[发明专利]波能蓄热式海水温差发电装置

摘要

本发明属于海洋能利用技术领域，提供了一种波能蓄热式海水温差发电装置，包括浮子获能系统、平台系统和锚固系统。将整套摩擦液体制热、蓄热，以及发电装置布置在平台内部，提高了整个系统对外界环境的适应能力。采用飞轮与液体摩擦制热的方式，生热较为高效。使用内棘轮与棘爪装置控制飞轮的运动，使飞轮始终按一个方向旋转，并且当飞轮转速超过内棘轮转速时，外界的波浪能无法通过内棘轮的运动传递到飞轮上，从而限制了飞轮的转速上限，保护了飞轮系统的安全。集热管道与热液直接接触，传热高效。透水网保护了散热管道的安全，使冷海水能在散热管道周围自由流通。相比传统海洋温差发电装置节省了抽取深层冷海水的耗能。

主权项

1.一种波能蓄热式海水温差发电装置，其特征在于，该波能蓄热式海水温差发电装置包括浮子获能系统、平台系统和锚固系统；/n平台系统包括三个部分，由上至下分别为热液舱(12)、发电舱(19)和冷却层；热液舱(12)外部包裹有隔热层(11)，内部则充满制热所需的液体；热液舱(12)中心设有一个飞轮转轴(1)，其下部与热液舱(12)底面相接触，中间由轴承(8)固定有一个飞轮(13)，上部伸出热液舱(12)并延伸到平台(22)上方；飞轮转轴(1)在交界面上均有轴承(8)固定；平台(22)上方的飞轮转轴(1)套有多个旋转套筒(2)，每个旋转套筒(2)内部均存在内棘轮(29)与棘爪(28)，内棘轮(29)与旋转套筒(2)内壁固接，不与飞轮转轴(1)接触，棘爪(28)固定在与飞轮转轴(1)固接的圆盘上，圆盘与旋转套筒内壁之间安装有滚针轴承；旋转套筒(2)外壁绕有钢丝绳(7)，钢丝绳(7)一端与浮子获能系统相连，另一端与预紧弹簧(3)相连，预紧弹簧(3)则通过卡扣(4)与固定柱(5)相连接；热液舱(12)内壁绕有集热管道(9)，集热管道(9)内存在气态工质；集热管道(9)的左右两端均向上延伸离开热液舱(12)与隔热层(11)上表面，接着沿隔热层(11)外壁向下延伸进入发电舱(19)；发电舱(19)包括涡轮发电机(20)与工质泵(21)，涡轮发电机(20)具有一段伸出平台(22)上方的电缆(10)，用于和其他用电设备连接；集热管道(9)的两端分别穿过发电舱(19)内的两台涡轮发电机(20)，并继续向下延伸，最终与海中的散热管道(24)连通；散热管道(24)的主体是一段螺旋下降的管道，内部存在液态工质；整个散热管道(24)的外部罩有与平台(22)底面相连的透水网(25)，透水网(25)与散热管道(24)一起组成了平台系统的冷却层；/n锚固系统包括系缆点(23)、锚链(26)和锚(27)，系缆点(23)在平台(22)两侧的底部，锚链(26)通过系缆点(23)与平台(22)相连，并借助锚(27)在海底固定；/n浮子获能系统包括浮子(18)和运动传递部件两部分，运动传递部件包括导轨层(15)、滑轮层(16)、导轨滑轮(14)、变向滑轮(17)、平台滑轮(6)和钢丝绳(7)；多个浮子(18)均匀环绕在平台(22)四周，每一个浮子(18)靠近平台(22)的一侧通过导轨滑轮(14)与垂直的导轨层(15)相连，导轨层(15)与平台(22)之间还有垂直的滑轮层(16)，滑轮层(16)内部有四个变向滑轮(17)组成的滑轮组；钢丝绳(7)一端与导轨滑轮(14)绑定，另一端从导轨层(15)出发，绕过滑轮层(16)的滑轮组和固定在平台(22)上的平台滑轮(6)，最终与旋转套筒(2)相连；/n工作时，浮子(18)在波浪的驱动下做上下运动并带动钢丝绳(7)移动；当浮子(18)向上运动时，由于钢丝绳(7)与导轨滑轮(14)相绑定，导轨层(15)的钢丝绳(7)同时向上运动，而位于滑轮层(16)中的钢丝绳(7)则因为变向滑轮(17)的作用由向上运动转为了向下运动；在平台滑轮(6)的作用下，平台(22)上方的钢丝绳(7)水平向左运动，带动旋转套筒(2)顺时针旋转，此时预紧弹簧(3)被拉伸，部分波浪能转化为了弹性势能；内棘轮(29)与旋转套筒(2)一起旋转，但因为棘爪(28)的作用所以无法带动飞轮转轴(1)旋转；当浮子(18)向下运动时，由于预紧弹簧(3)的作用，钢丝绳(7)在紧绷的状态下逆时针绕回旋转套筒(2)，此时棘爪(28)不再对飞轮转轴(1)的旋转起阻碍作用，飞轮(13)因此受力旋转；旋转的飞轮(13)与装满热液舱(12)的液体不断摩擦，将其加热，从而达到了波能蓄热的目的；隔热层(11)保证热液舱(12)尽量不与外界进行热量交换；由于集热管道(9)与热液直接接触，因此飞轮(13)与液体摩擦产生的热量能够以较高的效率传入集热管道(9)内，集热管道(9)内的液态工质立刻沸腾蒸发为气态，体积迅速膨胀，由于工质泵(21)一侧不断有液体进入，所以气体向涡轮发电机(20)一侧快速运动；高速气态工质经过涡轮发电机(20)后推动其发电，电流借助电缆(10)传输至其他用电设备；气态工质进入散热管道(24)后，在合适的海水温度下被冷凝为液体；液态工质被工质泵(21)抽回集热管道(9)，受热转化为气体，进行循环发电。/n