CN102011680A - 一种海浪涌动与冲击能量利用装置 - Google Patents

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朱洪臣
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Abstract

本发明公开了一种海浪涌动与冲击能量利用装置，包括若干个通过框架连接在一起的能量采集单元，框架的立柱固定在海床上，每个能量采集单元组成一个单作用气泵，气泵的上腔分别与气泵进气单向阀和气泵出气单向阀连接。本发明取用的是纯天然的可再生海浪能，利用大气做传动介质，清洁环保，结构简单、使用可靠、便于实施。

Description

一种海浪涌动与冲击能量利用装置
技术领域
本发明属于海浪发电技术领域，尤其是涉及一种利用海浪的涌动与冲击能量转化成气压能量来发电的装置。
背景技术
目前，人类使用的一次能源以石油、天然气、煤炭为主，我国因油气资源匮乏，至今仍以煤炭为主。这些矿物燃料的一次能源不但不能再生，而且会产生成温室气体和大气中的悬浮颗粒，污染环境。随着我国的经济快速发展，对一次能源需求的大幅度快速增长，我国目前已经成为世界最大的能源进口国，随着石油、天然气、煤炭等矿物资源的不断减少和价格的不断飙升，研究开发清洁环保的可再生能源，已经成为世界各国面临的重大课题。
海洋能是自然界中一种储存量大、分布面广的即环保又可再生的能源。特别是近岸浅海的波浪涌动能量，千万年以来，这些惊涛巨浪不但没有为人类造福，却时常造成海岸侵蚀、航行安全等灾难。从国家专利数据库中检索得知，有部分关于海浪发电方面的专利，但大都结构比较复杂、实施可能性较小。
发明内容
本发明的目的是：提供一种结构简单、使用可靠、便于实施的海浪涌动与冲击能量利用装置。
本发明的技术方案是：包括若干个通过框架连接在一起的能量采集单元，框架包括固定在海床上的立柱和连接在立柱之间的上、下横撑，能量采集单元包括气泵泵体、泵气活塞、浮子、浮子导向轴、气泵进气单向阀、气泵出气单向阀，浮子与浮子导向轴连接在一体，浮子导向轴的上端连接泵气活塞，泵气活塞设置在气泵泵体内，气泵泵体安装在上横撑上方，气泵的上腔分别与气泵进气单向阀和气泵出气单向阀连接，浮子设置在上、下横撑之间，浮子导向轴通过导向套支撑在上、下横撑上并沿上、下导向套的中心轴线上下移动。
本发明的有益效果是：每一个能量采集单元的气泵泵体、气泵进气单向阀、气泵出气单向阀、浮子导向轴、泵气活塞组成一个单作用气泵。当海浪回落时，浮子靠自重带动浮子导向轴和泵气活塞下降，通过安装在气泵泵体上部的气泵进气单向阀，将空气吸入气泵泵体的上腔体内；当海浪涌起时，浮子靠海浪的上涌，带动浮子导向轴和泵气活塞上行，通过安装在气泵泵体上部的气泵出气单向阀，将压缩空气泵出气泵。各气泵供出的压缩空气，通过并联的管路收集在一起，就可以带动大功率的汽轮机或气动马达运转，最后用汽轮机或气动马达带动发电机发电。本发明取用的是纯天然的可再生海浪能，利用大气做传动介质，清洁环保，结构简单、使用可靠、便于实施。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为图1的左视图；
图3为图1的俯视图；
图4为本发明中能量采集单元的剖视图；
图5为本发明的气动发电原理图。
图中标注说明：1、气泵出气单向阀，2、气泵进气单向阀，3、气泵泵体，4、浮子，5、浮子导向轴，6、上横撑，7、立柱，8、下横撑，9、下导向套，10、泵气活塞，11、上导向套，12、安全阀，13、汽轮机或气动马达，14、发电机，15、海床，16、上腔，17、外壳。
具体实施方式
从图1所示本发明的结构示意图和图2的左视图、图3的俯视图可以看出，本发明由多根立柱7、连接在立柱7之间的上、下横撑6、8以及若干个能量采集单元组成，每个立柱7的下部都牢固地垂直固定在海床15上，立柱7之间用上、下横撑6、8相互刚性地连接成一体组成一组刚性连接的框架，图1、图2、图3所表示的是十八个能量采集单元用横撑连接在一起，可采用更多个能量采集单元，每套海浪涌动与冲击能量发电装备中可以配置多组这样的框架。
从图4所示能量采集单元的剖视图可以看出，每一个能量采集单元都由浮子4、浮子导向轴5、上下导向套11、9、气泵泵体3、泵气活塞10、气泵进气单向阀2、气泵出气单向阀1等组成。框架的上横撑6和下横撑8之间安装浮子4，上横撑6高出海平面，下横撑8处在海水中，浮子4处在海平面上。每个浮子4都有与浮子外壳17刚性连结成一体的浮子导向轴5，这些浮子导向轴5通过上、下导向套11、9支撑在上、下横撑6、8上，使浮子4只能沿着上、下导向套11、9的中心轴线随海面的浮动而上下移动。气泵泵体3安装在上横撑6上方，各能量采集单元气泵泵体3的上部都设置有相应的进气单向阀和出气单向阀。浮子导向轴5的上部伸入气泵泵体3，浮子导向轴5的最上端安装有泵气活塞10，泵气活塞10设置在气泵泵体3内，每一个能量采集单元的气泵泵体3、气泵进气单向阀2、气泵出气单向阀1、浮子导向轴5、泵气活塞10组成一个单作用气泵，气泵的上腔16是工作腔，下腔直接与大气相通。浮子外壳17由钢板焊成，与钢管制造的浮子导向轴5刚性地连结成一体，浮子的外壳17外部具有防腐材料，以防止海水腐蚀，浮子4的内部充填比重小的轻质物质，以便使浮子4始终漂浮在海面上。
图5为本发明的气动发电原理图，当海浪回落时，浮子4靠自重带动浮子导向轴5和泵气活塞10下降，通过安装在气泵泵体上部的气泵进气单向阀2，将空气吸入气泵的上腔16内；当海浪涌起时，浮子4靠海浪的上涌，带动浮子导向轴5和泵气活塞10上行，通过安装在气泵泵体上部的气泵出气单向阀1，将压缩空气泵出气泵。各能量采集单元气泵供出的压缩空气，通过并联的管路收集在一起，就可以带动大功率的汽轮机或气动马达13运转，然后用汽轮机或气动马达13带动发电机14发电。
以上本发明的实施例仅仅是为了更好的理解本发明而对本发明做出的非限制性说明，凡本领域的技术人员不经过创造性劳动所能得到的，仍属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种海浪涌动与冲击能量利用装置，其特征是：包括若干个通过框架连接在一起的能量采集单元，所述框架包括固定在海床上的立柱(7)和连接在立柱(7)之间的上、下横撑(6、8)，所述能量采集单元包括气泵泵体(3)、泵气活塞(10)、浮子(4)、浮子导向轴(5)、气泵进气单向阀(2)、气泵出气单向阀(1)，浮子(4)与浮子导向轴(5)连接在一体，浮子导向轴(5)的上端连接泵气活塞(10)，泵气活塞(10)设置在气泵泵体(3)内，气泵泵体(3)安装在上横撑(6)上方，气泵的上腔(16)分别与气泵进气单向阀(2)和气泵出气单向阀(1)连接，浮子(4)设置在上横撑(6)和下横撑(8)之间，浮子导向轴(5)通过导向套(11、9)支撑在上、下横撑(6、8)上并沿导向套(11、9)的中心轴线上下移动。
2.根据权利要求1所述的海浪涌动与冲击能量利用装置，其特征是：所述浮子(4)的外壳(17)由钢板焊成，与浮子导向轴(5)刚性连结成一体，浮子(4)的内部充填比重小的轻质物质。
3.根据权利要求1所述的海浪涌动与冲击能量利用装置，其特征是：所述上横撑(6)高出海平面，下横撑(8)处在海水中，浮子(4)处在海平面上。
4.根据权利要求2所述的海浪涌动与冲击能量利用装置，其特征是：所述浮子(4)的外壳(17)外部具有防腐材料。
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