【技术实现步骤摘要】
一种无气室振荡水柱发电装置构成法及装置
[0001]本专利技术属于可再生能源开发利用
——将自然界中可再生能源非稳态的流体能量转换成能够长时间内稳定发出电力的技术。
技术介绍
[0002]众所周知，人们利用自然界的可再生能源，将流体动能转换成人们需要的能量形式是悠久的事了。譬如，古代人利用风车抽水。当今人们最需要的是稳定的电能。因自然界中可再生能源具有随机性、波动性、变向性、时大时小、时有时无等特性，故使要求驱动力恒定的发电机无法正常工作，其结果是发电装置的能量利用率和转换率都很低，性价比很低。
[0003]为了提高发电装置的能量利用率和转换率以及性价比，近期公开了“一种时变扭矩时变负载电机及制作法202010257592.2”、“一种汇流绕射法及汇流绕射发电机202011275061.0”和“一种稳态流能发电装置构成法及稳态流能发电装置(202110700733.6)”所公开的针对可再生能源特定的涡轮机专利技术和发电机专利技术。但是，在可再生能源的振荡水柱发电装置领域里，当前占主流地位的有气室振荡水柱发电机装置、双气室振荡水柱发电机装置，它们的发电效率之所以仍然令人不满意，这类发电装置中还有缺陷需要弥补，其缺陷之一就是这类发电装置的发电工艺过程中出现运行工质出现变换的现象，即聚能开始时，人们聚集的是携带水体动能的波浪，紧接着形成振荡水柱，振荡水柱的运动过程中，振荡水柱如同注射器的活塞来回抽插的运动过程，振荡水柱在挤压管筒上方的空气，被挤压的空气在向上运动时吹动透平机叶片，透平机的转轴即向发电机的转轴输...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种无气室振荡水柱发电装置构成法，其特征是，针对波浪的随机性、时大时小和时有时无的不稳定性、方向不确定性、波长杂乱性、纵波横波共生性、入射波反射波相干性的各种运动特征的波浪能，方法步骤一：采用喇叭管形的、由自然动力的伺服机构自动调整拾能器的进水口随着水面高低变化可自动跟踪水体表层、确保始终吸取水体表层波浪功率密度最大的波浪层功能的拾能器之聚能法，并采用波纹软管连通技术，将拾能器的出水口与浪涌振荡水柱抽水机的进水口连通起来，令拾能器的进水口在一定范围内具备上下自动跟踪水体表层的功能；方法步骤二：从捕捉波浪能到驱动发电机组转轴的换能装置运行全过程中，采用同一种流体作为换能装置的运行工质；方法步骤三：将稳流调节池技术、多层涡轮机技术串层运行技术构成多层重力势能水体功率密度放大器再加上特定几何形状的容器构成水体功率密度放大技术与所公开的特定专利涡轮机技术和发电机技术结合起来之方法。2.根据权利要求1所表述的无气室振荡水柱发电装置构成法，其特征是，权利要求1所表述的方法步骤中，所采用的拾能器技术，有两种典型的构成：一是将由斜倒置的大小相适配的其截面为矩形其外形侧面呈喇叭形的型材所构成的母子拾能器，斜倒置的喇叭管型材的拾能器母体的体形大，斜倒置喇叭管型材的拾能器子体的体形小，两者进水口均为喇叭管型材的大口径端，喇叭管型材的小口径端均为出水口，斜倒置喇叭口的拾能器子体的出水口套装于拾能器母体的进水口之中，并以左右两枚小旋转栓将拾能器子体与拾能器母体相对上下转动连接成母子拾能器，在母子拾能器的出水口端通过左右两枚大旋转栓将母子拾能器安装在支架上，在拾能器母体和拾能器子体的大口径端的壳外上分别设置了各自的大浮体和小浮体构成了拾能器母体和拾能器子体永远是大口径端的端口呈现三分之一部分端口在水面之上，三分之二部分的端口在水面之下，并具有自动随着水面高低变化而改变入浪口高低和流入拾能器母体进水口的水体被拾能器子体出水口呈闭状的止回阀片所隔档而不能从拾能器子体的出水口流回拾能器子体、流回大海，同时确保母子拾能器的拾能器子体之进水口时刻自动地跟踪水体表层，始终吸取水体表层波浪功率密度最大波浪层的功能；要求母子拾能器的拾能器子体之进水口的上下移动范围与潮汐自然现象潮起潮落的范围一致，实现遵循获取波浪能最大化原则和拾能效率最大化原则的捕能方式，从而解决了因潮涨潮落的潮汐现象而严重影响捕捉水体表层最大的波浪能的问题；母子拾能器出水口通过波纹软管连通的浪涌振荡水柱抽水机；二是将由斜倒置的喇叭管型材所构成的单体拾能器；单体拾能器的大口为进水口，它的小口为出水口，且在其出水口端安装着止回阀片后，再通过波纹软管与浪涌振荡水柱抽水机的进水口连通，浪涌振荡水柱抽水机遵循水体压力和水体容积不变的原理设计而成管径逐渐变为细而长的管道所构成，浪涌振荡水柱抽水机有两种典型形式，一是以弯管封水的蛇形浪涌振荡水柱抽水机；二是以止回阀封水的直筒形浪涌振荡水柱抽水机，这两种浪涌振荡水柱抽水机均具有提高其每一节管道的出水口之水柱的高度，且均具有防止水体倒流的功能，一旦携带液体动能的浪涌进入母子拾能器将会被其捕获，形成与浪涌同频的振荡水柱，振荡水柱将振荡运动形式推动浪涌振荡水柱抽水机里的水逐级上升；具体选择何种拾能器与浪涌振荡水柱抽水机组合，需要专利技术采用者根据实际情况确定。3.根据权利要求1所表述的无气室振荡水柱发电装置构成法，其特征是，采用稳流调节池技术的目的是提高水体势能，提高水体作用于涡轮机叶片的功率密度，以及保持水体涡
轮机叶片的压力和流速的稳定性，从而确保机械转速与转动动能的微动性和稳定性，以及确保发电机组稳定的转速，最后获取稳定的电力品质；采用稳流调节池技术的主要优点：优点一是水体通过稳流调节池之后，提高水体压力和流速的稳定性，从而确保流体能量转换机械能的稳定性，以及以稳定的旋转机械能确保发电机组稳定的转速，最后获取稳定的电力品质；优点二是水体通过稳流调节池的汇集和限流及稳流之后，以稳定的水流流速、水动压和水流体功率密度直接作用于涡轮机的叶片，涡轮机的转轴获得稳定的转动动能；优点三是采用同一种流体作为运行工质，从捕捉波浪能到驱动发电机组转轴的运行全过程中采用同一种流体作为运行工质，发电装置的运行工质完全不须将液体工质转换成气体工质，由再气体工质转换成机械转动动能，最后由发电机组将机械转动动能转换成电能，由母子拾能器所捕捉的波浪能作为发电装置中后端的运行工质保持为液体直接作用于涡轮机的叶片，实现运行工质不变地涡轮机驱动发电机组，省去一个采用气体充当运行工质的工艺环节，空气质量以小于水体质量775倍，功率密度是与运行工质的密度成正比的，即挽回在传能过程中因运行工质将液体转换成气体后所导致的能量损失。4.根据权利要求1所表述的无气室振荡水柱发电装置构成法，其特征是，权利要求1所表述的方法步骤三体现在：采用所公开的特定专利涡轮机技术和发电机技术，构成完善的可再生能源应用的技术系统；采用相连通而不同层的多层涡轮机技术；采用多层重力势能水体功率密度放大器再加上特定几何形状的容器而构成水体功率密度放大器，采用多层重力势能水体功率密度放大器再加上特定几何形状的容器水体功率密度放大器，提高无气室振荡水柱发电装置的微动性能、稳定性能和发电效率，提高无气室振荡水柱发电装置的发电量。5.一种基于权利要求1所述的无气室振荡水柱发电装置构成法的无气室振荡水柱发电装置，其特征一是，无气室振荡水柱发电装置中不设置气室，它在运行中流体工质不需要由水体转换成气体，水体从聚浪开始，到推动涡轮机而获得流能机转轴轴转动动能的过程中充当运行工质；其特征二是，无气室振荡水柱发电装置包括七大部分，
①
母子拾能器；
②
浪涌振荡水柱抽水机；
③
调节稳流池；
④
换能装置；
⑤
多种流体力学技术指标放大器；
⑥
发电机组及发配电系统；
⑦
机电支持构件与部件；具体的机电支持构件和部件包括：a.母子拾能器中的拾能器母体(5)和拾能器子体(1)以及大浮体(2)、小浮体(4)和小旋转栓(3)；b.浪涌振荡水柱抽水机所含的蛇形浪涌振荡水柱抽水机(9.1)或者直筒形浪涌振荡水柱抽水机(9.2)以及其中的阀门阀片(9.2.1)、阀门弹簧(9.2.2)；c.调节稳流池(10)；d.换能装置中包括一级涡轮机(14)及其进水口(14.1)和出水口(14.2)、二级涡轮机(16)及其进水口(16.1)和出水口(16.2)、三级涡轮机(18)、四级涡轮机(20)、N级涡轮机(N)；e.集流速放大、压力放大和功率密度放大功能于一身的流体力学技术指标放大器中包括一级流体力学技术指标放大器(11)简称一级流指放大器(11)中包括其进水口(11.1)和出水口(11.2)、二级流指放大器(15)及其进水口(15.1)、三级流指放大器(17)、四级流指放大器(19)、总出水管及其总出水口(21.1)和总出水口(21.2)；f.发电机组及发配电系统(13)；g.机电支持构件和部件中包括管接头套件(6)、软管(7)、支架底座套件(8)中含支架座(8.1)、转台轴承套件(8.2)、大旋转栓(8.3)、转轴(12)及转轴轴承套件、机件安装平台(22)、机架(23.1)及其机架腿(23.2)；体现无气室振荡水柱发电装置构成法的具体结构：第一，将由斜倒置的大小喇叭管型材所构成的母子拾能器，斜倒置的喇叭管型材的拾能器母体(5)的体形大，斜倒置喇
叭管型材的拾能器子体(1)的体形小，两者均为喇叭...
【专利技术属性】
技术研发人员：邵波，邵滢，
申请(专利权)人：深圳市鑫神科技开发有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。