一種旋流式水、氣聯合波能發電裝置制造方法及圖紙

本實用新型專利技術涉及一種旋流式水、氣聯合波能發電裝置，包括：聚坡道、單向自動拍門、副水池、主水池，喇叭口豎井，喇叭口豎井主體為豎直的圓筒形，環繞喇叭口周圍均布多個高起旋墩和低起旋墩。喇叭口豎井中設有帶動水輪發電機的水輪機。喇叭口豎井的底部連接出水洞，出水洞下游段設置多個排氣井，排氣井與水氣分離室連接，水氣分離室通過空氣單向閥與壓縮空氣室連接，壓縮空氣室內設有帶動氣輪發電機的氣輪機。本實用新型專利技術采用的旋流豎井產生旋流空腔，使水流中形成帶有能量的空氣，這些空氣在出水洞中聚集形成帶有能量的氣囊，當氣囊遇到排氣井時形成帶有能量的氣流，這樣就可以既利用水流也利用氣流進行發電，提高波力發電的效率。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及ー種旋流式水、氣聯合波能發電裝置，是ー種無污染、對環境影響很小的新能源發電裝置，是ー種利用海浪的波能發電的裝置。
技術介紹
全球范圍內具有發展前景的波能轉換電能的原理和裝置基本上有三種波浪振蕩水柱(OWC)轉換氣壓能這是由波浪上下運動產生的壓縮空氣通過氣輪發電機發電。如英國2000年在海島上建成的500kw的UMPET電站，我國在廣東汕尾市遮浪鎮海岸建成的IOOkw電站。波浪峰谷的彎曲運動轉換液壓能這是由一條半潛浮在海上，幾段圓形鋼管鉸接成的，波浪引起鋼管鉸接處彎曲伸縮，將其動能傳遞給液壓油缸，使波能轉換成液壓能，驅動馬達和發電機產生電能。如英國2002年開發的直徑3. 5m、長150m，容量750kw的“海蛇”式(Pelamis)波浪發電裝置。波浪沿收縮坡道(Tapchan)爬坡轉換勢能這是波浪通過收縮坡道爬坡漫溢進入水庫里，由于水庫水位高出海面，因此水流通過水輪機驅動電動機發電，如1986年挪威在海島上建造的350kw波能電站。2008年挪威在海島上修建了 SSG爬坡漫溢式波能轉換裝置，設置上下三層蓄水池捕捉波浪漫溢的海水，驅動水輪機產生電能。還有丹麥離海岸的波龍(WD)浮動發電裝置是波浪漫溢到水池里采用低水頭旋漿式水輪機發電。
技術實現思路
為了利用波能多發電，本技術提出了一種旋流式水、氣聯合波能發電裝置。所述的裝置利用波浪爬坡和水流在跌落時的動能產生螺旋流。由于螺旋流在跌落過程中會帶入大量空氣，在出水洞中產生有壓氣囊。這些有壓氣囊也帶有相當的能量，因此，在水流旋流發電的同時，再利用氣囊中的能量發電，提高波能發電的整體效率。本技術的目的是這樣實現的一種旋流式水、氣聯合波能發電裝置，包括面向大海的聚坡道，所述聚波道的頂端設有安裝單向自動拍門的副水池，所述的副水池環繞主水池，所述的主水池中央設有喇叭ロ豎井，所述喇叭ロ豎井的主體為豎直的圓筒形，圓筒形的頂端為上端大、然后按橢圓曲線逐漸縮小的喇叭形進水口，環繞所述的喇叭ロ豎井的喇叭ロ周圍均布多個兼做水輪發電機組支撐的高起旋墩，在所述各個高起旋墩之間設有低起旋墩；所述的喇叭ロ豎井中設有帶動水輪發電機的水輪機；所述喇叭ロ豎井的底部連接出水洞，所述的出水洞下游段設置多個排氣井，所述的排氣井與水氣分離室連接，所述的水氣分離室通過空氣單向閥與壓縮空氣室連接，所述的壓縮空氣室內設有帶動氣輪發電機的氣輪機，所述出水洞的出水ロ設置在最低潮位的水下。本技術產生的有益效果是本技術采用的旋流豎井產生旋流空腔，使水流中形成帶大量的空氣，這些空氣在出水洞中聚集形成帶有能量的氣囊，當氣囊遇到排氣井時形成帶有能量的氣流，這樣就可以既利用水流也利用氣流進行發電，提高波力發電的效率。以下結合附圖和實施例對本技術作進ー步說明。附圖說明圖1是本技術的實施例一所述裝置的結構示意圖；圖2是本技術的實施例一所述裝置的結構示意圖，是圖1中B-B向視圖；圖3是本技術的實施例一所述裝置的結構示意圖，是圖1中C-C向視圖；圖4是本技術的實施例二所述裝置聞、低起旋壤不意圖；圖5是本技術的實施例四所述裝置水輪機葉片示意圖。具體實施方式實施例一本實施例是ー種旋流式水、氣聯合波能發電裝置，如圖1、2、3所示。本實施例包括面向大海的聚坡道1，所述聚波道的頂端設有安裝單向自動拍門11的副水池10，所述的副水池環繞主水池2，所述的主水池中央設有喇叭ロ豎井5，所述喇叭口豎井的主體為豎直的圓筒形，圓筒形的頂端為上端大、然后按橢圓曲線逐漸縮小的喇叭形進水ロ，環繞所述的喇叭ロ豎井的喇叭ロ周圍均布多個兼做水輪發電機組支撐的高起旋墩3，在所述各個高起旋墩之間設有低起旋墩4。所述的喇叭ロ豎井中設有帶動水輪發電機8的水輪機7 ;所述喇叭ロ豎井的底部連接出水洞13，所述的出水洞下游段設置多個排氣井14，所述的排氣井與水氣分離室15連接，所述的水氣分離室通過空氣單向閥16與壓縮空氣室17連接，所述的壓縮空氣室內設有帶動氣輪發電機18的氣輪機22，所述出水洞的出水扣20設置在最低潮位L的水下(圖2、3中H表不最聞潮位，L表不最低潮位)。如圖1所示，所述的裝置設置在防波堤上，面向大海的一面設置聚波道。所述的聚波道是ー個面向大海的斜坡，斜波高的一側高于最高潮位H，低的ー側延伸至最低潮位水下。海浪掀起的時候，浪頭可以沿坡道爬升。在聚波道的頂部設置水池，將爬升到聚波道頂部的水流滯留在水池中，形成帶有勢能的水體，利用這些勢能轉化為電能供使用。為在浪潮較小使也能夠發電，在主水池的兩側設立延伸至水中的隔墻23。面向大海的一側兩道隔墻之間的距離較大，接近主水池時兩道隔墻的距離較小。海浪從大海向所述裝置涌來時(圖1中箭頭A的方向)水流在兩道隔墻的作用下聚集，使較低的浪潮也可以爬上聚波道的頂端，進入主水池，產生帶有勢能的水體。為充分利用浪潮較大時的能量，在主水池的周圍，略高的位置設置副水池。所述的副水池可以與沿防波堤修筑的流水道12聯通，使沖上防波堤頂端的海水通過流水道進入副水池中，成為具有勢能的水體。副水池和主水池之間利用導流平水柵9隔開。導流平水柵環繞面向大海的主水池，形成一段水槽，水槽的一端設置單向自動拍門，與副水池連接，水槽的另一端與主水池連接。較低海浪涌入吋，浪頭較低，海水只能進入平水柵所隔開的水槽和主水池中，這時副水池中沒有水或水量很少，單向自動拍門關閉，水槽中的水流只能進入主水池(圖1中箭頭dl的方向)。較大海浪涌入時，浪頭較高，可以到達副水池和防波堤上輸水道的高度，使副水池和輸水道中充滿海水，由于輸水道和副水池高于主水池，副水池和輸水道中勢能較大的水流沖開單向自動拍門進入主水池(圖1中箭頭d2的方向)，增加主水池中水體的勢能。本實施例的關鍵在于豎井的喇叭ロ周邊設置起旋墩。使豎井產生兩個作用，ー是產生螺旋流，ニ是在水流中摻入大量空氣。本實施例所述裝置與一般低水頭發電不同點在干，不是依靠勢能的水流直接沖動動水輪機，而是依靠水流的旋轉，雖然水流的旋轉也是由水流的勢能產生的，但最終帶動水輪機轉動的主要是螺旋流的合成速度的動力，而喇叭ロ豎井的螺旋流則由喇叭ロ的起旋墩導流產生的。喇叭ロ豎井的喇叭ロ周邊設立的起旋墩，促使進入豎井的水流形成螺旋流，產生動能。喇叭ロ豎井的進ロ為橢圓曲線的喇叭形，這樣的設置也是為了促使水流的旋轉。水流旋轉時由于離心力的作用，使質量較大的水貼近豎井洞壁，在旋流中央產生旋流空腔6，旋流空腔周圍的水流帶動旋流空腔中心的氣體旋轉、攪拌、摻混，使這些氣體融入向下流動的水流中。起旋墩是均勻分布在喇叭ロ豎井的喇叭ロ周圍，起旋墩的邊長與喇叭ロ切線成1(T20度的角度(見圖4)。起旋墩分為高起旋墩和低起旋墩。高起旋墩的作用除導流起旋 外主要是為了支撐水輪機和水輪發電機。高起旋墩不能過多，一般為3 4個，過多的高起旋墩會阻礙水流進入豎井。在各個高起旋墩之間可以布置I個低起旋墩。水量較小時，低起旋墩露在水面上，水量較大時淹沒在水中，這樣既可以促進水流的旋轉，又不會阻礙大量水流進入豎井。本實施例所述的水輪機與普通的低水頭發電水輪機略有不同。其葉片面上部與垂線成小于40度的角度，下部呈圓弧狀。本實施例所述水輪機的轉動主要依靠的是螺旋流合成速度所產生的動能和作用力，水流豎直向下的動能只是輔助作本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種旋流式水、氣聯合波能發電裝置，包括：面向大海的聚坡道，所述聚波道的頂端設有安裝單向自動拍門的副水池，所述的副水池環繞主水池，其特征在于，所述的主水池中央設有喇叭口豎井，所述喇叭口豎井的主體為豎直的圓筒形，圓筒形的頂端為上端大、然后按橢圓曲線逐漸縮小的喇叭形進水口，環繞所述的喇叭口豎井的喇叭口周圍均布多個兼做水輪發電機組支撐的高起旋墩，在所述各個高起旋墩之間設有低起旋墩；所述的喇叭口豎井中設有帶動水輪發電機的水輪機；所述喇叭口豎井的底部連接出水洞，所述的出水洞下游段設置多個排氣井，所述的排氣井與水氣分離室連接，所述的水氣分離室通過空氣單向閥與壓縮空氣室連接，所述的壓縮空氣室內設有帶動氣輪發電機的氣輪機，所述出水洞的出水口設置在最低潮位的水下。

【技術特征摘要】
1.一種旋流式水、氣聯合波能發電裝置，包括面向大海的聚坡道，所述聚波道的頂端設有安裝單向自動拍門的副水池，所述的副水池環繞主水池，其特征在于，所述的主水池中央設有喇叭口豎井，所述喇叭口豎井的主體為豎直的圓筒形，圓筒形的頂端為上端大、然后按橢圓曲線逐漸縮小的喇叭形進水口，環繞所述的喇叭口豎井的喇叭口周圍均布多個兼做水輪發電機組支撐的高起旋墩，在所述各個高起旋墩之間設有低起旋墩；所述的喇叭口豎井中設有帶動水輪發電機的水輪機；所述喇叭口豎井的底部連接出水洞，所述的出水洞下游段設置多個排氣井，所述的排氣井與水氣分離室連接，所述的水氣分離室通過空氣單向閥與壓縮空氣室連接，所述的壓縮空氣室內設...

【專利技術屬性】
技術研發人員：董興林，楊開林，郭新蕾，王濤，郭永鑫，付輝，賈順鐘，李甲振，
申請(專利權)人：中國水利水電科學研究院，
類型：實用新型
國別省市：