跃浪叶轮式波能转换装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102287313A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102287313A(43)申请公布日2011.12.21(21)申请号201110215221.7(22)申请日2011.07.29(71)申请人天津大学地址300072天津市南开区卫津路92号(72)发明人李大鸣李晓瑜(74)专利代理机构天津市北洋有限责任专利代理事务所12201代理人叶青(51)Int.Cl.F03B13/18(2006.01)F03B3/12(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称跃浪叶轮式波能转换装置(57)摘要本发明公开了一种跃浪叶轮式波能转换装置，该装置包括通过基础底座固定设置在岸基上的叶轮机壳，叶轮机壳通过轴承支座安装有设置于叶轮机壳内部的轮轴，轮轴上固定安装有均布有三至六片叶片的叶轮，叶片的形状为圆弧凹面；叶轮机壳在面向跃浪一面的斜上部连接有与其相通的楔形体收缩波道，叶轮机壳的斜下部在楔形体收缩波道对面连接有排水管路，排水管路一端与所述叶轮机壳相通，另一端与海水环境相通；叶轮机壳内壁嵌装有用于防止叶轮逆向旋转的止回装置。本发明通过利用水动力产生的能量，借助于能有效确保叶轮连续同向旋转的止回装置，获得高效的能量传递和转换，集高效率与高可靠性为一体，建造成本低廉，能够适应不同的地形和海况条件。CN102873ACCNN110228731302287325A权利要求书1/1页1.一种跃浪叶轮式波能转换装置，其特征在于，该装置包括通过基础底座固定设置在岸基上的叶轮机壳，所述叶轮机壳通过轴承支座安装有设置于所述叶轮机壳内部的轮轴，所述轮轴上固定安装有均布有三至六片叶片的叶轮，所述叶片的形状为圆弧凹面；所述叶轮机壳在面向跃浪一面的斜上部连接有与其相通的楔形体收缩波道，所述叶轮机壳的斜下部在所述楔形体收缩波道对面连接有排水管路，所述排水管路一端与所述叶轮机壳相通，另一端与海水环境相通；所述叶轮机壳内壁在所述楔形体收缩波道的出口下方嵌装有用于防止所述叶轮逆向旋转的止回装置。2.根据权利要求1所述的一种跃浪叶轮式波能转换装置，其特征在于，所述轮轴与所述叶轮之间为键连接。3.根据权利要求1所述的一种跃浪叶轮式波能转换装置，其特征在于，所述叶轮包括四片叶片。4.根据权利要求1所述的一种跃浪叶轮式波能转换装置，其特征在于，所述叶轮的凹面圆弧半径为R，其中，r为所述叶轮机壳的内径，α为所述楔形体收缩波道下坡面的水平夹角，β为所述叶轮轴心到所述叶轮机壳与所述楔形体收缩波道下坡面交点连线的水平夹角。5.根据权利要求1所述的一种跃浪叶轮式波能转换装置，其特征在于，所述止回装置包括一端通过销轴连接于所述叶轮机壳的止回棘爪，所述止回棘爪中部连接有另一端固定在所述叶轮机壳的止回弹簧。6.根据权利要求1所述的一种跃浪叶轮式波能转换装置，其特征在于，所述楔形体收缩波道由集波上壁、集波下壁和两边的集波侧壁构成。7.根据权利要求1所述的一种跃浪叶轮式波能转换装置，其特征在于，所述排水管路由排水管上壁、排水管下壁和两边的排水管侧壁构成。2CCNN110228731302287325A说明书1/4页跃浪叶轮式波能转换装置技术领域[0001]本发明涉及可再生能源技术领域中的海洋波浪能开发应用，具体的说，是涉及一种叶轮式波能转换装置。背景技术[0002]近年来，受化石能源日趋枯竭、能源供应安全、保护环境和生态平衡等的驱动，人们对新能源的开发越来越重视。地球表面积的71％是具有巨大能源资源的海洋，其中波浪能是海洋能源中蕴藏量最为丰富的能源之一。利用海洋能源已成为当今世界能源研究的方向，而如何有效利用资源丰富、可再生的海洋资源，也显得更加重要。[0003]在上述背景下，波浪能的开发利用正日益受到关注，经过20世纪70年代对多种波浪能装置的试验和研究到80年代的海况试验及应用示范研究，国内外学者相继提出了很多不同种类的波能转换装置，波浪发电技术已逐步接近实用化水平。波能发电的关键技术是中间的转换装置，目前研究最多、应用最广的有：振荡水柱式波能装置、摆式波能装置、聚波水库波能装置、振荡浮子式波能转换装置。[0004]振荡水柱式波能装置是以空气作为转换介质，其一级能量转换机构为气室，二级能量转换机构为空气透平。振荡水柱波能装置的优点是转动机构不与海水接触，防腐性能好，安全可靠，维护方便。其缺点是二级能量转换效率较低；现有振荡水柱式波能收集转换装置多用于航标灯等微型电力设备的供电，输出功率较小；近岸振荡水柱式波能收集转换装置对海岸地形要求较高。[0005]摆式波能装置是通过摆体在波浪力的作用下发生的前后或上下摆动，将波浪能转换为摆轴的动能。摆式装置一方面转化效率高，另一方面可以方便地与相位控制技术相结合，相位控制技术可以使波能装