專利名稱：正倒虹吸式海浪發(fā)電方法及發(fā)電機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)一種正倒虹吸式海浪發(fā)電機，尤指一種借助正倒虹吸管原理，將海
水經(jīng)由管道傳送至高于海面的雙向水輪機，再利用海浪起伏的動能，來回推動水輪機以帶 動發(fā)電的發(fā)電機。
背景技術(shù)：
按；先前或現(xiàn)行以海浪能發(fā)電的裝置，有很多種的方式，其中，如附件一的23種圖 形(摘自卓胡誼著"沒有旋轉(zhuǎn)發(fā)電機的海浪發(fā)電裝置")，以及如附件二的12種圖形(摘自 John Brooke著"wave energy conversion")所用的方法。但到目前為止，市面上并無任 何大量的海浪發(fā)電機在運轉(zhuǎn)，可見目前所存在的各種海浪能發(fā)電方式，都還沒有達到應(yīng)有 的經(jīng)濟效益。都是因海浪發(fā)電機需要有吸收海浪能的裝置，以及發(fā)電機，這些裝置若放在海 里， 一則裝置不易，二則容易損壞，若裝置高于海水的上面，如陸地或船舶或浮體上，則方 便多了，也不易損壞。申請人有鑒于此，經(jīng)不斷研究、實驗，以期使海浪能發(fā)電得以更具效 率，且達到更佳的經(jīng)濟效益而設(shè)計本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容
為了改善現(xiàn)有海浪發(fā)電裝置經(jīng)濟效益差，效率低，裝置復(fù)雜，容易損壞的缺點，本 發(fā)明旨在提供一種海浪發(fā)電方法及發(fā)電機，在提高發(fā)電效率，增加經(jīng)濟效益的前提條件下， 進一步簡化裝置，且由于本發(fā)明所述的發(fā)電機置于高于海水的陸地或船舶等浮體上，更加 方便，也不易損壞。 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種正倒虹吸式海浪發(fā)電方法，該方法首先利 用正倒虹吸管道借助虹吸管原理將一端的海水流經(jīng)較高處再傳送到更低的另一端，其高處 高于海面，然后借助在此高處裝置的雙向水輪機將管道內(nèi)因海浪的起伏而產(chǎn)生的海水來回 流動的能量轉(zhuǎn)換為動能輸出，進而帶動發(fā)電機發(fā)電。 該正倒虹吸管道，是由分別裝配在兩側(cè)的一正虹吸管和一倒虹吸管連通組合而 成，該正虹吸管道的一端伸入海水中，該倒虹吸管為U字形的連通管，該U字形連通管的底 部低于海平面。 其中，若所述正倒虹吸管道的高度大于水輪機扇葉半徑，可在該水輪機前后的管 道內(nèi)設(shè)有增加海水沖擊凹面輪葉的力量和減少凸面輪葉的阻力的擋板，水輪機的轉(zhuǎn)速由負 載依據(jù)海浪的大小自動控制，以增進效率。 其中，所述雙向水輪機還可以首先通過帶動一水泵運轉(zhuǎn)，并先將海水打到一位于 較高處的水塔，然后海水再從水塔經(jīng)水力發(fā)電機流到海里，從而帶動該發(fā)電機發(fā)電。
本發(fā)明的另一個目的，在于提供一種正倒虹吸式海浪發(fā)電機，其特征在于包含
—個正倒虹吸管，是由分別裝配在兩側(cè)的一個正虹吸管和一個倒虹吸管連通組合 而成，該正虹吸管伸入海水中； —個雙向水輪機，設(shè)于該正虹吸管道的較高處，該高處高于海面，該雙向水輪機設(shè)有一個軸承； —個發(fā)電機設(shè)置于該正倒虹吸管外部，由所述雙向水輪機的軸承驅(qū)動。
其中該倒虹吸管為U字形的連通管，該雙向水輪機為保持同一方向旋轉(zhuǎn)的水輪 機。所述雙向水輪機的承軸可以直接連接于一個置于該正倒虹吸管外部的發(fā)電機驅(qū)動發(fā) 電；也可以通過一個齒輪箱連接于置于該管道外部的該發(fā)電機，以將轉(zhuǎn)速變快再驅(qū)動發(fā)電 機發(fā)電；還可以首先和一個泵連接，以驅(qū)動該泵將海水打到一個較高水塔，該水塔與一個水 力發(fā)電機相連接，由水塔的海水流經(jīng)水力發(fā)電機發(fā)電。 本發(fā)明的有益效果為該正倒虹吸式海浪發(fā)電機，借助正倒虹吸管原理，將管道內(nèi) 因海浪的起伏而產(chǎn)生海水來回流動的能量轉(zhuǎn)換為動能輸出，來回推動水輪機以達到帶動發(fā) 電機的發(fā)電，在提高發(fā)電效率的前提條件下，進一步簡化裝置，以達到更好的經(jīng)濟的效益。


圖l是本發(fā)明的剖面圖。圖2是本發(fā)明的另-一實施例剖面圖。圖3是本發(fā)明的雙向水輪機剖面圖。圖4是本發(fā)明的另-一雙向水輪機剖面圖。圖5是本發(fā)明的另-一實施例剖面圖。圖e是本發(fā)明的另-一組裝實施例剖面圖。主要元件符號說明10 管道11*雙向水輪機 lla 葉片12 承軸13a 擋板13b 擋板 14 發(fā)電機15 網(wǎng)子16 開口17 空氣 18 線圈19 圓形管道19a 矩形管道20 鉸鏈21 浮體22 柱子23 基座24 泵 25 水塔26*水力發(fā)電機27 齒輪箱28 線圈30 橡膠板1 海平面2 海浪3 *水位 4 * 1泣々i !U大5 他、、f6 海面7 海底
具體實施例方式
請參閱圖1，為本發(fā)明的剖面圖，主要設(shè)有一管道10，管道IO右側(cè)為正虹吸管，左
側(cè)為倒虹吸管，管道io—般設(shè)為矩形也可為其他形狀，其右邊伸入海水中，左邊為u字形，
可放置于岸上、船舶或浮體，管道10的開口 16為向上，可為密封或不密封。如圖所示，其中 虛線的左邊是岸上的陸地，右邊則是海平面1及海浪2。 當(dāng)管道10內(nèi)充滿了海水，即因連通管及虹吸的原理，管道10內(nèi)的海水將隨著海浪 2的起伏，來回的流動，以圖中箭頭4、5所示，管道10左邊U形管的水位3將隨著海浪2的 峰谷而起伏。 —設(shè)于管道10的雙向水輪機ll(Bi-Directional Water Turbine)，可為各種形 式的類似橫放的垂直軸式風(fēng)機的水輪機，其作用是將海水流動的能量轉(zhuǎn)化為動能，在此圖 示上，該雙向水輪機ll的形狀為類似沙伯鈕斯形(Savonius)風(fēng)機，無論海水往左或往右流
5動，該雙向水輪機11皆會以順時針方向旋轉(zhuǎn)，借助其承軸12輸出動能，而左右擋板13a及 13b，可增加海水沖擊凹面輪葉的力量和減少凸面輪葉的阻力，一發(fā)電機14置于管道10外 部，當(dāng)承軸12轉(zhuǎn)動時，可由發(fā)電機14經(jīng)由線圈18輸出電能。雙向水輪機11的轉(zhuǎn)速可由 負載依據(jù)海浪大小自動控制，以增進效率；管道10伸入海水的一端加裝網(wǎng)子15，以防魚類 或雜物進入，而開口 16若不密封也可裝上網(wǎng)子以防鳥類飛入，且本發(fā)明于一開始安裝設(shè)置 時，要移走管道10內(nèi)的空氣17，這點可以用各種方式來完成。 請參閱圖2，本發(fā)明管道10內(nèi)各段的截面積不一定要相等，如圖所示，管道10中間 的高度為雙向水輪機11的扇葉的半徑，因此，中間的管道IO較大，可做成圓弧形，如圓形管 道19，或如虛線部分的矩形管道19a。在此圖中不需裝設(shè)如圖1所示的擋板13a、13b，或也 可如圖5所示的將U形管的左側(cè)做成愈往上愈寬；雙向水輪機11可為多葉片式沙伯紐斯形 (Multi-Bladed Savonius)，亦即多加了葉片lla。葉片lla的尾端可做成其凸面會隨著逆 向水流而彎曲，本發(fā)明在此提供了兩種方法，其一為如圖3所示，將每片扇葉分成兩段，由 鉸鏈20銜接。故當(dāng)水流方向如箭頭方向時，其下面的凸面會彎曲，以減少水流阻力，其虛線 部分，則代表原圖2的葉片形狀。另一種方法如圖4所示，其尾端葉片以富有彈性的橡膠板 30做成。也同樣會隨逆向水流自動彎曲。 本發(fā)明也可如圖6的方式實施，前述的承軸12可帶動一泵24，先將海水打到一較 高的水塔25，如此可由多組管道和泵將海水集中到水塔25，海水再從水塔25經(jīng)水力發(fā)電機 26流到海里，其箭頭代表海水的進出，電能則從線圈28輸出。 前述的承軸12，可經(jīng)一齒輪箱27將轉(zhuǎn)速變快以增加發(fā)電機14或泵24的效率。
請參閱圖6，為本發(fā)明的管道IO可置于海上的船舶或浮體上的實施方式，如圖所 示，其斜線部分為一浮體21，由繩索或柱子22固定于海底7的基座23上。管道10另端則 置于海面6。 綜上所述，本發(fā)明所述的正倒虹吸式海浪發(fā)電機，借助正倒虹吸管原理，將管道內(nèi) 因海浪的起伏而產(chǎn)生海水來回流動的能量轉(zhuǎn)換為動能輸出，來回推動水輪機以達到帶動發(fā) 電機的發(fā)電或者帶動一泵將海水集中到水塔后發(fā)電，進而達到更佳效率的發(fā)電及經(jīng)濟的效
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權(quán)利要求
一種正倒虹吸式海浪發(fā)電方法，其特征在于首先利用正倒虹吸管道借助虹吸管原理將一端的海水流經(jīng)較高處再傳送到更低的另一端，其高處高于海面，然后借助在此高處裝置的雙向水輪機將管道內(nèi)因海浪的起伏而產(chǎn)生的海水來回流動的能量轉(zhuǎn)換為動能輸出，進而帶動發(fā)電機發(fā)電。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的正倒虹吸式海浪發(fā)電方法，其特征在于該正倒虹吸管道，是 由分別裝配在兩側(cè)的一正虹吸管和一倒虹吸管連通組合而成，該正虹吸管道的一端伸入海 水中，該倒虹吸管為U字形的連通管。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的正倒虹吸式海浪發(fā)電方法，其特征在于該正倒虹吸管的U 字形連通管的底部低于海平面。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的正倒虹吸式海浪發(fā)電方法，其特征在于所述正倒虹吸管道 的高度大于水輪機扇葉半徑，且于該水輪機前后的管道內(nèi)設(shè)有增加海水沖擊凹面輪葉的力 量和減少凸面輪葉的阻力的擋板，所述水輪機的轉(zhuǎn)速由負載依據(jù)海浪的大小自動控制，以 增進效率。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的正倒虹吸式海浪發(fā)電方法，其特征在于所述雙向水輪機首 先帶動一個泵，先將海水打到一位于較高處的水塔，然后海水再從水塔經(jīng)水力發(fā)電機流到 海里，從而帶動該發(fā)電機發(fā)電。
6. —種正倒虹吸式海浪發(fā)電機，其特征在于包含一個正倒虹吸管，是由分別裝配在兩側(cè)的一個正虹吸管和一個倒虹吸管連通組合而 成，該正虹吸管伸入海水中；一個雙向水輪機，設(shè)于該正虹吸管道的較高處，并高于海面，該雙向水輪機設(shè)有一個承軸；一個發(fā)電機設(shè)置于該正倒虹吸管外部，由所述雙向水輪機的軸承驅(qū)動。
7. 如權(quán)利要求6所述的正倒虹吸式海浪發(fā)電機，其特征在于所述管道為矩形，該倒虹 吸管為U字形的連通管。
8. 如權(quán)利要求7所述的正倒虹吸式海浪發(fā)電機，其特征在于該正倒虹吸管道U連通 管一側(cè)的開口向上，且為密封或不密封。
9. 如權(quán)利要求6所述的正倒虹吸式海浪發(fā)電機，其特征在于所述正倒虹吸管管道各 段截面積為相等或不等。
10. 如權(quán)利要求6所述的正倒虹吸式海浪發(fā)電機，其特征在于，所述正倒虹吸管置于 岸上，或置于海中的船舶或浮體。
11. 如權(quán)利要求6所述的正倒虹吸式海浪發(fā)電機，其特征在于所述雙向水輪機為保持 同一方向旋轉(zhuǎn)的水輪機。
12. 如權(quán)利要求6或11所述的正倒虹吸式海浪發(fā)電機，其特征在于所述雙向水輪機 為沙伯紐斯形，其葉片為具有隨逆向水流自動彎曲的尾端。
13. 如權(quán)利要求6所述的正倒虹吸式海浪發(fā)電機，其特征在于所述管道的高度大于水 輪機扇葉半徑，且于該水輪機前后的管道內(nèi)設(shè)有增加海水沖擊凹面輪葉的力量和減少凸面 輪葉的阻力的擋板。
14. 如權(quán)利要求6所述的正倒虹吸式海浪發(fā)電機，其特征在于所述雙向水輪機的承軸直接連接于一個置于該管道外部的發(fā)電機。
15. 如權(quán)利要求6所述的正倒虹吸式海浪發(fā)電機，其特征在于所述雙向水輪機的承軸 連接于一個一個齒輪箱，該齒輪箱連接于置于該管道外部的該發(fā)電機。
16. 如權(quán)利要求6所述的正倒虹吸式海浪發(fā)電機，其特征在于所述的雙向水輪機首先 與一個泵連接，驅(qū)動該泵將海水打到一個較高水塔，該水塔內(nèi)的海水驅(qū)動該水力發(fā)電機。
全文摘要
一種正倒虹吸式海浪發(fā)電機，主要借助正倒虹吸管原理，將海水經(jīng)由管道傳送至高于海面的雙向水輪機，再利用海浪起伏的動能，來回推動水輪機，進而帶動發(fā)電機發(fā)電。其中該雙向水輪機的構(gòu)造，類似橫向裝設(shè)的垂直軸式風(fēng)機，因此，雖然管道內(nèi)的海水來回雙向流動，該水輪機皆呈同一方向旋轉(zhuǎn)。
文檔編號F03B13/14GK101749167SQ20081018285
公開日2010年6月23日 申請日期2008年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月10日
發(fā)明者劉國勝 申請人:赫力股份有限公司