【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及海洋能利用，具体为一种应用升力型叶片的双向振动水柱式波浪能发电设备。
技术介绍
1、波浪能，作为可再生能源的一种重要形式，展现着无穷的潜力与独特的优点。其最引人瞩目之处在于，波浪无时无刻不在，持续地在海洋表面涌动，为能源的提取提供了源源不断的动力。在波浪能转换技术中，气动式波浪能发电设备以其卓越的性能和可持续性备受瞩目。其独特之处在于采用气动力学原理，将波浪动能高效转化为气体动能。相较于其他波浪能转换技术，气动式波浪能发电设备具备结构简洁、维护成本低的特点，并在复杂海况下表现出卓越的适应性。
2、对于气动式波浪能发电设备而言，其气室内气体的方向也在随着波面的上下起伏而往复变化；常规的透平往往只能利用气体沿一个方向上运动的能量，而这也就显著降低了透平的性能；为了保证透平的单向旋转，需要对气体进行整流；常见的自整流空气透平主要有wells和impulse透平两类；按作用力类型来区分，两者内部所用到的叶片均为阻力型叶片；阻力型叶片具有启动困难、气体流通性较差等问题，这也直接影响了气动式波浪能发电设备最终的发电效率，降低了其可靠性。
技术实现思路
1、(一)解决的技术问题
2、针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种应用升力型叶片的双向振动水柱式波浪能发电设备，通过两组升力型叶片与两组单向离合器的配合实现了气体的整流，使得发电机在两个气流方向时均能旋转发电，有效提高了气动式波浪能发电设备的发电效率；而升力型叶片的应用能有效解决传统阻力型叶片启动困难、气
3、(二)技术方案
4、为实现上述的目的，本专利技术提供如下技术方案：一种应用升力型叶片的双向振动水柱式波浪能发电设备，包括气室，所述气室的顶部可拆卸安装有双向透平，所述双向透平的顶部可拆卸式安装有防水盖，所述双向透平包括可拆卸式安装于气室顶部的支撑组件以及设置于支撑组件内部的整流传动组件，所述支撑组件包括安装于气室顶部的套筒，所述套筒的内部从上至下依次固定连接有上部支撑架、中部支撑架和下部支撑架，所述上部支撑架、中部支撑架和下部支撑架的内部之间均设置有转动轴，所述转动轴的底端通过推力球轴承转动连接于下部支撑架的顶部，以确保转动轴不会发生沿轴向和径向的位移，且下部支撑架的底部固定连接有导流罩，所述上部支撑架的顶部固定连接有发电机，且发电机的输入端通过销与转动轴的顶端紧密连接。
5、优选的，所述整流传动组件包括两个弹簧、两组升力型叶片、上叶片法兰、上侧单向离合器、下叶片法兰、下侧单向离合器以及设置于所述转动轴外表面的四个深沟球轴承，最上方的深沟球轴承内环固定在转动轴上，且外环固定在上部支撑架中心开孔内部，由上至下第二个深沟球轴承内环穿过转动轴，且外环固定于上叶片法兰的轴承连接孔内，由上至下第三个深沟球轴承的内环固定于转动轴的外表面，且外环固定于中部支撑架中心开孔内部，由上至下第四个深沟球轴承的内环穿过转动轴，且外环固定于下叶片法兰的轴承连接孔内；
6、两组升力型叶片分别通过叶片安装孔与上叶片法兰和下叶片法兰的外表面固定连接；
7、所述上侧单向离合器和下侧单向离合器均固定在转动轴上，三者一同旋转，所述上侧单向离合器拥有和上叶片法兰底部的单向离合器相同的直径和齿数，且齿的布置方向相反；所述下侧单向离合器带齿的一面朝向下方，且齿数、直径和齿的布置方向均与上侧单向离合器相同；
8、所述下叶片法兰带齿的一面朝向上方，且齿数和直径与下侧单向离合器相同，所述下叶片法兰顶部齿的布置方向与下侧单向离合器相反。
9、优选的，两个所述弹簧均套设于转动轴的的外表面，且位于上方的弹簧夹在上部支撑架和上叶片法兰的固定槽之间，位于下方的第二个弹簧夹在下叶片法兰和推力球轴承之间。
10、优选的，所述防水盖的顶部固定安装有航标灯，且防水盖的底部固定安装有用于对航标灯进行供电的电池舱，所述防水盖的底部安装有三根支撑立柱，且三根支撑立柱均通过底部的安装槽嵌套在双向透平的套筒圆周以进行固定。
11、优选的，所述套筒的底部开设有若干个安装孔，且所述套筒通过若干个安装孔固定于与气室的顶部，且套筒与气室的内部连通。
12、优选的，所述气室底部的外表面固定连接有若干个挂耳，所述气室的底部通过若干个挂耳安装有若干个锚链，所述气室的顶部开有气孔以及若干个套筒连接孔，位于中心的气孔的直径与双向透平中套筒的内径相同。
13、优选的，所述气室的外表面开设有环形开口，且环形开口的内部固定连接有若干个支柱，所述环形开口的内壁的顶部和底部均开设有环形滑槽，且环形开口的内部通过两个环形滑槽滑动连接有弧形板，所述弧形板的顶部和底部均固定连接有弧形滑条，所述弧形板的两端均固定连接有汇集板，所述弧形板的外表面设置有导向组件。
14、优选的，所述导向组件包括固定于弧形板外侧面通过固定杆固定连接有立柱杆，所述立柱杆的外表面滑动连接有滑动套，且滑动套的外表面固定连接有导风板，所述立柱杆的外表面开设有若干个卡口，且滑动套的内部螺纹连接有用于插入其中一个卡口内部的紧固螺栓。
15、(三)有益效果
16、与现有技术相比，本专利技术提供了一种应用升力型叶片的双向振动水柱式波浪能发电设备，具备以下有益效果：
17、1、本专利技术的发电设备直接将波浪的动能直接转换为气体的动能再加以吸收转换，省略了液压、机械连杆等复杂中间环节，减少了能量传递级数，节省了能量传递中的损耗，提高了波浪能到电能之间的能量转换率。
18、2、本专利技术的发电设备整体所需的零件数量较少，大大减小了设备的复杂性，且海水不和能量转换部件直接接触，避免了海水腐蚀和海洋生物附着的风险，提高了发电设备在海上的生存性和可靠性，发电设备主要可以分为防水盖、双向透平和气室三个模块，彼此之间安装拆卸较为简单，方便日后的维护，降低了生产成本和维护成本，更适用于海洋发电环境。
19、3、本专利技术首次在气动式波浪能设备中使用升力型叶片，可以有效解决传统阻力型叶片启动困难、气体流通性较差的问题，大大提高了气动式波浪能发电设备的可靠性，以及在气动式波浪能设备中使用单向离合器加弹簧的整流结构，两组整流结构的配合使得传动轴始终能够沿单方向旋转，能够有效吸收两个不同方向上气体的动能，原理简单、效果显著，有效提高了气动式波浪能发电设备的发电效率。
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1.一种应用升力型叶片的双向振动水柱式波浪能发电设备，包括气室(3)，其特征在于：所述气室(3)的顶部可拆卸安装有双向透平(2)，所述双向透平(2)的顶部可拆卸式安装有防水盖(1)，所述双向透平(2)包括可拆卸式安装于气室(3)顶部的支撑组件以及设置于支撑组件内部的整流传动组件，所述支撑组件包括安装于气室(3)顶部的套筒(5)，所述套筒(5)的内部从上至下依次固定连接有上部支撑架(6)、中部支撑架(7)和下部支撑架(8)，所述上部支撑架(6)、中部支撑架(7)和下部支撑架(8)的内部之间均设置有转动轴(12)，所述转动轴(12)的底端通过推力球轴承(18)转动连接于下部支撑架(8)的顶部，以确保转动轴(12)不会发生沿轴向和径向的位移，且下部支撑架(8)的底部固定连接有导流罩(19)，所述上部支撑架(6)的顶部固定连接有发电机(9)，且发电机(9)的输入端通过销与转动轴(12)的顶端紧密连接。
2.根据权利要求1所述的一种应用升力型叶片的双向振动水柱式波浪能发电设备，其特征在于：所述整流传动组件包括两个弹簧(11)、两组升力型叶片(13)、上叶片法兰(14)、上侧单向
3.根据权利要求2所述的一种应用升力型叶片的双向振动水柱式波浪能发电设备，其特征在于：两个所述弹簧(11)均套设于转动轴(12)的的外表面，且位于上方的弹簧(11)夹在上部支撑架(6)和上叶片法兰(14)的固定槽(14-1)之间，位于下方的第二个弹簧(11)夹在下叶片法兰(17)和推力球轴承(18)之间。
4.根据权利要求1所述的一种应用升力型叶片的双向振动水柱式波浪能发电设备，其特征在于：所述防水盖(1)的顶部固定安装有航标灯(20)，且防水盖(1)的底部固定安装有用于对航标灯(20)进行供电的电池舱(21)，所述防水盖(1)的底部安装有三根支撑立柱，且三根支撑立柱均通过底部的安装槽(1-1)嵌套在双向透平(2)的套筒(5)圆周以进行固定。
5.根据权利要求1所述的一种应用升力型叶片的双向振动水柱式波浪能发电设备，其特征在于：所述套筒(5)的底部开设有若干个安装孔(5-1)，且所述套筒(5)通过若干个安装孔(5-1)固定于与气室(3)的顶部，且套筒(5)与气室(3)的内部连通。
6.根据权利要求5所述的一种应用升力型叶片的双向振动水柱式波浪能发电设备，其特征在于：所述气室(3)底部的外表面固定连接有若干个挂耳(3-3)，所述气室(3)的底部通过若干个挂耳(3-3)安装有若干个锚链(4)，所述气室(3)的顶部开有气孔(3-1)以及若干个套筒连接孔(3-2)，位于中心的气孔(3-1)的直径与双向透平(2)中套筒(5)的内径相同。
7.根据权利要求1所述的一种应用升力型叶片的双向振动水柱式波浪能发电设备，其特征在于：所述气室(3)的外表面开设有环形开口，且环形开口的内部固定连接有若干个支柱(22)，所述环形开口的内壁的顶部和底部均开设有环形滑槽(23)，且环形开口的内部通过两个环形滑槽(23)滑动连接有弧形板(24)，所述弧形板(24)的顶部和底部均固定连接有弧形滑条，所述弧形板(24)的两端均固定连接有汇集板(25)，所述弧形板(24)的外表面设置有导向组件(26)。
8.根据权利要求7所述的一种应用升力型叶片的双向振动水柱式波浪能发电设备，其特征在于：所述导向组件(26)包括固定于弧形板(24)外侧面通过固定杆固定连接有立柱杆(261)，所述立柱杆(261)的外表面滑动连接有滑动套(262)，且滑动套(262)的外表面固定连接有导风板(263)，所述立柱杆(261)的外表面开设有若干个卡口(264)，且滑动套(262)的内部螺纹连接有用于插入其中一个卡口(264)内部的紧固螺栓(265)。
...【技术特征摘要】
1.一种应用升力型叶片的双向振动水柱式波浪能发电设备，包括气室(3)，其特征在于：所述气室(3)的顶部可拆卸安装有双向透平(2)，所述双向透平(2)的顶部可拆卸式安装有防水盖(1)，所述双向透平(2)包括可拆卸式安装于气室(3)顶部的支撑组件以及设置于支撑组件内部的整流传动组件，所述支撑组件包括安装于气室(3)顶部的套筒(5)，所述套筒(5)的内部从上至下依次固定连接有上部支撑架(6)、中部支撑架(7)和下部支撑架(8)，所述上部支撑架(6)、中部支撑架(7)和下部支撑架(8)的内部之间均设置有转动轴(12)，所述转动轴(12)的底端通过推力球轴承(18)转动连接于下部支撑架(8)的顶部，以确保转动轴(12)不会发生沿轴向和径向的位移，且下部支撑架(8)的底部固定连接有导流罩(19)，所述上部支撑架(6)的顶部固定连接有发电机(9)，且发电机(9)的输入端通过销与转动轴(12)的顶端紧密连接。
2.根据权利要求1所述的一种应用升力型叶片的双向振动水柱式波浪能发电设备，其特征在于：所述整流传动组件包括两个弹簧(11)、两组升力型叶片(13)、上叶片法兰(14)、上侧单向离合器(15)、下叶片法兰(17)、下侧单向离合器(16)以及设置于所述转动轴(12)外表面的四个深沟球轴承(10)，最上方的深沟球轴承(10)内环固定在转动轴(12)上，且外环固定在上部支撑架(6)中心开孔内部，由上至下第二个深沟球轴承(10)内环穿过转动轴(12)，且外环固定于上叶片法兰(14)的轴承连接孔(14-3)内，由上至下第三个深沟球轴承(10)的内环固定于转动轴(12)的外表面，且外环固定于中部支撑架(7)中心开孔内部，由上至下第四个深沟球轴承(10)的内环穿过转动轴(12)，且外环固定于下叶片法兰(17)的轴承连接孔(14-3)内，两组升力型叶片(13)分别通过叶片安装孔(14-2)与上叶片法兰(14)和下叶片法兰(17)的外表面固定连接；
3.根据权利要求2所述的一种应用升力型叶片的双向振动水柱式波浪能发电设备，其特征在于：两个所述弹簧(11)均套设于转动轴(12)的的外表面，且位于上方的弹簧(11)夹在上部支撑架(6)和上叶片法兰(14)的固定槽(14-1)之间，位于下方的第二个弹簧(11)...
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