浅海滩海浪发电装置.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010001283.7 (22)申请日 2020.01.02 (71)申请人 重庆大学 地址 400044 重庆市沙坪坝区沙正街174号 (72)发明人 童明伟 (51)Int.Cl. F03B 13/22(2006.01) F03B 11/08(2006.01) (54)发明名称 浅海滩海浪发电装置 (57)摘要 在广阔无垠的近岸浅滩海面上， 无时无刻都 在湧起海浪， 在近岸海滩上的海浪不论风向、 风 力、 潮涨、 潮落总是垂直于海岸线湧來。 这样的海 浪中蕴藏着巨大的能。

2、量， 为利用这种能量需有施 工安装方便、 造价低的设备。 本发明专利的名称 是：“浅海滩海浪发电装置” ， 属新能源领域。 他由 固定外筒、 浮筒、 发电机、 固定外筒结地柱、 电机 防浪罩及多个水轮机叶片等部件组成。 当海浪冲 击到水轮机叶片正面时， 凹月面会受到巨大冲 力， 而海浪回流时呈流綫形的叶片背面所受作用 力很小， 就靠正面冲击力与背面反作用力之差， 经叶片转轴联结杆带动发电机转轴旋转， 从而驱 动发电机发电， 经电力变频器变频后输送给用 户。 权利要求书1页 说明书2页 附图3页 CN 111042979 A 2020.04.21 CN 111042979 A 1.本发明专利的名。

3、称是浅海滩海浪发电装置， 由水轮机叶片(1)、 叶片转轴联结杆(2)、 发电机转轴(3)、 发电机(4)、 浮筒上顶板(5)、 浮筒海浪方向指示器(6)、 海浪(7)、 浮筒(8)、 固定外筒结地柱(9)、 固定外筒(10)、 外筒底板(11)、 外筒海水进口管(12)、 海水进口管防尘 网(13)、 海底岩层固结剂(14)、 海底岩层(15)及电机防浪罩(16)组成。 2.如权利要求1所述的浅海滩海浪发电装置的固定外筒(10)， 其特征在于固定外筒 (10)是中空的圆筒， 其底部的外筒底板(11)上固结着固定外筒结地柱(9)， 固定外筒结地柱 (9)又竪直地插进海底岩层(15)中， 并用海底。

4、岩层固结剂(14)固结在海底岩层(15)上。 3.如权利要求1所述的浅海滩海浪发电系统的浮筒(8)， 其特征在于:浮筒(8)是由薄壁 金板制成的密闭圆筒， 其外直径小于固定外筒(10)的内径， 浮筒(8)可插入固定外筒(10) 内， 浮筒(8)的上顶是浮筒上顶板(5)， 浮筒上顶板(5)上固结着发电机(4)， 并装有电机防浪 罩(16)， 发电机(4)申出的发电机转轴(3)的前端对称地固结有2至8根叶片转轴联结杆(2)， 每根叶片转轴联结杆(2)的未端都固结有一块可没入海浪(7)中的水轮机叶片(1)。 4.如权利要求1所述的浅海滩海浪发电装置的固定外筒(10)下部的外筒海水进口管 (12)， 。

5、其特征在于4至16个外筒海水进口管(12)的一端与固定外筒(10)下部联通固结， 外筒 海水进口管(12)的另一端与海水进口管防尘网(13)相固结。 5.如权利要求1所述的浅海滩海浪发电装置的浮筒海浪方向指示器(6)， 其特征在于： 浮筒海浪方向指示器(6)是一块7字形的刚性薄片， 他的上端垂直地固结在浮筒(8)上部， 另 一部分穿过固定外筒(10)垂直地插进海浪(7)中。 权利要求书 1/1 页 2 CN 111042979 A 2 浅海滩海浪发电装置 0001 1,名称与领域 0002 本发明的名称是浅海滩海浪发电装置， 属新能源领域。 2,现有技术 0003 现有的新源包括:风力能、 太。

6、阳能、 生物质能、 地热能、 河流水力能、 海洋潮汐能等。 这些新能源或获取成本高， 或使用要依环境条件而定,且不能连续发电， 给用户造成困难。 例如太阳能只有白昼无云天气才能使用,海洋潮汐能因潮水落差小， 且每天潮起潮落两次 故造价高， 地热能与河流水力能对场地有严格要求， 且初投资很大， 这都给用户帶來诸多麻 烦。 3,发明内容 0004 为弥补现有技术的不足， 本发明可提供一种成本较低廉、 安装方便， 只要有近岸浅 海滩都可使用浅海滩海浪发电装置。 在漫长的海岸边上找一段离岸不远， 海水深5m以上的 浅海滩即可低成本地建起浅海滩海浪发电装置。 大海无风三尺浪， 任何一处海岸无时无刻 都有。

7、浪湧存在， 由于海滩陸地对海浪的阻力作用， 使海浪总是后浪推前浪平行于海岸綫湧 向岸边， 这里蕴藏着巨大的能量。 浅海滩海浪发电装置正是为利用这种海浪的能量设计的。 它包括:水轮机叶片 1、 叶片转轴联结杆2、 发电机转轴3、 发电机4、 浮筒上顶板5、 浮筒海浪 方向指示器6、 海浪7、 浮筒8、 固定外筒结地柱9、 固定外筒10、 外筒底板11、 外筒海水进口管 12、 海水进口管防尘网13、 海底岩层固结剂14、 海底岩层15及电机防浪罩16。 其结构如下： 0005 固定外筒10是中空的柱形圆筒， 在其底部的外筒底板11上固结着固定外筒结地柱 9， 固定外筒结地柱9又竪直地插进海底岩层。

8、 15中， 并用海底岩层固结剂14固结在海底岩层 15上。 浮筒8是由薄壁金板制成的密闭柱形圆筒， 其外直径略小于固定外筒10的内径， 可插 入固定外筒10内。 浮筒8的上顶是由10mm至50mm的耐蚀薄壁钢板制成的浮筒上顶板5， 浮筒 上顶板5上固结着2-4台发电机4， 并由电机防浪罩16罩住， 以防止海水浸湿发电机4。 从发电 机4申出的发电机转轴3的前端对称地固结有2至8根叶片转轴联结杆2， 每根叶片转轴联结 杆2的未端都固结有一块可没入海浪7 中的水轮机叶片1。 0006 4至16个外筒海水进口管12的一端与固定外筒10下部联通固结， 外筒海水进口管 12的另一端与海水进口管防尘网13。

9、相固结， 以防止海水中的浮游生物进入固定外筒10内。 浮筒海浪方向指示器6是一块7字形的厚10mm至30mm的刚性薄片， 浮筒海浪方向指示器6的 上端垂直地固结在浮筒8上部， 另一端跨过固定外筒10 垂直向下插进海浪7中， 可带动浮筒 8隨海浪方向转动。 4,附图说明 0007 图1是浅海滩海浪发电装置正视图， 0008 图2是浅海滩海浪发电装置俯视图， 0009 图3是浅海滩海浪发电装置侧视图。 说明书 1/2 页 3 CN 111042979 A 3 0010 其中:1-水轮机叶片、 2-叶片转轴联结杆、 3-发电机转轴、 4-发电机、 5-浮筒上顶 板、 6-浮筒海浪方向指示器、 7-海。

10、浪、 8-浮筒、 9- 固定外筒结地柱、 10-固定外筒、 11-外筒底 板、 12-外筒海水进口管、 13-海水进口管防尘网、 14-海底岩层固结剂、 15-海底岩层、 16-电 机防浪罩。 0011 5,实施案例 0012 图1也是28000kW浅海滩海浪发电装置图。 用船用耐蚀钢板卷制成外径3200mm高 7000mm、 内径3120mm的固定外筒10， 他的外筒底板11厚50mm， 固定外筒结地柱9用280长 10000mm的钢棒牢固地焊结在外筒底板11下部。 固定外筒结地柱9下端插入海底岩层 15内 8000mm并用海底岩层固结剂14粘牢。 浮筒8用厚20mm的船用耐蚀钢板卷制成外径。

11、3110mm高 6000mm的柱形密闭圆筒， 浮筒上顶板5厚40mm,在浮筒上顶板5上安装有两台平行且发电机 转轴成 180度的发电机4， 用电机防浪罩16严密地罩住， 即使在台风來龚时掀起的巨浪也不 会损害机防浪罩16内发电机4。 浮筒8插入固定外筒10内， 浮筒8在固定外筒10内的所受的海 水浮力约42吨而其上安装的两套发电系统总重量约37吨， 因此浮筒顶板距海水平面保持距 离0.72m。 发电机转轴3距海平面1.8m， 因此叶片转轴联结杆2的长度取2m， 这样若将固定外 筒10的顶端安置在涨潮时的海平面处， 则水轮机叶片1的上顶距海平面0.2m而其下部没入 水下 1.8m。 退潮时固定外。

12、筒10的顶端将高过海平面0.8m， 而浮筒8也下沉0.8m,水轮机叶片 1没入海水中的深度始终保持在1.8m， 可见一年四季不管白天黑夜该装置均能供电20000kW 以上。 0013 水轮机叶片1宽3000mm、 高1600mm、 厚1200mm,由厚15mm的耐蚀船用钢枞制成， 迎浪 面呈凹月形， 背浪面呈流线形， 击因而受海浪冲击面面积为4.8m2。 椐海洋局统计,无风时我 国南海地区浅海滩的浪湧频率约0.2/s， 波速约为3m/s， 波峰高约为1m， 海浪可视为余弦波， 影响到海面下2m。 冲击水轮机叶片1的海水质量约为 14400kg， 在四块对称布置的水轮机叶 片1上理论作功:280。

13、00kW， 考虑到传输效率为70， 则每台发电机可供出19000kW电能， 一套 这样的装置， 两台发电机1共可对外提供39200kW电能。 0014 在设计发电设备时,水轮机叶片1超出海面的最大高度为 3.72m， 浮筒8露出海面 1.72m,固定外筒10露出海面的高度不超过1m， 因此完全能承受台风,巨浪,海水浸蚀及海洋 生物的影响。 说明书 2/2 页 4 CN 111042979 A 4 图1 说明书附图 1/3 页 5 CN 111042979 A 5 图2 说明书附图 2/3 页 6 CN 111042979 A 6 图3 说明书附图 3/3 页 7 CN 111042979 A 7 。