[实用新型]全方位波浪能发电装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种利用海洋能源的发电装置，特别涉及一种全方位波浪能发电装置。

背景技术

海洋中潮起潮落、洋流流动、波浪起伏都蕴含着巨大的能源，在能源日益紧张的今日，海洋能源是一个巨大的宝库，海洋潮汐能、波浪能清洁无污染，且潜能巨大，而目前人们对海洋能源的开发还只是沧海一粟。

目前针对海洋波浪能的利用，传统思路是设置带发电装置的浮子，利用波浪的起伏驱动摆锤摆动，来驱动发电机工作。如中国专利局2013年7月17日公开的CN103206338A号专利申请文件，记载了一种波浪能发电装置，该装置就是利用浮子内的摆锤随波浪起伏而摆动，利用摆动带动转轴转动进行发电。波浪起伏可视为一种往复运动，摆锤摆动也是一种往复运动，往复运动在转向的过程中需要消耗大量的能量，也就是说，大量的波浪能在摆锤往复运动过程中被转向所消耗，而且，摆锤摆动-停止-转向的过程中，发电机转速变化大，对机体寿命也有影响。

发明内容

本实用新型的目的在于解决现有波浪能发电大多采用摆动往复，效率低，对发电机损耗大的问题，提供一种利用叶轮保持一个方向转动的船用全方位波浪能发电装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种全方位波浪能发电装置，设置在海面上的船体内，船体内设有发电机，发电机连接有从船体侧面水平伸出船体的叶轮，其特征在于：所述叶轮表面均布开设有若干偏置的V形槽，V形槽沿轴向延伸，V形槽内设有可摆动扣合/展开的叶片，叶片的摆动轴沿V形槽的槽底设置，V形槽的两侧壁分别为扣合面和展开面，展开面与叶轮径向的夹角小于扣合面与叶轮径向的夹角；所述叶片为外端开口中空壳状，中空的叶片内腔还夹设有可从叶片外端伸出的延长叶，所述延长叶的根部与叶片内腔的之间设有弹性拉紧装置，所述叶片根部在与展开面贴合的高度设有若干贯通叶片内腔与两侧面的排水孔，所述叶片的内腔在排水孔靠叶片外端的一侧设置有限制延长叶根部内缩位置的限位柱。叶轮贴靠扣合面时，叶片外端与叶轮中心的径向距离小、叶片处于收缩状态尽可能小的受海水冲击；叶轮贴合展开面时，叶片外端与叶轮中心的径向距离大，叶片处于展开状态收集海水的动能。船体在海面行驶或者停泊过程中，叶轮从侧面水平伸出，叶轮可以半露在水面以上，也可以在海水平面以下但可以明显感受到海浪起伏的高度，因此叶轮高度可设置在低于船只空载的吃水线高度；也可以设置当船体载重达到一定量以后，叶轮在没入水中；也可以设置另外的调高装置根据船体吃水高度进行适应性调节。叶轮旋转过程中，一侧为上升侧，一侧为下降侧，受波浪和洋流驱动分为三种情况：1、波浪上升过程中，叶轮上升侧的叶片被上升的波浪推动贴合到V形槽展开面呈展开状态，承受波浪的浮力；而下降侧的叶片则被上升的波浪反向推动贴靠到V形槽扣合面上，不对上升的波浪形成阻挡；2、波浪下降过程中，叶轮下降侧的叶片被落下的波浪推动贴合到V形槽展开面呈展开状态，承受波浪落下的重力；而上升侧的叶片则被落下的波浪反向推动贴靠到V形槽扣合面上，不对落下的波浪形成阻挡；3、洋流的作用，如果叶轮半露在水面上，当叶轮转动方向顺着洋流方向，叶轮底侧的叶片被洋流推动展开，当叶轮转动方向逆着洋流方向，则叶轮底侧的叶片被洋流推动扣合；如果叶轮完全没入水面以下，则无论叶轮转动方向如何，顺着洋流方向的叶片被洋流推动展开，逆着洋流方向的叶片被洋流推动扣合。海面上波浪和洋流情况复杂，但是无论以上三种状态如何结合，本装置的叶轮总是保持一个旋转方向，减少了转向的能量损失和对机体的冲击。对于单个叶片，限位柱限制延长叶的根部位置，使延长叶处于排水孔外侧不会阻挡排水孔，当叶片迎着水流方向被推动贴合V形槽展开面时，排水孔的一端被展开面堵住，此时，海水进入排水孔后在叶片内部向外推动延长叶，使延长叶克服弹性拉紧装置的拉力从叶片的端部伸出，加大叶片的受力面积，水流冲击叶片的力越大，延长叶所伸出的长度也越长，叶轮受到的推动力也越大；当叶片脱离展开面时，排水孔两端贯通，海水从排水孔泻出，延长叶缩回。

作为优选，以叶轮中心与V形槽槽底连线为基准线，V形槽扣合面和展开面位于基准线的同一侧面。叶片展开时和扣合时均位于基准线同一侧，没有越过径向临界点，使扣合和展开状态变换时冲击小，损失的能量也小。同时，叶轮展开状态的工作面与叶轮切线夹角小于90度，起到聚流作用，充分利用水流冲击力。

作为优选，所述叶片贴合扣合面时，叶片的外端突出于叶轮的外轮廓线之外。叶片外端在扣合时略为突出叶轮表面，使叶片转动到顺流方向时，能借助海水推动迅速展开。