[发明专利]一种波力直驱水轮机

说明书

技术领域

本发明涉及一种水轮机，尤其是涉及一种波力直驱水轮机。

背景技术

为满足人类对能源的需求，发展低碳经济、积极开发可再生能源己是各国政府一项十分重要的任务。如何从覆盖地球面积70%以上的海洋中获取再生能源，成了能源行业关注的焦点。其中，波浪能由于开发过程对环境影响小且以机械能形式存在，是品位最高的海洋能，且储量巨大、分布广泛，是未来海洋能利用发展的主要方向，在海洋开发和海防方面将起到关键作用。利用波浪能发电可为边远海岛和海上设施等提供清洁能源，还可利用波浪能提供的动力进行海水淡化、从深海提取低温海水进行空调制冷以及制氢等。

针对波浪随机波动的特性及恶劣的海洋环境等不利因素，能否研制出科学合理、经济适用的波浪能发电装置，不仅直接影响到波浪能的转化效率及制造、维护成本的高低，而且往往决定了实际利用波浪能总体技术的成败。

为开发利用波浪能，研究人员开发了多种不同型式的波浪能转换装置。在这些转换系统中，振荡水柱式OWC是最有代表性的一种，它采用空气作为工作介质来驱动转轮，具有峰值效率比较高，启动性能好，适于在变工况条件下工作等特点，但这种转换系统的平均效率比较低，且流动噪声较大。而与气流相比，水流的能量密度更高，因而如能用水流来直接驱动水轮机型能量转换装置，则可大大改善转换系统的性能。

发明内容

本发明主要是解决现有技术所存在的技术问题；提供了一种集波能俘获和转换于一体，结构简单，安装维修方便，效率高、噪声小，具有宽广的高效率区，对波高变化的适应性强的一种波力直驱水轮机。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

一种波力直驱水轮机，其特征在于，包括由导流管、导流轮管以及蓄水池组成的一个L型本体；导流轮管内设置有固定式导流叶片、用于将波浪能转换为电能的转轮以及用于放置发动机组的导流体，所述转轮包括转轮轮毂以及沿转轮轮毂外侧周向均匀设置的若干转轮叶片，所述导流体外壁设有两组用于将波浪导流至转轮叶片上从而带动转轮转动的固定式导流叶片。

其中，导流管用于波能俘获，转轮用于转换波浪能，蓄水池用于储存水流。随着波浪的起伏，水流流入或流出水轮机，并驱动转轮朝同一方向旋转。

整个装置集波能俘获和转换于一体，直接由波力驱动转轮，水流能顺畅流过转轮做功，启动性能好，具有高的转换效率。

转轮可与感应式异步发电机或永磁同步发电机相连，组成波力发电机组，实现波浪能－机械能－电能的完整转换。

本发明的波力直驱水轮机既可以是近岸固定型的，也可以是海上漂浮型的。固定型的可安装在近海或近岸水域的挡水处，如结合防波堤等海工和港工设施建造成波力电站。由于电站的土建可以结合工程进行，波力发电的成本可大为降低，设备也易于安装和维护。且电站的吸能作用，还可减轻作用在海工建筑上的波浪载荷，增加海工建筑可靠性。

在上述的一种波力直驱水轮机，所述的导流体包括第一空心桶和第二空心桶，均固定在导流轮管内，上述转轮设置在第一空心桶和第二空心桶之间；所述第一空心桶和第二空心桶一端分别固定有一半球形顶盖。

在上述的一种波力直驱水轮机，所述转轮叶片为圆弧状，沿周向均匀设置在转轮外侧；所述固定式导流叶片为两组，两组固定式导流叶片分别设置在第一空心桶和第二空心桶与转轮靠近的一端外壁。

在上述的一种波力直驱水轮机，所述固定式导流叶片为两段组成，靠近转轮叶片处的一段为直线，直线后的一段为圆弧；两组固定式导流叶片呈八字形对称分部在转轮两侧。

作为另一种技术方案，在上述的一种波力直驱水轮机，所述固定式导流叶片为平板型，两组固定式导流叶片呈八字形对称分部在转轮两侧。

在上述的一种波力直驱水轮机，导流管为用于进出波浪的导流口，呈喇叭形，或其它有利于水流流入流出的流线型；所述蓄水池为圆柱形。

因此，本发明具有如下优点：集波能俘获和转换于一体，结构简单，安装维修方便，效率高、噪声小，具有宽广的高效率区，对波高变化的适应性强。

附图说明

附图1是本发明的一种立体结构示意图。

附图2是图1中转轮及转轮叶片的立体结构示意图。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。图中，导流管1、导流轮管2、蓄水池3、转轮4、导流体5、固定式导流叶片6、第一空心桶7、第二空心桶8、半球形顶盖9、转轮轮毂10、转轮叶片11。

实施例1：