本發(fā)明屬于新能源利用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種“蘑菇型”振蕩水柱式波能轉(zhuǎn)換裝置。

背景技術(shù)：

在當(dāng)今世界，隨著石油、煤炭等傳統(tǒng)化石能源的日益枯竭，以及傳統(tǒng)能源帶來的環(huán)境問題日益嚴(yán)峻。世界各國對清潔、可再生能源的需求越來越迫切。波浪能是一種發(fā)展前景廣闊的可再生能源，目前，人們已開發(fā)出多種形式各異的波浪能轉(zhuǎn)換裝置。振蕩水柱波能轉(zhuǎn)換裝置由于其結(jié)構(gòu)簡單、易于維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，是目前各國最為重視、投入研究力度最大、建造最多的一種波能轉(zhuǎn)換裝置。

振蕩水柱式波能轉(zhuǎn)換裝置主要有固定式和浮式兩種，其主體結(jié)構(gòu)是一個(gè)向下開口的氣室結(jié)構(gòu)，上部有氣孔管道連接渦輪發(fā)電裝置。而目前已有的固定式結(jié)構(gòu)，都只有一側(cè)面向來浪方向，不能同時(shí)對不同方向來浪進(jìn)行有效吸收；浮式結(jié)構(gòu)一般采用錨鏈結(jié)構(gòu)固定，其成本高、可靠性低且波能轉(zhuǎn)換率較低。因此，提高波浪能利用率、降低波能發(fā)電成本，始終是波能利用研究的關(guān)鍵。“蘑菇型”振蕩水柱式波能轉(zhuǎn)換裝置可以接收各個(gè)方向的來浪，不僅提高了波能利用率，而且使固定式的振蕩水柱波能轉(zhuǎn)換裝置從近岸走向離岸成為可能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對現(xiàn)有結(jié)構(gòu)形式中的不足，提出了“蘑菇型”振蕩水柱式波能轉(zhuǎn)換裝置，本發(fā)明裝置能對各個(gè)方向的來浪進(jìn)行有效吸收；采用樁基固定氣室結(jié)構(gòu)，相對于浮式結(jié)構(gòu)增加了結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和可靠性。

“蘑菇型”振蕩水柱式波能轉(zhuǎn)換裝置，該“蘑菇型”振蕩水柱式波能轉(zhuǎn)換裝置包括氣室、樁基結(jié)構(gòu)和渦輪發(fā)電裝置；氣室由圓柱環(huán)體和半球環(huán)體組成，半球環(huán)體位于圓柱環(huán)體上，二者半徑相同；半球環(huán)體上部設(shè)有氣孔管道，氣孔管道連接有在雙向氣流作用下均同向旋轉(zhuǎn)的渦輪發(fā)電裝置；樁基結(jié)構(gòu)上部設(shè)有十字支撐梁用于支撐氣室，十字支撐梁與氣室頂部具有距離，使氣流順利通過氣孔管道；

使用時(shí)，圓柱環(huán)體內(nèi)部水面、圓柱環(huán)體及半球體共同組成氣室；在波浪作用下，波浪經(jīng)過圓柱環(huán)體底部透射進(jìn)入圓柱環(huán)體形成上下振蕩的水柱，水柱上下振動(dòng)迫使氣室內(nèi)部氣體壓縮和膨脹，往復(fù)通過氣室頂部的氣孔管道推動(dòng)渦輪機(jī)發(fā)電裝置旋轉(zhuǎn)。

所述的圓柱環(huán)體、半球環(huán)體、氣孔管道和十字支撐梁由鋼筋混凝土預(yù)制而成。

所述的樁基結(jié)構(gòu)下部固結(jié)于海底，上部與十字支撐梁固結(jié)。

所述的氣孔管道與在雙向氣流作用下均能同向旋轉(zhuǎn)的渦輪發(fā)電裝置相連接。

本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明基于能360°全方向吸收波能的特性，提高了波浪能的吸收率；采用固定式結(jié)構(gòu)能保證裝置的穩(wěn)定性，提高了發(fā)電效率，便于維護(hù)；將“蘑菇型”振蕩水柱式波能轉(zhuǎn)換裝置與樁基結(jié)構(gòu)結(jié)合，使得該裝置從近岸走向離岸成為可能；將“蘑菇型”振蕩水柱式波能轉(zhuǎn)換裝置安裝在樁基結(jié)構(gòu)頂部，相對于岸壁式結(jié)構(gòu)，減輕了泥沙淤積對于裝置的不利影響。

附圖說明

圖1為本發(fā)明“蘑菇型”振蕩水柱式波能轉(zhuǎn)換裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為圖1半球環(huán)體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為圖1十字支撐梁示意圖。

圖中：1圓柱環(huán)體；2半球環(huán)體；3氣室；4氣孔管道；5渦輪發(fā)電裝置；6樁基結(jié)構(gòu)；7十字支撐梁。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和技術(shù)方案，進(jìn)一步說明本發(fā)明的具體實(shí)施方式。

實(shí)施例

如圖1所示，“蘑菇型”振蕩水柱式波能轉(zhuǎn)換裝置，該“蘑菇型”振蕩水柱式波能轉(zhuǎn)換裝置包括氣室3、樁基結(jié)構(gòu)6和渦輪發(fā)電裝置5；氣室3由圓柱環(huán)體1和半球環(huán)體2組成，半球環(huán)體1位于圓柱環(huán)體2上，二者半徑相同；半球環(huán)體2上部設(shè)有氣孔管道4，氣孔管道4連接有在雙向氣流作用下均同向旋轉(zhuǎn)的渦輪發(fā)電裝置5；樁基結(jié)構(gòu)6上部設(shè)有十字支撐梁7用于支撐氣室3，十字支撐梁7與氣室3頂部具有距離，使氣流順利通過氣孔管道4；

使用時(shí)，圓柱環(huán)體1內(nèi)部水面、圓柱環(huán)體1及半球環(huán)體2共同組成氣室3；在波浪作用下，波浪經(jīng)過圓柱環(huán)體1底部透射進(jìn)入圓柱環(huán)體1形成上下振蕩的水柱，水柱上下振動(dòng)迫使氣室3內(nèi)部氣體壓縮和膨脹，往復(fù)氣流通過氣室3頂部的氣孔管道4推動(dòng)渦輪發(fā)電裝置5旋轉(zhuǎn)。

氣室3內(nèi)水柱有一個(gè)固定的波動(dòng)頻率，選擇合適的氣室3尺寸可以使得氣室內(nèi)水面振蕩頻率與外面波浪頻率相近，共振的水面波動(dòng)幅度會(huì)遠(yuǎn)高于波浪的幅度，大大提高氣體的流速和流量，從而提高系統(tǒng)效率。

所述圓柱環(huán)體1采用圓形結(jié)構(gòu)，可以不受外海來浪方向的影響，能適應(yīng)各種浪向。

所述氣室3頂部采用半球環(huán)體2，氣體經(jīng)過半球環(huán)體2進(jìn)入氣孔管道4，能有效減少阻力，并增大氣流速度，提高發(fā)電效率。

使用在雙向氣流作用下均能同向旋轉(zhuǎn)的渦輪發(fā)電裝置5，氣體進(jìn)入和排出氣室時(shí)都能發(fā)電，提高發(fā)電效率。

所述樁基結(jié)構(gòu)6采用圓柱型樁，水柱上下振動(dòng)時(shí)能有效減少阻力，提高發(fā)電效率。

所述樁基結(jié)構(gòu)6設(shè)置在圓柱環(huán)體1中軸線上，能有效減少氣室內(nèi)部水面晃蕩。

所述十字支撐梁7采用十字結(jié)構(gòu)，在不同方向的波浪作用下，能保持同樣的受力狀態(tài)，提高結(jié)構(gòu)的可靠度。

除上述實(shí)施例外，本發(fā)明還可以有其他實(shí)施方式。凡采用等同替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明要求的保護(hù)范圍。