[發(fā)明專利]一種水上發(fā)電裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011386751.3
• 申請(qǐng)日: 2020-12-02
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112392641B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-12-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳曉飛;李明敏;李廷樞
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣州船舶及海洋工程設(shè)計(jì)研究院(中國(guó)船舶工業(yè)集團(tuán)公司第六0五研究院）
• 主分類號(hào): F03B13/00
• 分類號(hào): F03B13/00;F03B11/00;B63B35/44
• 代理公司: 廣州致信偉盛知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44253
• 代理人: 龍日權(quán);李東來(lái)

一種水上發(fā)電裝置，密閉漂浮的設(shè)備臺(tái)被中部的艙隔板分為上、下兩個(gè)艙室，下艙室存有淡水并安裝有發(fā)電艙，發(fā)電艙將下艙室分隔為U形，使淡水經(jīng)底部的水流通道在兩側(cè)流動(dòng)，從而推動(dòng)底部的渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)，渦輪又通過(guò)連軸機(jī)構(gòu)帶動(dòng)發(fā)電艙內(nèi)的發(fā)電機(jī)工作，發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電能則存儲(chǔ)至上艙室內(nèi)的蓄電池處。該水上發(fā)電裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可降低生產(chǎn)和維護(hù)成本，并能夠應(yīng)用于各類水上環(huán)境，同時(shí)對(duì)使用環(huán)境的限制極小，且使用壽命極高，平穩(wěn)性好，有利于保證工作穩(wěn)定性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及發(fā)電設(shè)備，特別是涉及一種設(shè)置于水上并利用水能進(jìn)行發(fā)電的裝置。

背景技術(shù)

水能是一種可再生的清潔能源，其以水體的動(dòng)能、勢(shì)能或壓力能等作為能量資源。江河、海洋內(nèi)的水體都能夠用于發(fā)電，特別是海洋，其蘊(yùn)含的波浪能極為巨大。海上發(fā)電設(shè)備通過(guò)捕獲波浪對(duì)結(jié)構(gòu)件的擾動(dòng)而產(chǎn)生的動(dòng)能，再通過(guò)液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。但現(xiàn)有的海上發(fā)電設(shè)備的經(jīng)濟(jì)性較差，難以進(jìn)行大規(guī)模化的推廣，其中一個(gè)原因是設(shè)備成本較高，另一個(gè)原因是設(shè)置位置限制較大，部分設(shè)備只能布置于岸邊，并需要挑選適宜的海岸位置進(jìn)行人工改造，既需要大量的改造成本，也影響海岸景觀；部分設(shè)置則布置在沿海，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、系固成本高，運(yùn)動(dòng)部件的防腐、防漏要求高，且維護(hù)困難。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且可適用于各類水上環(huán)境的水上發(fā)電裝置，以更有效、充分地利用水力發(fā)電，并降低設(shè)備制造和維護(hù)成本。

本發(fā)明所述的水上發(fā)電裝置，包括密閉、可漂浮的設(shè)備臺(tái)，設(shè)備臺(tái)中部設(shè)置有艙隔板并將設(shè)備臺(tái)內(nèi)部密封分隔為上艙室和下艙室；艙隔板的底部安裝有密閉的發(fā)電艙，發(fā)電艙沿某一直線方向的兩艙壁延伸至設(shè)備臺(tái)內(nèi)壁，發(fā)電艙另一直線方向的兩艙壁與設(shè)備臺(tái)內(nèi)側(cè)壁之間留有間距形成蓄水室，發(fā)電艙底部與設(shè)備臺(tái)底部之間設(shè)有兩條連通兩側(cè)蓄水室的水流通道，下艙室內(nèi)灌有液體，且液面位于蓄水室內(nèi)并與艙隔板之間留有間距形成換氣區(qū)，另有連通兩側(cè)換氣區(qū)的透氣管；上艙室內(nèi)安裝有蓄電池，發(fā)電艙內(nèi)安裝有發(fā)電機(jī)，水流通道內(nèi)設(shè)置有渦輪，渦輪通過(guò)連軸組件與發(fā)電機(jī)連接，發(fā)電機(jī)通過(guò)IGBT模塊與蓄電池連接。

本發(fā)明所述的水上發(fā)電裝置，設(shè)備臺(tái)漂浮于水上且密閉設(shè)置，可有效防止?jié)B水；艙隔板將設(shè)備臺(tái)內(nèi)的空間分隔為了上、下兩部分，上部的上艙室用于放置蓄電池，下部的下艙室又被發(fā)電艙進(jìn)一步分隔為了內(nèi)、外兩部分，發(fā)電室內(nèi)部安裝發(fā)電機(jī)，發(fā)電艙外部形成了U形蓄水空間并存放有淡水，淡水不灌滿整個(gè)U形蓄水空間，而是留有一定的區(qū)域作為換氣區(qū)，使淡水可以經(jīng)底部的水流通道在兩側(cè)的蓄水室之間進(jìn)行流動(dòng)。在使用時(shí)將水上發(fā)電裝置放在水上，如一定范圍海浪等級(jí)海面上，海洋波浪的起伏將會(huì)推動(dòng)設(shè)備臺(tái)產(chǎn)生周期性橫搖運(yùn)動(dòng)，下艙室內(nèi)的淡水將會(huì)不斷地經(jīng)水流通道流動(dòng)，從而帶動(dòng)渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)，渦輪則通過(guò)連軸組件帶動(dòng)發(fā)電機(jī)工作并發(fā)電，產(chǎn)生的電能通過(guò)IGBT模塊轉(zhuǎn)換為直流電存儲(chǔ)至蓄電池內(nèi)，以保存電能。該種水上發(fā)電裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制作和維護(hù)都極為容易，可有效降低生產(chǎn)和維護(hù)成本；且其能夠應(yīng)用于大多數(shù)水上環(huán)境，適用范圍較高，同時(shí)也具有較高的機(jī)動(dòng)性，可逃離過(guò)于惡劣的海況環(huán)境；除此之外，其對(duì)使用環(huán)境的限制極小，無(wú)論是近海還是遠(yuǎn)海都可以方便地進(jìn)行放置，也無(wú)需對(duì)使用環(huán)境進(jìn)行改造；還有，外露的設(shè)備臺(tái)為密閉結(jié)構(gòu)且可采用耐腐蝕性高的材質(zhì)制作，且即使發(fā)生傾覆也不會(huì)浸水，內(nèi)部則采用不具有腐蝕性的淡水作為推動(dòng)渦輪工作的水源，可避免腐蝕破壞渦輪和連軸組件，極大地提高了使用壽命；淡水除了作為推動(dòng)渦輪的動(dòng)力源之外，還可以使整個(gè)水上發(fā)電裝置的重心下移，從而提高其平穩(wěn)性，即使在風(fēng)浪作用下產(chǎn)生大幅度橫傾都不會(huì)發(fā)生傾覆，從而保證工作穩(wěn)定性。

附圖說(shuō)明

圖1是水上發(fā)電裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是兩套發(fā)電機(jī)和渦輪的布置結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是水上發(fā)電裝置另一實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是水上發(fā)電裝置的工作狀態(tài)示意圖。

具體實(shí)施方式