一种利用防波堤的振荡水柱式波浪能发电装置的制作方法

1.本发明涉及波浪发电领域，具体而言，涉及一种利用防波堤的振荡水柱式波浪能发电装置。


背景技术：

2.振荡水柱式发电装置主要包括一个空箱35，空箱35淹没于海水的部分设有进水口36，空箱35内部水面以上的腔室形成气室37。波浪向着空箱35移动，当波峰接近空箱的前壁时，水进入空箱35，推动箱内水位上升，上升的水位使气室37的气压增加，气室37内空气通过出入孔38排出，出入孔38狭小，气体高流速喷出并带动涡轮机体39转动，如图1所示。在波谷接近空箱35前壁时，水从空箱35抽出，空箱35内水位下降，下降的水位使气室37的气压降低，外面空气通过出入孔38高速进入气室37。流出流进的气体将推动涡轮机体39旋转，涡轮机体39再带动风力发电机40发电。
3.现有技术中的振荡水柱式发电装置通常结构尺寸唯一，不能进行调节，当波浪较大时，气体流速较快，气体带动涡轮机体39转动的同时会有能量剩余；波浪较小时，气体流速较慢可能无法带动涡轮机体39转动，现有技术缺少一种能合理利用波浪能量的振荡水柱式发电装置。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种利用防波堤的振荡水柱式波浪能发电装置，其能够适应不同大小的波浪，充分将波浪能转化为电能。
5.本发明的实施例是这样实现的：
6.本技术实施例提供一种利用防波堤的振荡水柱式波浪能发电装置，包括用于固定于防波堤的箱体；箱体内部设有储气室，箱体设有与储气室连通的进水孔以及多个导气孔，箱体设有多个与任一导气孔对应的排气管，任一排气管设有发电组件，任一排气管的两端均设有用于改变排气管开口大小的流量阀；箱体设有用于隔断储气室与导气孔的阀门组件。
7.在本发明的一些实施例中，上述阀门组件包括门体、牵引绳、第一电机以及与箱体铰接的导向轮；门体一端与箱体铰接，门体另一端为自由端且与牵引绳连接，牵引绳与导向轮配合，牵引绳远离门体的一端与第一电机传动连接。
8.在本发明的一些实施例中，上述箱体设有用于保护第一电机的防护罩。
9.在本发明的一些实施例中，上述任一排气管两端均设有漏斗形状的导流件。
10.在本发明的一些实施例中，上述流量阀包括轮盘、设于排气管的第二电机、设于导流件的第一安装板、多个连接板和多个摆杆；
11.第一安装板设有与导流件连通的第一通气孔；任一连接板一端与第一安装板铰接，连接板另一端为自由端，相邻的连接板能互相配合对第一通气孔遮掩；任一摆杆一端与连接板铰接，摆杆另一端与轮盘铰接；第一安装板周向设有多个定位杆，轮盘设有与定位杆
配合的滑槽；第二电机的转轴设有主动齿轮，轮盘外侧壁设有与主动齿轮配合的凸齿。
12.在本发明的一些实施例中，上述定位杆设有防止轮盘轴向滑移的定位块。
13.在本发明的一些实施例中，上述流量阀还包括设于导流件的第二安装板、多个设于第二安装板的油缸以及设于油缸的滑板；
14.第二安装板设有与导流件连通的第二通气孔，滑板能将第二通气孔遮掩；第二安装板设有与滑板配合的滑轨。
15.在本发明的一些实施例中，上述发电组件包括涡轮机以及与涡轮机连接的发电机，涡轮机设有能双向转动的涡轮叶片。
16.在本发明的一些实施例中，上述箱体和排气管均设有防护层。
17.在本发明的一些实施例中，上述箱体设有用于导入海浪的挡板。
18.相对于现有技术，本发明的实施例至少具有如下优点或有益效果：
19.本发明的箱体安装于防波堤，海浪能从进水孔进入箱体内部，储气室的气压变化使得气流流经导气孔并带动发电组件发电；当海浪较大时，阀门组件能将储气室与多个导气孔连通，保证每一个排气管内的发电组件都能进行发电；当海浪较小时，阀门组件能将储气室只与一个导气孔连通，其余导气孔与储气室被阀门组件隔断，保证连通的排气管的发电组件充分利用风能发电；流量阀能改变排气管开口大小，以改变排气管中气流流速，排气管开口越小，气流流速越快，保证海浪较小时，排气管中的气流仍能带动发电组件进行发电。
附图说明
20.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
21.图1为现有技术中振荡水柱式波浪能发电装置的结构示意图；
22.图2为本发明实施例振荡水柱式波浪能发电装置的结构示意图；
23.图3为图2中a处放大图；
24.图4为本发明实施例5流量阀的结构示意图；
25.图5为本发明实施例7例振荡水柱式波浪能发电装置的结构示意图；
26.图6为图5中b处放大图；
27.图7为本发明实施例7流量阀的结构示意图；
28.图8为本发明实施例振荡水柱式波浪能发电装置的俯视图；
29.图9为本发明实施例涡轮叶片的结构示意图。
30.图标：1-箱体；2-储气室；3-进水孔；4-导气孔；5-排气管；6-门体；7-牵引绳；8-第一电机；9-传动轮；10-安装架；11-第一安装块；12-第二安装块；13-绕线轮；14-防护罩；15-导流件；16-轮盘；17-第二电机；18-第一安装板；19-连接板；20-摆杆；21-第一通气孔；22-定位杆；23-滑槽；24-主动齿轮；25-定位块；26-第二安装板；27-第二通气孔；28-油缸；29-滑板；30-滑轨；31-涡轮机；32-发电机；33-涡轮叶片；34-挡板；35-空箱；36-进水口；37-气室；38-出入孔；39-涡轮机体；40-风力发电机。
具体实施方式
31.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
32.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
33.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
34.在本发明实施例的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
35.此外，若出现术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
36.在本发明实施例的描述中，“多个”代表至少2个。
37.在本发明实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
38.实施例1
39.请参照图2，本实施例提供一种利用防波堤的振荡水柱式波浪能发电装置，包括用于固定于防波堤的箱体1；箱体1内部设有储气室2，箱体1设有与储气室2连通的进水孔3以及多个导气孔4，箱体1设有多个与任一导气孔4对应的排气管5，任一排气管5设有发电组件，任一排气管5的两端均设有用于改变排气管5开口大小的流量阀；箱体1设有用于隔断储气室2与导气孔4的阀门组件。
40.在本实施例中，箱体1安装于防波堤，进水孔3位于箱体1的下方并位于海水中，海浪能从进水孔3进入箱体1内部形成水柱，水柱的不停上下运动使水柱自由表面上部的空气柱产生振荡运动，导气孔4轴线处于水平状态；空气在储气室2上方的导气孔4实现往复透平，即水柱上升，储气室2内的空气从排气管5排出，水柱下降，外界空气从排气管5进入储气室2，排气管5中流动的气流带动发电组件发电；当海浪较大时，阀门组件能将储气室2与多个排气管5连通，保证每一个排气管5内的发电组件都能进行发电；当海浪较小时，阀门组件能将储气室2只与一个排气管5连通，其余排气管5与储气室2被阀门组件隔断，保证连通的
排气管5的发电组件充分利用风能发电；流量阀能改变排气管5开口大小，以改变排气管5中气流流速，排气管5开口越小，气流流速越快，保证海浪较小时，排气管5中的气流仍能带动发电组件进行发电。本实施例的振荡水柱式波浪能发电装置充分利用波浪能进行发电，有效利用自然资源，发电效率高。
41.实施例2
42.请参照图2，本实施例提供一种利用防波堤的振荡水柱式波浪能发电装置，其与实施例1结构大致相同，区别在于：
43.在本实施例中，阀门组件包括门体6、牵引绳7、第一电机8以及与箱体1铰接的传动轮9；门体6一端与箱体1铰接，门体6另一端为自由端且与牵引绳7连接，牵引绳7与传动轮9配合，牵引绳7远离门体6的一端与第一电机8传动连接。
44.详细地，还包括安装架10，安装架10位于箱体1外侧并设于防波堤。排气管5的数量可为两个且均设于安装架10，两个排气管5上下布置。箱体1内部靠近排气管5下沿口的位置设有第一安装块11和第二安装块12，第一安装块11位于第二安装块12上方。第一电机8设有用于缠绕牵引绳7的绕线轮13，第一电机8转动，牵引绳7缠绕于绕线轮13并带动门体6绕箱体1转动，门体6的自由端能与第一安装块11和第二安装块12接触。
45.当门体6与第二安装块12接触，两个排气管5与储气室2的通道同时被门体6隔断，这种情况下，操作人员可对排气管5内部装置进行维修检测；当门体6与第一安装块11接触，下方的排气管5与储气室2连通，上方的排气管5与储气室2之间被门体6隔断，下方的排气管5与储气室2连通，这种情况适用于海浪较小的情况，此时排气管5内气流流速较慢，只打开一个排气管5便于将气流集中以加快气流流速，还可以利用流量阀缩小排气管5两端开口，进一步加快气流流速；当牵引绳7带动门体6转动并与箱体1内侧壁抵接，两个排气管5同时与储气室2连通，这种结构适用于海浪较大的情况，此时箱体1内部水柱上下位移较大，储气室2内部气体较多，气流可同时带动两个排气管5内部的发电组件进行发电。
46.实施例3
47.请参照图2，本实施例提供一种利用防波堤的振荡水柱式波浪能发电装置，其与实施例1结构大致相同，区别在于：
48.在本实施例中，箱体1设有用于保护第一电机8的防护罩14。
49.详细地，由于第一电机8位于箱体1内部，箱体1内水柱升降时很可能有水花溅在第一电机8处，所以在箱体1内部设置用于保护第一电机8的防护罩14，防护罩14可通过螺栓与箱体1进行连接。
50.实施例4
51.请参照图2，本实施例提供一种利用防波堤的振荡水柱式波浪能发电装置，其与实施例1结构大致相同，区别在于：
52.在本实施例中，任一排气管5两端均设有漏斗形状的导流件15。
53.详细地，导流件15较小的开口朝向排气管5内侧，导流件15的主要作用是将气流进行汇聚，然后导入排气管5内部，避免气流分散造成部分的能量损耗。
54.实施例5
55.请参照图2-4，本实施例提供一种利用防波堤的振荡水柱式波浪能发电装置，其与实施例1结构大致相同，区别在于：
56.在本实施例中，流量阀包括轮盘16、设于排气管5的第二电机17、设于导流件15的第一安装板18、多个连接板19和多个摆杆20；
57.第一安装板18设有与导流件15连通的第一通气孔21；任一连接板19一端与第一安装板18铰接，连接板19另一端为自由端，相邻的连接板19能互相配合对第一通气孔21遮掩；任一摆杆20一端与连接板19铰接，摆杆20另一端与轮盘16铰接；第一安装板18周向设有多个定位杆22，轮盘16设有与定位杆22配合的滑槽23；第二电机17的转轴设有主动齿轮24，轮盘16外侧壁设有与主动齿轮24配合的凸齿。
58.详细地，连接板19的数量可为6个，任一连接板19一端与第一安装板18铰接，任一连接板19另一端为自由端且伸向第一通气孔21，任一连接板19呈花瓣形状，任一连接板19的自由端为尖角，多个连接板19相互拼接后能遮掩第一通气孔21。第二电机17转动，主动齿轮24带动轮盘16旋转，滑槽23与定位杆22的配合，保证轮盘16能绕第一安装板18的轴线转动。此时，摆杆20随轮盘16摆动，摆杆20牵引连接板19绕第一安装板18移动，当摆杆20与连接板19相连的一端移向轮盘16外侧壁，连接板19的自由端远离第一通气孔21；当摆杆20与连接板19相连的一端移向轮盘16中心，连接板19的自由端向第一通气孔21中心靠拢，最终连接板19能将第一通气孔21完全遮掩。
59.实施例6
60.请参照图4，本实施例提供一种利用防波堤的振荡水柱式波浪能发电装置，其与实施例5结构大致相同，区别在于：
61.在本实施例中，定位杆22设有防止轮盘16轴向滑移的定位块25。
62.详细地，轮盘16转动时可能会远离第一安装板18发生轴向移动，为保证定位杆22不会从滑槽23脱离，在定位杆22设置定位块25限制轮盘16轴向移动。
63.实施例7
64.请参照图5-7，本实施例提供一种利用防波堤的振荡水柱式波浪能发电装置，其与实施例1结构大致相同，区别在于：
65.在本实施例中，流量阀还包括设于导流件15的第二安装板26、多个设于第二安装板26的油缸28以及设于油缸28的滑板29；
66.第二安装板26设有与导流件15连通的第二通气孔27，滑板29能将第二通气孔27遮掩；第二安装板26设有与滑板29配合的滑轨30。
67.详细地，本实施例的流量阀相比实施例5的流量阀结构更简单。油缸28和滑板29的数量均可为两个且分别设于第二通气孔27的左右两侧，油缸28伸长带动滑板29沿滑轨30滑移使滑板29对第二通气孔27进行遮掩，从而实现排气管5开口的大小调节。
68.实施例8
69.请参照图2和图9，本实施例提供一种利用防波堤的振荡水柱式波浪能发电装置，其与实施例1结构大致相同，区别在于：
70.在本实施例中，发电组件包括涡轮机31以及与涡轮机31连接的发电机32，涡轮机31设有能双向转动的涡轮叶片33。
71.详细地，涡轮机31与发电机32进行电连接，排气管5内的气流带动涡轮叶片33转动，涡轮叶片33的机械能转化为发电机32的电能。当箱体1内的水柱上升，气流从储气室2朝排气管5排出，当箱体1内的水柱下降，气流从外界经排气管5进入储气室2。水柱升降对应的
气流流向不同，能双向转动的蜗轮叶片保证两种方向的气流都能带动蜗轮叶片转动。涡轮叶片33的单个叶片横截面呈上下对称的弧形，叶片中部曲率半径最小。
72.实施例9
73.请参照图2，本实施例提供一种利用防波堤的振荡水柱式波浪能发电装置，其与实施例1结构大致相同，区别在于：
74.在本实施例中，箱体1和排气管5均设有防护层。
75.详细地，为避免箱体1和排气管5在海水作用下发生腐蚀，在箱体1和排气管5表面设置防护层，防护层可由水性防锈漆制成，水性防锈漆是以水做为分散介质，利用物理、化学等多重防锈机理，根据化学转化、络和反应等化学原理配制而成。广泛应用于各种汽车、船舶、网架、机械制造、集装箱、铁路、桥梁、锅炉、钢结构、石化设备等防腐保护。
76.实施例10
77.请参照图8，本实施例提供一种利用防波堤的振荡水柱式波浪能发电装置，其与实施例1结构大致相同，区别在于：
78.在本实施例中，箱体1设有用于导入海浪的挡板34。
79.详细地，由于箱体1设于防波堤，海浪与防波堤接触后幅度会减小，为保证进入箱体1的海浪较大，在箱体1竖直设置挡板34，将箱体1与其左右两侧的防波堤隔离，结构简单，方便实用。
80.综上，本发明的实施例提供一种利用防波堤的振荡水柱式波浪能发电装置：
81.包括用于固定于防波堤的箱体1；箱体1内部设有储气室2，箱体1设有与储气室2连通的进水孔3以及多个导气孔4，箱体1设有多个与任一导气孔4对应的排气管5，任一排气管5设有发电组件，任一排气管5的两端均设有用于改变排气管5开口大小的流量阀；箱体1设有用于隔断储气室2与导气孔4的阀门组件。
82.本发明的箱体1安装于防波堤，海浪能从进水孔3进入箱体1内部，储气室2的气压变化使得气流流经导气孔4并带动发电组件发电；当海浪较大时，阀门组件能将储气室2与多个导气孔4连通，保证每一个排气管5内的发电组件都能进行发电；当海浪较小时，阀门组件能将储气室2只与一个导气孔4连通，其余导气孔4与储气室2被阀门组件隔断，保证连通的排气管5的发电组件充分利用风能发电；流量阀能改变排气管5开口大小，以改变排气管5中气流流速，排气管5开口越小，气流流速越快，保证海浪较小时，排气管5中的气流仍能带动发电组件进行发电。
83.以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。