腔、喉道管、叶轮、发电机、海水冲击腔定位装置、机架，其特征是：带有直角变径收缩弯头的海水冲击腔与海水汇集腔垂直于海面，直角变径收缩弯头的大端端面内孔截面等效直径，大于其小端端面内孔直径八倍以上，其小端附近内孔流道设置有垂直于小端端面、周向分布的导流叶片。本发明充分利用了海浪向上波动的动量与向下波动产生的负压，通过直角变径收缩弯头加速，以及导流片导流，腔中的海水能够以数十倍以上海浪上下波动的速度，高速冲击叶轮旋转发电，实现海浪上下波动能的两次高效电能转换，尤其是，海浪下行的电能转换效率更高。本发明适于近海区规模化电站。CN108087189ACN108087189A权利要求书1/1页1.一种基于海浪上下波动动量的双向海浪发电装置，包括：海水冲击腔、海水汇集腔、喉道管、叶轮、发电机、海水冲击腔定位装置、机架，其特征在于：所述海水冲击腔竖立于海中，其上部带有直角变径收缩弯头，底部开放并潜于海浪波谷之下；所述海水汇集腔直立于海面上，其下部带有直角变径收缩弯头，顶部开放；所述喉道管，其内横截面为圆形，一端与所述海水冲击腔直角变径收缩弯头小端构成牢固密闭连接，另一端与所述海水汇集腔直角变径收缩弯头小端构成牢固密闭连接，所述叶轮安装在其内。2.根据权利要求1所述的直角变径收缩弯头，其特征在于：所述直角变径收缩弯头的大端端面内孔截面等效直径，大于其小端端面内孔直径八倍以上，且大端端面到小端端面内孔中心之间的高度，不大于近海区平均浪高的八分之一。3.根据权利要求1所述的直角变径收缩弯头，其特征在于：所述变径收缩弯头的小端附近内孔流道设置有垂直于小端端面、周向分布的导流叶片。4.根据权利要求2所述的直角变径收缩弯头，其特征在于：所述直角变径收缩弯头的大端端面水平布置，其内孔截面可以是椭圆形、圆形，或其他封闭图形，其小端端面内孔截面一般为圆形；由其大端端面内孔截面向其小端端面内孔截面的变径收缩过程是连续光滑的，其内孔截面中心曲线可以是样条曲线、高次曲线或其它水流内阻较小的曲线，或采用空间螺旋曲线。2CN108087189A说明书1/4页一种基于海浪波动动量的双向海浪发电装置技术领域[0001]本发明涉及一种利用海浪发电的装置，特别涉及一种利用海浪上下波动冲击动量的双向海浪发电装置，属于海洋可再生能源领域。背景技术[0002]随着陆地化石能源等的日益枯竭，以潮汐、波浪为主的海洋能源开发利用，已成为国际社会日益关注的焦点。相对风能，海浪能量密度高、储量巨大、分布广泛，是未来海洋能利用的主要方向。目前，海浪发电技术取得长了足进展，发电装置种类繁多，主要是通过直动浮子（如中国专利ZL201410532438.4）或摆动浮子（如美国专利US8,035,243Bl）将海浪的波动转换为机械运动，驱动发电机产生电力。由于近海岸海浪波动具有多向性和往复性，设计合理的、结构简单的海浪波浪能俘获系统比较困难。现有的海浪发电装置普遍存在结构复杂、能量转换效率低、转换装置成本高等问题，影响了海浪发电技术的进一步发展与产业化应用。[0003]海浪是由风吹动海洋表面所形成的，是波在海面的一种传播方式。海浪上任意海水质点都是在作上下周期波动，并向一定方向传播。海水质点在随同海浪波动时具有一定的波动速度，因而具有一定的动量与冲击力。相对浮子以浮力做功形式获取海浪波动能而言，利用海水沿海浪传播方向的冲击力做功，可以更有效地利用海浪的波动能。专利号为ZL200920002647.X的中国专利，公开了一种将海浪在岸边的冲击能量转化为电能的扇形水槽海浪发电装置，利用前涌的海浪冲击岸边扇形水槽中的扇形板旋转，带动发电装置发电。但该装置仅能捕获岸边的海浪波动能，且其电能转化效率受海潮变化影响较大，投资成本较高。根据近海岸海浪传播方向一般总是垂直于海岸线的规律，申请号为201510760208.8的中国发明专利，公开了一种利用沿海岸线垂直方向海浪冲击力来产生电能的装置。通过海浪冲击浮筒，使其产生沿海浪传播方向的机械运动，驱动直线电机发电。为增加海水对叶轮的冲击效果，专利号为ZL201420565034.0的中国专利，公开了一种利用沿海浪传播方向海