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Title:
STABLE WAVE POWER GENERATING SYSTEM
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2014/139457
Kind Code:
A1
Abstract:
Disclosed is a stable wave power generating system, comprising an energy collection unit, an energy convergence and output system, and a water turbine power generator set. Energy from an unstable motive power source is collected by the energy collection unit and converted into energy capable of reciprocating linear movement. The energy convergence and output system converts the reciprocating linear movement energy into liquid energy at a specific pressure, and drives the water turbine power generator set to generate power. The energy collection unit is connected to the energy convergence and output system, and the energy convergence and output system is connected to the water turbine power generator set. The energy collection unit comprises a wave energy collection unit. The present power generating system can protect equipment to the maximum, increases service life and reliability, simplifies the manufacturing technology for wind power generating systems, has a greater capability to match changes in wind speed, can fully receive the energy, and can solve the problem of low voltage ride through of a conventional wind power generating system on a power grid.

Inventors:
ZHOU JIANHUI (CN)
ZHOU DINGMING (CN)
Application Number:
PCT/CN2014/073421
Publication Date:
September 18, 2014
Filing Date:
March 14, 2014
Export Citation:
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Assignee:
ZHOU JIANHUI (CN)
ZHOU DINGMING (CN)
International Classes:
F03B13/12; F03D9/00
Foreign References:
CN101526062A2009-09-09
CN203161426U2013-08-28
CN103233851A2013-08-07
CN103161676A2013-06-19
CN203114524U2013-08-07
US20100107627A12010-05-06
US20090121486A12009-05-14
Attorney, Agent or Firm:
FUZHOU ZHILI PATENT AGENT LTD. (CN)
福州智理专利代理有限公司 (CN)
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Claims:
WO 2014/139457 ^ PCT/CN2014/073421

权 利 要 求 书

1、 一种海浪稳定发电系统, 其特征在于: 它包括能量收集单元, 能量汇聚输出系统、 水 轮机发电机组; 由所述的能量收集单元收集不稳定的动力源的能量、 并转化成可往复直线运 动的能量; 所述的能量汇聚输出系统为将往复直线运动的能量转化为具有特定压力的液体能 量, 并驱动水轮机发电机组发电; 所述的能量收集单元与能量汇聚输出系统连接, 所述能量 汇聚输出系统与水轮机发电机组连接; 所述的能量收集单元包括海浪能收集单元;

所述的海浪能收集单元包括浮体(1 )、 钢绳 (2)、 滑轮组, 所述的浮体 (1 ) 的下方连接 钢绳 (2) 的一端, 钢绳 (2)通过滑轮组使得钢绳 (2) 的另一端做垂直升降的直线运动; 所 述的水轮机发电机组包括一台或多台水轮发电机。

2、根据权利要求 1所述的海浪稳定发电系统, 其特征在于: 所述的能量汇聚输出系统包 括汇流分配器、 高压管道、 往复式水泵、 低压容器、 低压回流管道, 所述的汇流分配器的壁 面上设有一道或一道以上的高压管道, 通过高压管道与多个往复式水泵的出水管连接;

所述的汇流分配器的顶端设置有溢流口, 在溢流口外设置有低压容器; 在汇流分配器的 下方设置有多条有序分流管道, 在所述的每道有序分流管道上都安装有水轮机发电机 (28); 水轮机发电机 (28) 的出水口连接到低压容器的底部; 在低压容器的壁面上连接有与往复式 水泵的进水口连通的低压回流管道; 低压容器经低压回流管道与各能量收集单元的往复式水 泵的进水口连接; 所述钢绳 (2) 的另一端连接往复式水泵的活塞杆(27) 的上端; 所述的往 复式水泵的活塞杆 (27 ) 工作方向为垂直于水平面方向; 所述的能量汇聚输出系统采用水或 其它液体作为传送能量的媒介, 循环使用;

或者, 所述的汇流分配器的侧壁设置有溢流管, 溢流管的出水口为溢流口, 溢流口高于 汇流分配器与溢流管的连通处, 汇流分配器内上部存储空气, 下部存储水; 在溢流口外设置 有低压容器; 在汇流分配器的下方设置有多条有序分流管道, 在所述的每道有序分流管道上 都安装有水轮机发电机(28); 水轮机发电机(28) 的出水口连接到低压容器的底部; 在低压 容器的壁面上连接有与往复式水泵的进水口连通的低压回流管道; 低压容器经低压回流管道 与各能量收集单元的往复式水泵的进水口连接; 所述钢绳(2)的另一端连接往复式水泵的活 塞杆 (27) 的上端; 所述的往复式水泵的活塞杆 (27) 工作方向为垂直于水平面方向; 所述 的能量汇聚输出系统采用水或其它液体作为传送能量的媒介, 循环使用。

3、根据权利要求 2所述的海浪稳定发电系统, 其特征在于: 所述的汇流分配器为带有水 塔的汇流分配器, 所述的水塔为双层结构, 内层为高压水塔, 高压水塔的顶端为溢流口, 外 层是作为从高压水塔溢流的液体的溢流通道; 水塔与往复式水泵之间的高度差形成的压力就 是本海浪稳定发电系统高压管道的工作压力; 当高压水流量多余时将溢出高压水塔, 并经溢 流通道回流至低压容器。

4、根据权利要求 2所述的海浪稳定发电系统, 其特征在于: 所述的汇流分配器为带有增 压泄压阀 (26) 和高压容器的汇流分配器, 此时溢流口位于增压泄压阀 (26) 的下方的汇流 分配器的顶端, 在增压泄压阀外设置有与其相配合的定位滑轨 (25 ) 及对其起限位作用的限 位卡;

或者, 所述的汇流分配器为带有增压泄压阀 (26) 的汇流分配器, 增压泄压阀 (26) 设 置于溢流口 (7) 处, 在增压泄压阀 (26)外设置有与其相配合的定位滑轨 (25)及对其起限 位作用的限位卡。

5、根据权利要求 2所述的海浪稳定发电系统, 其特征在于: 所述的能量收集单元还包括 风能收集单元, 所述的风能收集单元包括风叶(11 )、 垂直主轴、 水平转盘(15)、 牛腿(16)、 拉杆(17)、 塔架 (29), 所述的水平转盘 (15) 设置于塔架的顶端, 且与垂直主轴同轴设置; 由风叶 (11 ) 动力驱动水平转盘 (15) 转动, 所述的牛腿 (16) 的形状有如倒置的工业厂房 内行车立柱,它包括凸出部分和立杆,其凸出部分位于水平转盘(15)的外沿上方,牛腿(16) 的立杆部分安置于垂直设立的牛腿滑轨 (24) 中, 所述牛腿 (16) 的立杆部分的下方连接有 垂直拉杆 (17), 所述的水平转盘 (15) 与被动伞形齿轮 (14) 固定连接成一体并同步转动; 在水平转盘(15) 的上表面的外沿设置有两个的具有一定宽度的坡道(18), 沿水平转盘(15) 旋转方向, 所述的坡道(18)的上表面为由低到高逐渐增高的斜坡面, 两个坡道(18)以水平转 盘(15)为中心相互对称设置, 坡道(18)长度对应于转盘中心角等于水平转盘(15)的圆周角被 牛腿(16)设置的个数等分。

6、根据权利要求 5所述的海浪稳定发电系统, 其特征在于: 所述的风叶(11)为垂直轴形 式, 由风叶(11)直接驱动或经减速齿轮驱动水平转盘(15)转动。

7、 根据权利要求 5所述的海浪稳定发电系统, 其特征在于: 所述的风叶 (11)为水平轴 形式, 它还包括与水平轴同轴设置的主动伞形齿轮 (13)、 与主动伞形齿轮 13啮合的被动伞 形齿轮(14); 所述的水平转盘 (15) 由被动伞形齿轮(14) 驱动转动, 所述的水平转盘设置 于被动伞形齿轮 (14) 的下方与垂直主轴 (21) 同轴设置。

8、 根据权利要求 5所述的海浪稳定发电系统, 其特征在于: 在牛腿(16) 的凸出部分的下 表面上设置有滚轮 (19), 或者在坡道 (18) 的上表面上设置有滚轮 (19); 牛腿 (16) 凸出 部分的下表面与坡道 (18) 的接触面为斜率相同的斜面; 在垂直拉杆 (17) 的周边设置有对 垂直拉杆(17)起定位作用的定位滚轮(20), 所述的拉杆(17) 的下端与能量汇聚输出系统 中的往复式水泵的活塞杆(27) 连接; 在活塞杆 (27)上端部外套设有复位弹簧 (31), 在活 塞杆 (27) 的下端连接有可增减的负载物 (22)。

9、 根据权利要求 7所述的海浪稳定发电系统, 其特征在于: 所述的主动伞形齿轮 (13) 为两组, 驱动同一水平转盘 (15) 转动, 驱动主动齿轮转动的风叶 (11) 也对应设置两组, 前迎风面的风叶 (11) 直径小于后迎风面风叶 (11) 的直径; 两组风叶的旋转方向相反, 在 塔架 (29) 上端的垂直主轴 (21) 的上方设置有机顶外壳, 两根带动主动伞形齿轮 (13) 的 水平轴通过垂直主轴 (21) 对称设置, 并穿透机顶外壳, 所述的机顶外壳和垂直主轴 (21) 一起承载水平轴, 机顶外壳带动水平轴风叶 (11) 绕垂直主轴 (21) 旋转, 改变风叶 (11) 迎风方向; 在机顶外壳下沿的内侧设置有凸轨, 在塔架 (29) 顶端设置有与凸轨相配合的凹 轨; 机顶外壳外围的内下沿还设有齿条, 整周设置, 形成内圆形齿轮, 与塔架 (29) 上端设 置的控制箱 (23) 的齿轮啮合, 该控制箱 (23) 由伺服电机、 减速箱及制动系统组成, 沿塔 架顶端圆周内壁设置多个, 以塔架 (29) 中心对称设置, 用于控制机顶外壳转向。

1 0、 根据权利要求 1 -9所述的海浪稳定发电系统, 其特征在于: 它还包括运行控制系 统, 所述的运行控制系统设有对各能量收集单元的负载物 (22) 的重量、 增压泄压阀 (26) 的重量以及水轮机发电机 (28) 运行总功率进行监控和调整的装置; 所述的运行控制系统还 设有对汇流分配器的溢流量进行监控的装置。

Description:
海浪稳定发电系统

技术领域

本发明涉及一种利用不稳定动力源, 如海浪能、 风能等建设大规模发电站, 并能够稳定 发电的海浪稳定发电系统。

背景技术

由于海浪能量收集的稳定性差及单机功率较小 等因素, 导致人类至今无法较好地利用海 浪能量进行大规模发电。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构合理, 能有效利用海浪能量或者也能够利用风力能量 大 规模建设发电站, 并能稳定发电的海浪稳定发电系统。

本发明的技术方案如下它包括能量收集单元, 能量汇聚输出系统、 水轮机发电机组; 由 所述的能量收集单元收集不稳定的动力源的能 量、 并转化成可往复直线运动的能量; 所述的 能量汇聚输出系统为将往复的直线运动的能量 转化为具有特定压力的液体能量, 并驱动水轮 机发电机组发电; 所述的能量收集单元与能量汇聚输出系统连接 , 所述的能量汇聚输出系统 与水轮机发电机组连接; 所述的能量收集单元包括海浪能收集单元; 所述的海浪能收集单元 包括浮体、 钢绳、 滑轮组, 所述的浮体的下方连接钢绳的一端, 钢绳通过滑轮组使得钢绳的 另一端做垂直直线的运动。

本发明具有结构简单, 控制简易, 利用淡水为介质, 循环运行, 能最大限度保护设备, 提高使用寿命和可靠性, 集中多台能量收集单元的能量集中发电, 能有效提高单机组功率, 集中发电设备, 利于管理、 维护, 在海浪能收集单元的基础上, 还能与风能收集单元可共用 基础设施和空间资源, 提高效益, 提高安全性, 大容积往复式水泵的固有缺点如: 笨重、 低 速等在本发明系统中不再是缺点, 而其高效, 适合长时间运行更适应本发明系统的功能需求 , 本发明还可极大简化风力发电系统的制造技术 , 特别是发电形式的改变极大地简化了传统风 力发电系统的控制技术, 对风速的变化有更大的适应能力, 在风叶的结构强度可承受范围内, 可对能量全额接收, 而且由于本发明系统使用的是水轮机发电机组 , 可从根本上解决传统风 力发电系统电力上网的低压穿越问题。

本发明系统在浅海区沿海岸建设, 能有效吸收海浪的能量, 形成对岸堤的保护, 能有效 降低自然灾害。 本发明系统也可以应用于大型的海上平台。

附图说明:

图 1是本发明的平面分布结构示意图。

图 2是本发明的海浪能收集单元和往复式水泵组 的结构示意图。

图 3是风能收集单元中水平轴式的双风叶的一种 构示意图。

图 4是水平转盘的俯视图。

图 5是本发明的能量汇聚输出系统的一种实施例 结构示意图。

图 6是本发明的能量汇聚输出系统的另一种实施 的结构示意图。

图 7是本发明的往复式水泵的一种结构示意图。

图 8是本发明的能量汇聚输出系统的第三种实施 的结构示意图。

图 9是本发明的海浪能收集单元和往复式水泵组 的另一种实施例的结构示意图。

标号说明: 1浮体、 2钢绳、 3滑轮、 3-1第一定滑轮、 3-2第二定滑轮、 3-3第三定滑轮、 3-4第四定滑轮、 4往复式水泵、 5汇流分配器、 6低压容器、 7溢流口、 8高压管道、 9有序 分流管道、 10低压回流管道、 11风叶、 12水平轴、 13主动伞形齿轮、 14被动伞形齿轮、 15 水平转盘、 16牛腿、 17拉杆、 18坡道、 19滚轮、 20定位滚轮、 21垂直主轴、 22负载物、 23控制箱、 24牛腿滑轨、 25滑轨、 26增压泄压阀、 27活塞杆、 28水轮机发电机、 29塔架、 30支撑平台、 31复位弹簧、 32溢流管、 33压缩空气进入管道、 38转动支架、 39定滑轮升降 控制组件。

具体实施方式

如图 1 8所示, 本发明包括能量收集单元, 能量汇聚输出系统、 水轮机发电机组; 由 所述的能量收集单元收集不稳定的动力源的能 量、 并转化成可往复直线运动的能量; 所述的 能量汇聚输出系统为将往复直线运动的能量转 化为具有特定压力的液体能量, 并驱动水轮机 发电机组发电; 所述的能量收集单元与能量汇聚输出系统连接 , 所述的能量汇聚输出系统与 水轮机发电机组连接; 所述的能量收集单元包括海浪能收集单元; 所述的海浪能收集单元包 括浮体 1、 钢绳 2、 滑轮组, 所述的浮体的下方连接钢绳 2的一端, 钢绳通过滑轮组使得钢绳 2的另一端做垂直升降的直线运动; 所述的水轮机发电机组包括一台或多台水轮发 电机。 实施例 1

所述的海浪能收集单元包括浮体 1、钢绳 2、滑轮组 (详见申请号 201210337835. 7的《浮 体钢绳与齿条飞轮组海浪发电系统》), 由浮体 1、 钢绳 2和滑轮组将海浪的能量转化为往复 的直线升降运动的能量。 所述的浮体 1的下方连接钢绳 2的一端, 钢绳 2通过滑轮组使得钢 绳的另一端做垂直升降的运动。 所述钢绳 2的另一端连接往复式水泵 4的活塞杆 27的上端。 所述的往复式水泵 4的活塞杆 27工作方向为垂直于水平面方向。

所述的能量汇聚输出系统包括汇流分配器 5、 高压管道、 往复式水泵 4、 低压容器、 低压 回流管道、 有序分流管道 9; 所述的汇流分配器 5的壁面上设有一道或一道以上的高压管道, 通过高压管道与多个往复式水泵 4的出水管连接; 所述的汇流分配器 5的顶端设置有溢流口 7, 在溢流口 7外设置有低压容器; 在汇流分配器的下方设置有多条有序分流管道 9, 在所述 的每道有序分流管道 9上都安装有水轮机发电机 28; 安装在每道有序分流管道 9上的水轮机 发电机 28的发电功率可以不同也可以相同; 水轮机发电机 28的出水口连接到低压容器的底 部; 在低压容器的壁面上连接有与往复式水泵 4的进水口连通的低压回流管道; 低压容器经 低压回流管道与各能量收集单元的进水口连接 。

所述的汇流分配器 5为带有水塔的汇流分配器, 所述的水塔为双层结构, 内层为高压水 塔, 高压水塔的顶端为溢流口 7, 外层是作为从高压水塔溢流的液体的溢流通道 ; 水塔与往 复式水泵 4之间的高度差形成的压力就是本发明系统中 压管道的工作压力; 当高压水流量 多余时将溢出高压水塔, 并经溢流通道回流至低压容器。 采用该实施例结构方式产生的高压 稳定、 其高压管道的工作压力不可调整, 但水塔可以为系统调整发电总功率提供更多的 反应 和操作时间。

或者所述的汇流分配器 5为带有增压泄压阀和高压容器的汇流分配器 此时溢流口 7位 于增压泄压阀的下方的汇流分配器 5的顶端, 在增压泄压阀外设置有与其相配合的定位滑轨 及对其起限位作用的限位卡。 增压泄压阀的结构及工作原理类似高压锅的主 排气阀, 当本发 明系统高压压力达到一定值时, 推动增压泄压阀上浮, 多余流量从溢流口溢出、 泄压, 使汇 流分配器 5内维持于一个稳定压力值,增压泄压阀可设 成可在一定范围内调整重量的结构, 在一定程度上可调整本发明系统高压部分的工 作压力, 继而达到调整往复式水泵 4活塞的做 功阻力大小, 整个系统工作压力的加大, 有助于提高能量的转化效率, 也能更好地适应浪大、 风大的变化, 但同时也提高了对系统的质量要求, 降低了灵敏度, 反之工作压力减小, 可提 高系统灵敏度, 更好地适应风小、 浪小的工况。 采用该实施例结构方式产生的高压稳定, 其 高压管道的工作压力可调整。

能量汇聚输出系统采用水或其它液体作为传送 能量的媒介, 循环使用。

本发明还包括运行控制系统,所述的运行控制 系统设有对各能量收集单元的负载物 22的 重量、 增压泄压阀 26的重量以及水轮机发电机 28运行总功率进行监控和调整的装置; 所述 的运行控制系统还设有对汇流分配器的溢流量 进行监控的装置。 通过监控汇流分配器的溢流 量来决定工作的水轮机发电机 28的个数及总功率。

所述的汇流分配器 5在本发明中起到汇聚高压液体的作用, 同时又起到中和各高压液体 流的能量波动, 将汇流后的高压液体分配给多个水轮机发电机 。水轮机发电机 28的数量及功 率大小根据电站设计规模需要设定, 以能方便组合成不同的总功率, 以及可以应对极端高峰 的状况。

低压容器为一大型半开放式容器,高压液体经 有序分配至各水轮机发电机 28做功释放能 量后, 汇聚于低压容器中, 低压容器底部设有过滤器, 防止杂物进入低压回流管道, 保证循 环水的清洁, 低压容器经低压回流管道与各能量收集单元的 进水口连接。

实施例 2:

本发明所述的能量收集单元是风能收集单元, 所述的风能收集单元包括风叶 11、 垂直主 轴 21、 水平转盘 15、 牛腿 16、 拉杆、 塔架 29, 所述的水平转盘 15设置于塔架 29的顶瑞, 且与垂直主轴 21同轴设置; 由风叶 11动力驱动水平转盘 15转动, 所述的牛腿 16的形状有 如倒置的工业厂房内的行车立柱, 它包括凸出部分和立杆, 其凸出部分位于水平转盘 15的外 沿上方, 牛腿 16的立杆部分安置于垂直设立的牛腿滑轨 24中, 所述牛腿 16的立杆部分的下 方连接有垂直拉杆, 所述的水平转盘 15与被动伞形齿轮 14固定连接成一体并同步转动; 在 水平转盘 15的上表面的外沿对称设置有两个具有一定宽 的坡道 18, 沿水平转盘旋转方向, 坡道 18的上表面为由低到高逐渐增高的斜坡面, 两个对称的坡道 18以水平转盘为中心相互 对称设置,坡道 18长度对应于转盘中心角等于水平转盘 15的圆周角被牛腿 16设置的个数等 分。 如, 当一个水平转盘 15对应设置 4个牛腿 16时, 坡道 18的长度对应水平转盘中心角的 度数为 90° ; 当一个水平转盘对应设置 6个牛腿 16时,坡道 18的长度对应水平转盘中心角 的度数为 60° 。

所述的水轮机发电机组包括一台或多台水轮发 电机。

所述的风叶 11为垂直轴形式时, 由风叶 11直接驱动水平转盘转动, 或经减速齿轮驱动。 所述的风叶 11为水平轴形式时, 它还包括与水平轴同轴设置的主动伞形齿轮 13、 与主 动伞形齿轮 13啮合的被动伞形齿轮 14; 所述的水平转盘由被动伞形齿轮 14驱动转动, 所述 的水平转盘设置于被动伞形齿轮 14的下方、 与垂直主轴 21同轴设置。

在牛腿 16的凸出部分的下表面上设置有滚轮 19, 或者在坡道 18的上表面上设置有滚轮 19, 使得牛腿 16与水平转盘的坡道 18之间为滚动摩擦。

牛腿 16与坡道 18的接触面为斜率相同的斜面; 沿水平转盘外围周边均匀设置有六个牛 腿 16, 牛腿 16可沿牛腿滑轨 24上下滑动。 所述牛腿 16的立杆部分的下方连接有垂直拉杆, 在垂直拉杆的周边设置有对垂直拉杆起定位作 用的定位滚轮 20, 使得拉杆在做上下升降运动 的过程中不发生偏移, 并且有利于增强拉杆下落时的刚度; 所述的拉杆的下端与能量汇聚输 出系统中的往复式水泵 4的活塞杆 27连接。 牛腿 16个数与往复式水泵 4个数一一对应。

在活塞杆 27上部外套设有复位弹簧 31, 在活塞杆的下端连接有可增减的负载物 22。 所述的主动伞形齿轮 13为两组, 驱动同一水平转盘 15转动, 驱动主动齿轮转动的风叶 11也对应设置两组, 前迎风面的风叶 11直径小于后迎风面的风叶 11 的直径, 两组风叶 11 的旋转方向相反。所述的主动伞形齿轮 13也可以设置为一组, 相应的风叶及水平轴也设置一 组。在塔架 29上方的垂直主轴 21的上方设置有机顶外壳, 两根带动主动伞形齿轮 13的水平 轴通过垂直主轴 21对称设置, 并穿透机顶外壳, 所述的机顶外壳和垂直主轴 21—起承载水 平轴, 机顶外壳可带动水平轴和风叶绕垂直主轴 21旋转, 改变迎风方向; 在机顶外壳下沿的 内侧设置有凸轨, 在塔架 29顶端设置有与凸轨相配合的凹轨, 使之既能保证机顶外壳能绕垂 直主轴 21旋转, 又能为水平轴和风叶提供足够的基座力矩: 机顶外壳外围的内下沿还设有齿 条, 整周设置, 形成圆形齿轮, 与塔架 29上端设置的控制箱 23的齿轮啮合, 该控制箱 23由 伺服电机、 减速箱及制动系统组成, 沿塔架顶端圆周内壁设置多个, 以塔架中心对称设置, 用于控制机顶外壳转向, 并为机顶外壳提供反向扭矩的支座应力。

当水平转盘 15转动时, 坡道 18推动牛腿 16向上运动, 拉动牛腿 16及其下方的拉杆 17 以及往复式水泵活塞向上做功并压缩复位弹簧 31、 拉高负载物 22蓄能; 往复式水泵为双向 做功式。 例如: 当水平转盘 15外沿设置 6个牛腿 16时, 当水平转盘 15转过 60度后, 前一 组往复式水泵 4的复位弹簧 31及负载物 22向下拉动活塞做功,而水平转盘 15继续推动下组 牛腿 16向上, 拉动下一组往复式水泵 4的活塞向上做功。 牛腿 16的升降行程应大于或等于 坡道的垂直高度。所述的牛腿 16的斜面的最低点位于水平转盘 15之上。复位弹簧 31压缩行 程等于或大于活塞的最大工作行程。

本发明的风能收集单元可设置两个以上偶数个 牛腿 16, 每两个为一组, 以水平转盘 15 的轴心为中心对称设置, 同时升降, 以平衡塔架 29受力; 偶数个牛腿 16在水平转盘 15外沿 均匀设置。

该实施例中的能量汇聚输出系统和水轮机发电 机组的结构以及与能量收集单元的连接均 与实施例 1相同。

实施例 3 :

所述的海浪能收集单元包括浮体 1、 钢绳 2、 滑轮组, 由浮体 1、 钢绳 2和滑轮组将海浪 的能量转化为往复的直线升降运动的能量。 所述的浮体 1的下方连接钢绳 2的一端, 钢绳 2 通过滑轮组使得钢绳的另一端做垂直升降的运 动。 所述钢绳 2的另一端。 所述的往复式水泵 4的活塞杆 27工作方向为垂直于水平面方向。

所述的能量汇聚输出系统包括汇流分配器 5、 高压管道、 往复式水泵 4、 低压容器、 低压 回流管道、 有序分流管道 9; 所述的汇流分配器 5的壁面上设有一道或一道以上的高压管道, 通过高压管道与多个往复式水泵 4的出水管连接; 如图 8所示, 所述的汇流分配器 5的侧壁 设置有溢流管 32, 溢流管 32的出水口为溢流口 7, 溢流口 7高于汇流分配器 5与溢流管 32 的连通处, 汇流分配器 5内上部存储空气、 下部存储水; 在溢流口 7外设置有低压容器 6; 在汇流分配器的下方设置有多条有序分流管道 , 在所述的每道有序分流管道上都安装有水轮 机发电机 28; 水轮机发电机 28的出水口连接到低压容器的底部; 在低压容器的壁面上连接 有与往复式水泵的进水口连通的低压回流管道 ; 低压容器经低压回流管道与各能量收集单元 的往复式水泵的进水口连接; 所述钢绳 2的另一端连接往复式水泵的活塞杆 27的上端; 所述 的往复式水泵的活塞杆 27工作方向为垂直于水平面方向;所述的能量 聚输出系统采用水或 其它液体作为传送能量的媒介, 循环使用。

所述的汇流分配器 5为带有增压泄压阀和高压容器的汇流分配器 增压泄压阀设置于溢 流口处, 在增压泄压阀外设置有与其相配合的定位滑轨 及对其起限位作用的限位卡。 增压泄 压阀的结构及工作原理类似高压锅的主排气阀 , 当本发明系统高压压力达到一定值时, 推动 增压泄压阀上浮, 多余流量从溢流口溢出、 泄压, 使汇流分配器 5内维持于一个稳定压力值, 增压泄压阀可设计成可在一定范围内调整重量 的结构, 在一定程度上可调整本发明系统高压 部分的工作压力, 继而达到调整往复式水泵 4活塞的做功阻力大小, 整个系统工作压力的加 大, 有助于提高能量的转化效率, 也能更好地适应浪大、 风大的变化, 但同时也提高了对系 统的质量要求, 降低了灵敏度, 反之工作压力减小, 可提高系统灵敏度, 更好地适应风小、 浪小的工况。 采用该实施例结构方式产生的高压稳定, 其高压管道的工作压力可调整。 增压 泄压阀的结构及工作原理也可以采用与空气压 缩机的压力控制阀相类似的方案。

为了在汇流分配器 5的高压容器所存储的空气量较少时能及时便 地进行空气补充, 可 在汇流分配器 5的高压容器下部设置压缩空气进入管道 33以补充空气或者利用往复式水泵 4 进行空气泵入。

实施例 4:

本发明所述的能量收集单元是海浪能收集单元 和风能收集单元。 其他同实施例 1和实施 例 2。 此时可以采用海浪能收集单元和风能收集单元 与同一个汇流分配器 5连接的结构方式, 也可以采用海浪能收集单元和风能收集单元均 各与一个汇流分配器 5连接的结构方式。

滑轮组实施例:

本发明所述的滑轮组主要起导引钢绳以改变钢 绳 2拉力方向的作用。 如图 9所示, 所述 的定滑轮组包括第一定滑轮 3-1、 第二定滑轮 3-2、 第三定滑轮 3-3和第四定滑轮 3-4, 所述 的钢绳 2的一端连接浮体 1, 依序通过第一定滑轮 3-1、 第二定滑轮 3-2、 第三定滑轮 3-3和 第四定滑轮 3-4后, 其另一端与往复式水泵 4的活塞杆 27的上端连接, 将海浪对浮体的作用 力转化为对钢绳 2的拉力, 通过钢绳 2拉动往复式水泵 4的活塞杆 27做上下直线运动。 第一定滑轮 3-1设于浮体 1下方, 第二定滑轮 3-2和第三定滑轮 3-3固定安置于塔架 29 前方且位于浮体 1的上侧方, 第四定滑轮 3-4位于塔架 29的上端。拉住浮体 1的钢绳 2向下 延伸绕过第一定滑轮 3-1后斜向上延伸, 并在第二定滑轮 3-2和第三定滑轮 3-3导引下使位 于第三定滑轮 3-3和第四定滑轮 3-4的钢绳区段呈竖直延伸, 之后绕过第四定滑轮 3-4竖直 向下延伸并与往复式水泵 4的活塞杆 27连接。

第一定滑轮 3-1通过用钢筋砼制作的滑轮锚固架 24锚固于海底,第四定滑轮 3-4为可控 高度定滑轮, 第四定滑轮 3-4装于塔架 29的滑轮架中, 滑轮架上设置的导轮与塔架上部垂直 设立的导轨配合, 在滑轮架顶端连接有起重轮组以及通过起重轮 组控制滑轮架升降的升降卷 扬机, 通过调节滑轮架的高度以控制第四定滑轮 3-4的升降, 使本发明系统适应潮水高低变 化 (参见图 2)。 或者, 第一定滑轮 3-1固定于与塔架 29铰接连接的转动支架 38上, 转动支 架 38上设有控制第一定滑轮 3-1升降的定滑轮升降控制组件 39, 通过调节第一定滑轮 3-1, 使本发明系统适应潮水高低变化 (参见图 9)。

本发明还应于水平转盘 15外侧设置刹车系统, 以应对紧急停车或维护保养的需要, 也可 以用于极端大风时转速控制。

本发明系统运行原理的理论依据是: 不稳定动力源的动力不稳定, 其实质是做功功率大 小的无规则变化, 当高压部分的工作压力保持于一个相对稳定的 压力值时, 功率大小的变化 体现于介质流量的增减变化, 及时地监控流量的变化就能相应地调整发电总 功率的值, 使之 与来自于各个能量收集单元的总动力源的实际 功率匹配, 继而达到稳定发电的目的。

在本发明系统中, 各能量收集单元从低压汇流管道将液体吸入往 复式水泵中, 经往复式 水泵加压后送入高压管道, 并汇聚于汇流分配器 5中, 能量收集单元可以设置多个。

本发明系统主要使用淡水为传递能量的媒介, 也可以使用其它液体做媒介。

由于本发明系统在工作过程中难免有少许水量 泄露及蒸发, 故还应另外设置小型海水淡 化系统, 以补充系统的运行水量及其他所需。

由于汇流分配器 5是汇聚多台往复式水泵的水流后再有序分配 多台水轮机发电机, 所 以能自动适应各往复式水泵输出水流的压力差 异和压力波动, 同一套系统中, 能量收集单元 越多, 汇流分配器 5及高压管道 8的容积越大, 则水压越稳定, 波动越小。 释放能量后的水 流经低压容器 6汇聚过滤后又经低压回流管道 10回流至各往复式水泵入水口,形成淡水介质 的循环使用, 保证水质洁净, 提高本发明系统运行的可靠性。

所述的高压管道 8为耐高压主管道和分管道, 每一个往复式水泵的输出口经高压分管道 与高压主管道连接, 其间设有止回阀及维修闸阀, 高压主管道连接至汇流分配器 5。 一个汇 流分配器 5, 对应设置多个能量收集单元和往复式水泵, 所述的汇流分配器设置于发电厂房 里。 所述的汇流分配器是高压水流汇聚、 稳定调节和有序分配的交通枢纽。

如图 1所示, 由于能量收集单元的平面位置通常以发电厂房 为中心点, 沿海岸线布置, 故高压主管道至少设置有两条, 将两个不同方向的多个能量收集单元连接至汇 流分配器 5, 如海浪能收集单元与风能收集单元分别对应各 自的汇流分配器,则至少需要四条高压主管道 , 高压主管道上可分段设置维修闸阀。

所述的增压泄压阀 26在不主动调整的情况下其重量固定, 因而固定了其泄压条件, 增压 泄压阀外测设有滑轨 25, 增压泄压阀 26可沿滑轨 25自由、 平稳的上升、 下落。

限位卡设置于滑轨 25顶端的增压泄压阀上升行程的最高处, 以防止增压泄压阀脱落。 所述的低压容器 6下方设置有多个连接通道与各水轮机发电机 28 的出水口一一对应连 接, 中间设有垂直穿过的高压管道 8, 下接汇流分配器 5, 上接增压泄压阀 26。 低压容器 6 前部下方设有至少两个通道连接低压主管道, 连接两个不同方向的能量收集单元, 低压主管 道入口设有过滤网。

所述的低压回流管道 10包括低压主管道和低压分管道, 低压主管道的一端与低压容器 6 连接, 另一端沿能量收集单元延伸, 与高压主管道平行设置, 每一个能量收集单元的进水通 道经低压分管道与低压主管道连接, 其间设有必要的维修闸阀。 和止回阀门。

本发明系统中, 每套发电系统中应设置多台水轮机发电机 28, 以便于组合成不同总功率 的组合。 每台水轮机发电机单独与汇流分配器和低压容 器 6连接, 水轮机发电机的进水口经 闸阀、 节流阀与汇流分配器 5连接, 出水口与低压容器 6连接。

本发明还设置有运行控制系统, 所述的运行控制系统设有对各能量收集单元的 负载物 22 的重量、 增压泄压阀 26的重量以及水轮机发电机 28运行总功率进行监控和调整的装置; 所 述的运行控制系统还设有对汇流分配器的溢流 量进行监控的装置。 通过运行控制系统对增压 泄压阀 26的溢流量变化的监控, 决定改变水轮机发电机组的总功率, 使增压泄压阀始终保持 在有少量的高压水流溢出的状态, 则水轮机发电机组的实际发电总功率与来自于 各个能量收 集单元的总动力源的实时实际功率平衡, 则发电稳定, 电力质量优良。 增加增压泄压阀的重 量可以提高系统的工作压力, 增大能量汇聚输出系统的功率容量, 加大能量汇聚输出系统中 往复式水泵活塞的阻力, 此时应成比例地增加活塞杆 27下方的负载物 22的重量, 有助于适 应风大或浪大的变化, 但是会降低本发明系统的灵敏度。 反之, 减少增压泄压阀的重量、 减 轻水泵负载物 22的重量, 有助于提高本发明系统的灵敏度, 更好的适应风小浪小的工况。