CN102182615A - 深海水压能发电装置 - Google Patents

Abstract

深海水压能发电装置，涉及机械领域，主要涉及一种将深海水压能转化成机械能，并利用产生的机械能进行发电的装置。包括液能动力机、常压转换器、发电机，常压转换器通过管道与液能动力机连接，发电机与液能动力机的动能输出端连接。本装置充分利用自然界中的深海水压能、波浪能，不会造成任何污染；本装置位于深海，即利用波浪能的常压转换器位于深海，不会因波浪的变化而损坏工作装置，避免了造成大的损失。

Description

深海水压能发电装置

技术领域

本发明涉及机械领域，主要涉及一种将深海水压能转化成机械能，并利用产生的机械能进行发电的装置。

背景技术

目前，人们生产生活所使用的能源大多是不可再生能源，如煤炭、石油等，这类能源不可再生，同时使用会产生大量的污染，也有使用自然能源，如太阳能、风能、水的势能等，然而目前自然界中还存在深海水压能以及海上波浪能，水压能是一个巨大的能源，但是深海水压能却很难通过一种设备来转换成机械能；波浪能极不稳定，一些研究机构利用波浪能进行发电，但发电装置基本都被强大的波浪损毁。

发明内容

本发明提供一种深海水压能发电装置，目的在于提供一种装置能够充分的利用深海水压能、波浪能，且能够避免装置被波浪损毁，避免造成大的损失。

本发明包括液能动力机、常压转换器、发电机，所述常压转换器通过管道与液能动力机连接，发电机与液能动力机的动能输出端连接。

本发明利用深海水压能驱动液能动力机做功，利用波浪能驱动常压转换器的正常运转，而液能动力机动作需要常压转换器的配合，综上所述，本装置充分利用自然界中的深海水压能、波浪能，不会造成任何污染；本装置位于深海，即利用波浪能的常压转换器位于深海，不会因波浪的变化而损坏工作装置，避免了造成大的损失。

本发明所述的液能动力机包括成对布置的第一液能动力装置和第二液能动力装置，所述第一、第二液能动力装置分别包括底座，在所述底座上设置分流室，在所述分流室的上端连接控制室，在所述分流室和控制室之间设置隔板，所述隔板中部设有通孔，在所述控制室的上端连接变压室，在所述控制室与变压室之间设置不透水的弹性膜，在所述变压室的外侧设置复原液压缸体，在所述复原液压缸体和变压室的上端连接压力转换室，所述复原液压缸体下端通过管道与分流室连通；在所述分流室内设置竖直布置的高压出水管，所述高压出水管的入口端固定连接高压进水总管，所述高压进水总管上设置控制阀；在所述控制室内设置推杆，所述推杆的上端抵触在所述弹性膜上，所述推杆穿置在所述隔板的通孔内，所述推杆与隔板之间设有间隙，在所述推杆的下端固定连接堵头，所述堵头布置在所述分流室内，所述堵头对应布置在所述高压出水管的上方，在所述推杆外套置弹簧，所述弹簧的下端抵触在所述隔板上，所述弹簧的上端连接在所述推杆上，所述第一液能动力装置的控制室内的弹簧与第二液能动力装置的控制室内的弹簧的弹性系数不等；在所述压力转换室内设置主活塞，在所述主活塞的上连接主活塞杆，所述主活塞杆的上端通过密封件穿置在所述压力转换室的上顶端，在所述变压室内设置第一活塞，在所述主活塞与第一活塞之间连接传动活塞杆，在所述复原液压缸体内设置第二活塞，在所述主活塞和第二活塞之间连接顶杆；在所述第一、第二液能动力装置的上部分别各自设置主进水口和主出水口，所述主进水口和主出水口分别布置在所述主活塞的上方，所述第一液能动力装置的分流室通过管道与第二液能动力装置的主进水口连接，所述第二液能动力装置的分流室通过管道与第一液能动力装置的主进水口连接；在所述主出水口上连接回流常压管，在所述主进水口和主出水口上分别设置阀片，所述两个阀片之间通过连杆连接，所述连杆的长度小于压力转换室的宽度，在所述主出水口处的阀片的外侧设置阀片弹簧，所述回流常压管的入口端设有台阶，所述阀片弹簧的一端抵触在所述台阶上，所述阀片弹簧的另一端抵触在所述压力转换室出口处的阀片上，在所述压力转换室的下部设置常压连接管，在所述第一活塞和弹性膜之间的变压室上分别设置进水口和常压接口，在所述进水口处设置单向阀，在所述常压接口处设置流量控制阀，在所述控制室的下部设置常压连接口。

本发明使用时，深海水从进水总管内经高压注水管分别进入两个液能动力装置的分流室内，第一液能动力装置内的水经管道进入第二液能动力装置的主活塞与其压力转换室上顶面之间的间隙中，同事第二液能动力装置的分流室内的水经水管进入第一液能动力装置的主活塞与其压力转换室上顶面之间的间隙中，分流室内的高压水同时会分流到复原液压缸内，由于水的压力较高，水压克服主出水口处的弹簧的弹力，将主进水口处的阀片顶开，同时主出水口处的阀片关闭，此时高压水将主活塞向下压，主活塞同时推动第一活塞向下压，因在高压海水进入装置前，先将变压室内注满水，所以在主活塞推动第一活塞下压的同时，在水的作用下弹性膜被向下压变形，本装置在变压室的下部设置常压接口，在常压接口处设置流量控制阀，这样变压室内的水从常压接口流出，在流量控制阀的作用下，既能使第一活塞下压，又能保证变压室内的压力，被压变形的弹性膜将推杆下压，推杆同时推动堵头向下运动将高压注水管堵住，这里需要克服推杆外弹簧的弹力，推杆才能向下运动；因两个液能动力装置的推杆外的弹簧的系数不一样，且弹簧的弹性系数经过设定，弹性系数小的弹簧会先被压下，先被压下的堵头堵住高压注水管，在堵头被压下的同时，推杆与隔板之间的间隙被打开，复原液压缸内的水经推杆与隔板间的间隙进入控制室内，进入控制室内的水再经常压连接管排到常压转换器内，弹性系数大的弹簧在没被压下的时候，而堵头堵住了此处隔板与推杆之间的间隙，分流室内的水不断注入另一个液能动力装置内，直至主活塞行程走完，因两个弹簧的弹性系数都经过精密设定，当主活塞运行完后，具有弹性系数较大的弹簧的液能动力装置内的堵头正好被压下，这样堵头堵住此处的高压注水管，而另一个液能动力装置内的水做功完成，压力消失，堵头在弹簧的作用下，回复至隔板处，将隔板与推杆之间的间隙堵住，此处的高压注水管被打开，高压水则经分流室一部分进入具有高弹性系数弹簧的液能动力装置内，另一部分进入本液能动力装置的复原液压缸内，进入复原液压缸内的高压水通过第二活塞及活塞上端面的顶杆将主活塞向上顶起回复至初始位置，由于主活塞上方的水的压力消失，主出水口处的阀片在弹簧作用下打开，同时主进水口处的阀片关闭，在主活塞上升的同时，主活塞上方的水被压出压力转换室，经回流常压管流入常压转换器内；综上所述，经过上述过程的运行，两个液能动力装置最上部的主活塞杆不断做上下运动，产生动能，将产生的动能输入发电机，使发电机工作，产生电能。

本发明所述的常压转换器包括基座，在所述基座上设置常压舱，在所述常压舱上设置常压水进水口，在所述常压舱的上顶端连接通气管，所述通气管的出口端连接浮体，所述浮体上端设有通气口；在所述常压舱上设置抽水装置，所述抽水装置包括缸体，所述缸体的下底设置进水口，所述进水口与常压舱连通，在所述缸体内设置活塞，在所述活塞的上连接活塞连杆，所述活塞连杆的自由端通过密封件穿置在缸体的上顶端，在所述活塞连杆的自由端连接牵引绳，所述牵引绳的另一端连接浮体，在所述活塞上设置进水单向阀，在所述缸体的上顶端设置出水单向阀，在所述活塞和缸体的上顶端之间设置弹簧。

本发明的液能动力机排出的水全部流入常压转换器内，常压舱通过通气管和浮体与大气连通，这样保证了常压舱内的常压状态，以及方便常压水的排出；常压水的排出则通过抽水装置抽出，常压水排进缸体内，在弹簧和水压的作用下进水单向阀打开，常压水排进活塞上方的缸体内，因活塞杆的上端通过牵引绳与水面上的浮体连接，缸体内的水在水面波浪起来时，活塞被牵引向上运动，同时出水单向阀打开，向上运动的活塞克服弹簧的弹力，将水压出缸体外；本常压装置可在常压舱上安装多个抽水装置，这样可达到快速排水的目的。

本发明所述的回流常压管、常压连接管、常压接口、常压连接管、变压室上的进水口分别通过相应的管道与常压水进水口连通。

本发明的第一液能动力装置的弹性膜与第二液能动力装置的弹性膜的拉伸力不相等；本装置的工作，即可使用上述的弹性系数不等的弹簧，使用两个拉升力不同的弹性膜，仍然可以驱动液能动力机工作，使用不同的弹性膜，需要所述两个控制室内弹簧的弹性系数相等，或者同侧的弹性膜拉升力和弹簧的弹性系数总和小于另一侧弹簧的弹性系数和弹性膜拉伸力的总和。

附图说明

图1为本发明的一种结构示意图；

图2为图1的A部放大图；

图3为图1的B部放大图；

图4为图1的C部放大图。

图中，1、液能动力机，2、常压转换器，3、发电机，4、第一液能动力装置，5、第二液能动力装置，6、底座，7、分流室，8、控制室，9、隔板，10、变压室，11、弹性膜，12、压力转换室，13、复原液压缸体，14、高压出水管，15、高压进水总管，16、控制阀，17、推杆，18、堵头，19、弹簧，20、主活塞，21、主活塞杆，22、第一活塞，23、传动活塞杆，24、第二活塞，25、顶杆，26、主进水口，27、主出水口，28、阀片，29、连杆，30、阀门弹簧，31、回流常压管，32、常压连接管，33、进水口，34、单向阀，35、常压接口，36、流量控制阀，37、常压连接口，38、基座，39、常压舱，40、常压水进水口，41、通气管，42、浮体，43、通气口，44、抽水装置，45、缸体，46、活塞，47、进水单向阀，48、出水单向阀，49、弹簧，50、活塞连杆，51、牵引绳，52、浮体，53、台阶。

具体实施方式

如图1所示，本深海水压能发电装置，包括液能动力机1、常压转换器2、发电机3，常压转换器2通过管道与液能动力机1连接，发电机3与液能动力机1的动能输出端连接。

如图1、2、3所示，本深海水压能发电装置的液能动力机1包括成对布置的第一液能动力装置4和第二液能动力装置5，第一、第二液能动力装置4、5分别包括底座6，在底座6上设置分流室7，在分流室7的上端连接控制室8，在分流室7和控制室8之间设置隔板9，隔板9中部设有通孔，在控制室8的上端连接变压室10，在控制室8与变压室10之间设置不透水的弹性膜11，在变压室10的外侧设置复原液压缸体13，在复原液压缸体13和变压室10的上端连接压力转换室12，复原液压缸体13下端通过管道与分流室7连通；在分流室7内设置竖直布置的高压出水管14，高压出水管14的入口端固定连接高压进水总管15，高压进水总管15上设置控制阀16；在控制室8内设置推杆16，推杆17的上端抵触在弹性膜11上，推杆17穿置在隔板9的通孔内，推杆17与隔板9之间设有间隙，在推杆17的下端固定连接堵头18，堵头18布置在分流室7内，堵头18对应布置在高压出水管14的上方，在推杆17外套置弹簧19，弹簧19的下端抵触在隔板9上，弹簧19的上端连接在推杆17上，第一液能动力装置4的控制室8内的弹簧19与第二液能动力装置5的控制室8内的弹19簧的弹性系数不等；在压力转换室12内设置主活塞20，在主活塞20的上连接主活塞杆21，主活塞杆21的上端通过密封件穿置在压力转换室12的上顶端，在变压室10内设置第一活塞22，在主活塞20与第一活塞22之间连接传动活塞杆23，在复原液压缸体13内设置第二活塞24，在主活塞20和第二活塞24之间连接顶杆25；在第一、第二液能动力装置4、5的上部分别各自设置主进水口26和主出水口27，主进水口26和主出水口27分别布置在主活塞20的上方，第一液能动力装置4的分流室7通过管道与第二液能动力装置5的主进水口26连接，第二液能动力装置5的分流室7通过管道与第一液能动力装置4的主进水口26连接；在主出水口26上连接回流常31压管，在主进水口26和主出水口27上分别设置阀片28，两个阀片28之间通过连杆29连接，连杆29的长度小于压力转换室12的宽度，在主出水口27处的阀片28的外侧设置阀片弹簧30，回流常压管31的入口端设有台阶53，阀片弹簧30的一端抵触在台阶53上，阀片弹簧30的另一端抵触在压力转换室12出口处的阀片28上，在压力转换室12的下部设置常压连接管32，在第一活塞22和弹性膜11之间的变压室10上分别设置进水口33和常压接口35，在进水口33处设置单向阀34，在常压接口35处设置流量控制阀36，在控制室8的下部设置常压连接口37。

如图1、4所示，本深海水压能发电装置的常压转换器2包括基座38，在基座38上设置常压舱39，在常压舱39上设置常压水进水口40，在常压舱39的上顶端连接通气管41，通气管41的出口端连接浮体42，浮体42上端设有通气口43；在常压舱39上设置抽水装置44，抽水装置44包括缸体45，缸体45的下底设置进水口，进水口与常压舱39连通，在缸体45内设置活塞46，在活塞46的上连接活塞连杆50，活塞连杆50的自由端通过密封件穿置在缸体45的上顶端，在活塞连杆50的自由端连接牵引绳51，牵引绳51的另一端连接浮体52，在活塞46上设置进水单向阀47，在缸体46的上顶端设置出水单向阀48，在活塞46和缸体45的上顶端之间设置弹簧49。

如图1、2、3所示，本深海水压能发电装置回流常压管31、常压连接管32、常压接口35、常压连接管37、变压室上的进水口33分别通过相应的管道与常压水进水口40连通。

如图1所述，本深海水压能发电装置的第一液能动力装置4的弹性膜11与第二液能动力装置5的弹性膜11的拉伸力不相等。

Claims (5)

1.深海水压能发电装置，其特征在于包括液能动力机、常压转换器、发电机，所述常压转换器通过管道与液能动力机连接，发电机与液能动力机的动能输出端连接。

2.根据权利要求1所述的深海水压能发电装置，其特征在于所述液能动力机包括成对布置的第一液能动力装置和第二液能动力装置，所述第一、第二液能动力装置分别包括底座，在所述底座上设置分流室，在所述分流室的上端连接控制室，在所述分流室和控制室之间设置隔板，所述隔板中部设有通孔，在所述控制室的上端连接变压室，在所述控制室与变压室之间设置不透水的弹性膜，在所述变压室的外侧设置复原液压缸体，在所述复原液压缸体和变压室的上端连接压力转换室，所述复原液压缸体下端通过管道与分流室连通；在所述分流室内设置竖直布置的高压出水管，所述高压出水管的入口端固定连接高压进水总管，所述高压进水总管上设置控制阀；在所述控制室内设置推杆，所述推杆的上端抵触在所述弹性膜上，所述推杆穿置在所述隔板的通孔内，所述推杆与隔板之间设有间隙，在所述推杆的下端固定连接堵头，所述堵头布置在所述分流室内，所述堵头对应布置在所述高压出水管的上方，在所述推杆外套置弹簧，所述弹簧的下端抵触在所述隔板上，所述弹簧的上端连接在所述推杆上，所述第一液能动力装置的控制室内的弹簧与第二液能动力装置的控制室内的弹簧的弹性系数不等；在所述压力转换室内设置主活塞，在所述主活塞的上连接主活塞杆，所述主活塞杆的上端通过密封件穿置在所述压力转换室的上顶端，在所述变压室内设置第一活塞，在所述主活塞与第一活塞之间连接传动活塞杆，在所述复原液压缸体内设置第二活塞，在所述主活塞和第二活塞之间连接顶杆；在所述第一、第二液能动力装置的上部分别各自设置主进水口和主出水口，所述主进水口和主出水口分别布置在所述主活塞的上方，所述第一液能动力装置的分流室通过管道与第二液能动力装置的主进水口连接，所述第二液能动力装置的分流室通过管道与第一液能动力装置的主进水口连接；在所述主出水口上连接回流常压管，在所述主进水口和主出水口上分别设置阀片，所述两个阀片之间通过连杆连接，所述连杆的长度小于压力转换室的宽度，在所述主出水口处的阀片的外侧设置阀片弹簧，所述回流常压管的入口端设有台阶，所述阀片弹簧的一端抵触在所述台阶上，所述阀片弹簧的另一端抵触在所述压力转换室出口处的阀片上，在所述压力转换室的下部设置常压连接管，在所述第一活塞和弹性膜之间的变压室上分别设置进水口和常压接口，在所述进水口处设置单向阀，在所述常压接口处设置流量控制阀，在所述控制室的下部设置常压连接口。

3.根据权利要求2所述的深海水压能发电装置，其特征在于所述常压转换器包括基座，在所述基座上设置常压舱，在所述常压舱上设置常压水进水口，在所述常压舱的上顶端连接通气管，所述通气管的出口端连接浮体，所述浮体上端设有通气口；在所述常压舱上设置抽水装置，所述抽水装置包括缸体，所述缸体的下底设置进水口，所述进水口与常压舱连通，在所述缸体内设置活塞，在所述活塞的上连接活塞连杆，所述活塞连杆的自由端通过密封件穿置在缸体的上顶端，在所述活塞连杆的自由端连接牵引绳，所述牵引绳的另一端连接浮体，在所述活塞上设置进水单向阀，在所述缸体的上顶端设置出水单向阀，在所述活塞和缸体的上顶端之间设置弹簧。

4.根据权利要求3所述的深海水压能发电装置，其特征在于所述回流常压管、常压连接管、常压接口、常压连接管、变压室上的进水口分别通过相应的管道与常压水进水口连通。

5.根据权利要求2所述的深海水压能发电装置，其特征在于所述第一液能动力装置的弹性膜与第二液能动力装置的弹性膜的拉伸力不相等。

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