[发明专利]海洋观测用冲击水轮机式波浪能发电系统

说明书

本发明公开了一种海洋观测用冲击水轮机式波浪能发电系统，包括海水抽取单元、储能单元、控制单元和发电单元；储能单元包括蓄能器一、连杆、蓄能器二和气瓶，控制单元包括主阀、控制主阀开闭的驱动器、球阀一、球阀二、卸荷阀一以及联动机构；发电单元包括喷嘴、水轮机和发电机，喷嘴连接在主阀所在管路的末端，喷出海水冲击水轮机驱动发电机发电，水轮机流出的海水流回大海。本发明采用开式循环系统，工质为海水，取自大海，返回大海，无污染问题，系统对轻微泄露不敏感，可长期稳定工作，寿命长，非常适合小型发电装置在海上无人管护的工况运行，且系统无需精密元器件，设备易加工、成本低，有利于低成本开发波浪能。

技术领域

本发明涉及一种海洋观测用冲击水轮机式波浪能发电系统。

背景技术

海洋设施与仪器在开发海洋资源、预警海洋灾害、维护海洋权益等方面意义重大。目前海上设施与仪器供能基本依靠电池和少量太阳能供电，功率小，电池更换成本高。如何为工作于海洋之中的设施和仪器提供持续电力和搭载平台，成为解决我国海洋观测设施大功率、批量化发展的关键。海洋设施和仪器周边蕴藏着丰富的可再生能源波浪能，开发高效、高可靠的波浪能原位供电装置、在海上获取能源直接供给观测设备使用，可有效解决海洋仪器供电难、供电贵的问题，切实促进海洋观测网的建设。

发明内容

本发明提供一种海洋观测用冲击水轮机式波浪能发电系统，利用海水为工作介质，开式循环，将波浪能转换为电能，可实现波浪能能量转换系统环保、可靠、长寿命运行，支撑海上原位波浪能装置长期稳定为观测、导航设备供电。

为实现上述目的，本发明专利采用的技术方案是：

一种海洋观测用冲击水轮机式波浪能发电系统，包括海水抽取单元、储能单元、控制单元和发电单元；

储能单元包括蓄能器一、连杆、蓄能器二和气瓶，蓄能器一和蓄能器二均为活塞缸结构，蓄能器一无杆腔入口与海水抽取单元相连，蓄能器一活塞杆与连杆一端相连，连杆另一端与蓄能器二活塞杆相连，蓄能器二无杆腔与气瓶相连，蓄能器一有杆腔和蓄能器二有杆腔均设置有出气口；

控制单元包括主阀、控制主阀开闭的驱动器、球阀一、球阀二、卸荷阀一以及联动机构，蓄能器一无杆腔出口分为主管路和控制路，主管路在经主阀与发电单元相连的同时，还经卸荷阀一与大海相通，控制路经球阀一后分为两路，一路与驱动器相连，另一路经球阀二与大海相通，联动机构与连杆相连，并在连杆的带动下依次切换球阀一和球阀二的开闭以控制主阀的开闭；

发电单元包括喷嘴、水轮机和发电机，喷嘴连接在主阀所在管路的末端，喷出海水冲击水轮机驱动发电机发电，水轮机流出的海水流回大海。

作为本发明的一种改进，所述的海水抽取单元包括吸波浮子、海水缸、单向阀一和单向阀二，吸波浮子与海水缸活塞杆相连，海水缸有杆腔入口经单向阀一与大海相通，海水缸有杆腔出口经单向阀二与蓄能器一无杆腔入口相连，海水缸无杆腔与外界大气相通。

作为本发明的一种改进，所述的联动机构包括滑道、滑块和连接件，滑道平行连杆设置，储能单元的连杆通过连接件与滑块相连，以驱动滑块沿滑道往复运动，滑块上设置有拨杆，球阀一、球阀二上分别设置有可旋转的叉形柄一、叉形柄二，拨杆在滑块的带动下拨动叉形柄一旋转以控制球阀一的开闭，拨动叉形柄二旋转以控制球阀二的开闭。

进一步地，其特征在于：当球阀一打开、球阀二关闭时，海水进入驱动器，主阀打开，当球阀一关闭、球阀二打开时，海水流出驱动器，主阀关闭。

进一步地，其特征在于：所述的海水缸有杆腔与大海相连的管道上设置有海水过滤器。

进一步地，所述的海水缸无杆腔与大气相连的管道上设置有空气过滤器。

进一步地，所述的气瓶与蓄能器二无杆腔相连的管道上还设置有卸荷阀二。

进一步地，所述的喷嘴为多个，间隔对准水轮机。