本發(fā)明專利是屬于波浪能利用領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
1、海洋中波浪能源非常豐富，人類對波浪能源的利用形式多種多樣。各種波浪能發(fā)電裝置必然帶來了成本和效率的控制。實(shí)際應(yīng)用的波浪能主要由：拾能單元，能量傳遞單元，能量轉(zhuǎn)換單元。但每個(gè)單元都有成本問題和效率問題。而且海洋中的波浪能發(fā)電設(shè)備大多體積比較大需要上百萬千萬的投資。給用戶和投資者帶來風(fēng)險(xiǎn)和壁壘。
2、所以降低波浪能發(fā)電設(shè)備的成本和提高波浪能轉(zhuǎn)化效率是解決問題的根本目的。同時(shí)根據(jù)所在海域海洋波浪的能量級(jí)別對波浪能發(fā)電設(shè)備降低成本和小型化，對新能源發(fā)電市場很有吸引力。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、原理及特點(diǎn)如下：針對降低波浪能設(shè)備的成本和提高波浪能轉(zhuǎn)化效率，同時(shí)滿足降低成本和小型化，本發(fā)明專利提出一種具有創(chuàng)新性的思路和解決方案。
2、只要水面有波浪就必定存在波峰波谷。實(shí)際的波浪并非是正弦波。為了便于分析，插圖均采用正弦波作參考講解。在波峰與波谷之間的某一點(diǎn)前后不是孤立存在的，而是各個(gè)點(diǎn)上相互牽制的(如圖1)。會(huì)導(dǎo)致波浪高點(diǎn)的能量與低點(diǎn)的能量相抵消。造成波浪拾能器無法正常獲取能量。
3、在原理上本分割式波浪能發(fā)電裝置思路新穎。直接將波浪分割成若干段(如圖2)，盡可能的將高點(diǎn)和低點(diǎn)分隔開，打破波浪高點(diǎn)到低點(diǎn)各個(gè)位置點(diǎn)之間的牽制。對每一段波浪能量用?c1拾能器?進(jìn)行單獨(dú)收集，避開各個(gè)波浪段相互牽制。當(dāng)然分的段數(shù)越多越精細(xì)，波浪能量的損失就越小。c1拾能器?的個(gè)數(shù)也就越多。所以分的段數(shù)是根據(jù)波浪大小和實(shí)際需求而定。每個(gè)?c1拾能器?收集之后，再合并一起送去做功發(fā)電。
4、波浪的起伏在各個(gè)?c1拾能器?內(nèi)形成高壓和負(fù)壓，分別實(shí)現(xiàn)波峰高壓壓氣環(huán)路，高壓氣體對c9渦輪機(jī)?做功。?和波谷負(fù)壓吸氣環(huán)路環(huán)路，負(fù)壓對?c9渦輪機(jī)?抽氣輔助做功。
5、本分割式波浪能發(fā)電裝置的能量傳遞介質(zhì)是密閉的氣體。沒有繁雜的機(jī)械結(jié)構(gòu)減少了機(jī)械摩擦。中間環(huán)節(jié)比較少，能夠減小波浪能量在采集和傳遞過程中的能量損失。同時(shí)(如圖2)，波峰壓氣和波谷吸氣共同推動(dòng)?c9渦輪機(jī)?做功。從而提高整個(gè)波浪能發(fā)電裝置的效率。
6、本分割式波浪能發(fā)電裝置結(jié)構(gòu)簡單直接。單體沒有復(fù)雜的部件。大多數(shù)部件可以采用低成本塑料管材實(shí)現(xiàn)。
7、技術(shù)方案如下(如圖3，圖4)：c1拾能器?開口向下，將空氣密閉在?c1拾能器?內(nèi)部。波浪的起伏推動(dòng)空氣進(jìn)行壓氣和吸氣動(dòng)作。所以分波峰壓氣階段和波谷吸氣階段。最終的目的是在?c9渦輪機(jī)?的輸入端和輸出端形成最大的高壓和負(fù)壓差。有利于做功。
8、首先波峰高壓壓氣環(huán)路，密閉的氣體在?c1拾能器?中被波浪壓縮，通過?c4拾能壓氣連接管，送入?c3b氣體單向閥進(jìn)氣件，通過?c3c氣體單向閥中間隔板?和?c3a氣體單向閥出氣件?，再通過?d13高壓箱連接管?輸出到?c6高壓箱?。此時(shí)實(shí)現(xiàn)了多個(gè)波浪分段的合并。將合并的壓縮氣體送入?c9渦輪機(jī)?做功。
9、然后波谷負(fù)壓吸氣環(huán)路，密閉的氣體在?c1拾能器?中被波浪吸氣形成負(fù)壓。通過c2拾能吸氣連接管，吸取?c3a氣體單向閥出氣件?中的氣體形成負(fù)壓。然后依次傳遞吸取c3c氣體單向閥中間隔板?和?c3b氣體單向閥進(jìn)氣件?中的氣體形成負(fù)壓。再到?d14低壓箱連接管?連接的?c5低壓箱。此時(shí)c5低壓箱?的氣壓就形成了負(fù)壓。由于波谷的作用將氣壓拉至最低。
10、氣體單向閥的構(gòu)成：氣體單向閥有兩種結(jié)構(gòu)。
11、本分割式波浪能發(fā)電裝置中使用的是氣體球形單向閥。其結(jié)構(gòu)由?c3a氣體單向閥出氣件，c3b氣體單向閥進(jìn)氣件，?c3c氣體單向閥中間隔板?共同組成兩路獨(dú)立隔開的氣體單向閥。分別實(shí)現(xiàn)防止推擠的高壓氣體被吸走，實(shí)現(xiàn)防止抽拉的負(fù)壓氣體被填充。c3a氣體單向閥出氣件?有兩個(gè)左右獨(dú)立隔開的氣室，前面和后面各有一個(gè)出口。c3b氣體單向閥進(jìn)氣件?有兩個(gè)左右獨(dú)立隔開的氣室，前面和后面各有一個(gè)入口(如圖7，8，9，10，11)。
12、另一種氣體單向閥結(jié)構(gòu)，是由兩個(gè)單獨(dú)的氣體單向閥，一個(gè)實(shí)現(xiàn)只允許氣體進(jìn)入c1拾能器，另一個(gè)實(shí)現(xiàn)只允許氣體抽出?c1拾能器。
13、拾能器水平位置的調(diào)節(jié)：c1拾能器?將空氣密閉在內(nèi)部。需要調(diào)節(jié)波峰到波谷中間的水平線位置(如圖1，2的x橫軸)。以便于最大能量限度的做功。本發(fā)明使用?c11浮體?和c12配重體?配合，保證在波峰時(shí)，波浪不超過?c1拾能器頂部，水不進(jìn)入?c4拾能壓氣連接管。在波谷時(shí)，波浪不低于?c1拾能器?底部，防止密閉氣體漏氣。
14、拾能器適合小型，中型，大型波浪：波浪能量采集的多少取決于?c1拾能器?開口的形態(tài)和尺寸。形態(tài)一般采用圓形或者方形，尺寸和截面積小。只要?c1拾能器?開口的形態(tài)和尺寸小于一個(gè)波浪的波長就能實(shí)現(xiàn)波浪能量采集。當(dāng)?c1拾能器?開口的形態(tài)和尺寸完全處于上半波波長之內(nèi)，或者完全處于下半波波長之內(nèi)，此時(shí)波浪能量采集最佳。所以只要本分割式波浪能發(fā)電裝置的?c1拾能器?開口的尺寸足夠小，也就是說波浪分割的段數(shù)越多，就可以實(shí)現(xiàn)小型波浪到大型波浪全部類型的波浪能采集。
15、靈活多變的多重組合形式：本分割式波浪能發(fā)電裝置，采用分割方式最大限度的破除了波峰與波谷之間的相互牽連導(dǎo)致的拾能失效，所以非常適合多種組合形式和大量的組合排列。例如：兩個(gè)分割式波浪能發(fā)電裝置成對對稱布局(如圖5，圖6)，可實(shí)現(xiàn)低成本小型布局。實(shí)現(xiàn)小，中，大型波浪的采集。如果將成對對稱布局的分割式波浪能發(fā)電裝置“一”字排開，或者“三角”組合，或者“田”字組合，相互首位連接就可以實(shí)現(xiàn)更多波浪能的收集。
1.本發(fā)明專利在原理上，依據(jù)(圖2)對波浪進(jìn)行分割，將分割后的波浪能量合并一起，然后送去c9渦輪機(jī)做功。
2.本發(fā)明專利是通過起伏的波浪推拉密閉的氣體介質(zhì)，實(shí)現(xiàn)能量的傳遞。
3.本發(fā)明專利分割式波浪能發(fā)電裝置包含：c1拾能器；c2拾能吸氣連接管；c3a氣體單向閥出氣件；c3b氣體單向閥進(jìn)氣件；c3c氣體單向閥中間隔板；c4拾能壓氣連接管；c5低壓箱；c6高壓箱；c7渦輪低壓連接件；c8渦輪機(jī)高壓連接件；c9渦輪機(jī)；c10發(fā)電機(jī)；c11浮體；c12配重體；d13高壓箱連接管；d14低壓箱連接管。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的分割式波浪能發(fā)電裝置，其特征在于：波浪被n多組單獨(dú)的拾能部分進(jìn)行分割。每組拾能部分包含c1拾能器，c2拾能吸氣連接管，c4拾能壓氣連接管，c3a氣體單向閥出氣件，c3b氣體單向閥進(jìn)氣件，c3c氣體單向閥中間隔板，d13高壓箱連接管，d14低壓箱連接管。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的分割式波浪能發(fā)電裝置，其特征在于：c1拾能器是向下開口的，并且被水密閉的氣體容器。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的分割式波浪能發(fā)電裝置，其特征在于：每個(gè)c1拾能器使用2個(gè)氣體單向閥。分別是高壓氣體單向閥和低壓氣體單向閥。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的分割式波浪能發(fā)電裝置，其特征在于：氣體單向閥有兩種形式，其中第一種由c3a氣體單向閥出氣件，c3b氣體單向閥進(jìn)氣件?和?c3c氣體單向閥中間隔板?共同組成兩路隔開的氣體單向閥。?實(shí)現(xiàn)c1拾能器的一路壓氣單向閥和一路吸氣單向閥。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的分割式波浪能發(fā)電裝置，其特征在于：氣體單向閥有兩種形式，其中第二種由兩個(gè)一樣的獨(dú)立的氣體單向閥，分別實(shí)現(xiàn)c1拾能器對密閉氣體進(jìn)行壓氣和吸氣。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的分割式波浪能發(fā)電裝置，其特征在于：密閉的氣體通過?d13高壓箱連接管?在?c6高壓箱?輸入口合并。密閉的氣體通過?d14低壓箱連接管?在?c5低壓箱輸出口分開。
10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的分割式波浪能發(fā)電裝置，其特征在于：c11浮體?和?c12配重體?一起，用于調(diào)節(jié)?c1拾能器?的中間點(diǎn)處于水平線位置。