CN102720629A - 波浪能转换装置及其系统 - Google Patents

Abstract

一种波浪能转换装置及其系统，该波浪能转换系统包括至少一波浪能转换装置、一竖直安装并固定在波浪中的立柱以及至少一固定波浪能转换装置的固定臂。该波浪能转换装置包括：一能随波浪起伏而上下动作的浮箱以及一与浮箱相连的气缸式的压缩空气产生机构，压缩空气产生机构包括：一可随浮箱上、下移动的缸体和一相对固定的立杆，立杆与缸体合围出至少一个密闭气室，每个密闭气室均设有进气口和出气口，进气口处设有进气单向阀，出气口处设有出气单向阀，缸体与浮箱固定连接，浮箱随波浪起伏而上下动作能够带动缸体相对立杆上下动作以将波浪起伏产生的能量转化为压缩空气。该波浪能转换装置及波浪能转换系统的结构简单、抗腐蚀性好，工作效率高。

Description

波浪能转换装置及其系统

技术领域

本发明涉及一种开发利用海洋波浪能的技术，尤其涉及一种将海洋波浪能转化为压缩空气的装置及海洋波浪能转化为电能的系统。

背景技术

中国作为世界能源生产大国，同时也是能源消耗大国，每万元GDP的能耗是世界平均水平的三倍，因此节能成为中国当今社会发展的主题。众所周知，海洋能是一种绿色、清洁、零污染排放的可再生能源，其开发利用具有广阔的发展前景。波浪能作为海洋能的一种，是指海洋表面波浪所具有的动能和势能，其具有能量密度高，分布面广等优点，它是一种最易于直接利用、取之不竭的可再生清洁能源。从上世纪70年代石油危机开始，各国开始将注意力转移到利用本地资源和寻找适宜廉价的能源上。海洋是孕育人类的摇篮，地球上75%的面积都是海洋，人类向大海索取资源已成为必然的趋势。波浪发电是继潮汐发电之后发展最快的海洋能源利用形式，100多年来各国科学家提出了几百种设想，发明了各种各样的波浪能发电装置。

申请号为200910151340.3，申请日为2009.6.27的中国发明专利公开了一种利用浮箱式空气压缩机获取海洋波浪能转化为电能的方法，其通过N个浮箱式空气压缩机产生压缩空气，然后通过集气管线将所有压缩机产生的压缩空气集中输送到岸边的压缩空气储气罐中，供气轮机工作，并带动发电机运转发电，从而完成由海洋波浪能到电能的转化过程。 该方法虽然在原理上可行，可是压缩空气需要通过多个管路集中并经长距离的输送才能到达岸边的储气罐供气轮机工作，在输送管路的任何一处出现漏气，都会使装置瘫痪而无法工作，所以该方法的可靠性低。

申请号为200910161430.0，申请日为2009.6.27的中国发明专利公开了一种将波浪能转化为机械能的浮箱直供式空气压缩机，其主要包括：浮箱、弹簧、缸体、连杆、活塞、塞片等，当浮箱处的海平面处于波峰位置时，浮箱上移，活塞杆向上推动活塞，产生压缩空气，当浮箱处的海平面处于波谷位置时，浮箱在重力作用下移，活塞杆被浮箱带动着向下移动，此时活塞上的塞片被打开，外部的空气补充进入缸体等待下一次压缩。该浮箱直供式空气压缩机的结构较复杂，能量转换效率低，而且海水很容易上涨到浮箱之上而腐蚀弹簧、连杆、活塞以及缸体等，所以其实用性不高。

可见，现有技术中的利用波浪能发电的技术普遍存在可靠性低、发电效率低等缺陷，无法普及应用。

发明内容

本发明要解决的第一个技术问题是克服现有技术中的缺陷，提供一种将海洋波浪能转换成压缩空气的装置，该波浪能转换装置结构简单，抗腐蚀性好，工作效率高。

本发明要解决的第二个技术问题是克服现有技术中的缺陷，提供一种将海洋波浪能转换成压缩空气、机械能或者电能的装置，其结构简单，可靠性高，工作效率高。

为了解决上述第一个技术问题，本发明提供一种波浪能转换装置，包括：一能随波浪起伏而上下动作的浮箱以及一与所述浮箱相连的气缸式的压缩空气产生机构，所述压缩空气产生机构包括：一可随浮箱上下移动的缸体和一相对固定的立杆，所述立杆是竖直安装的，所述立杆与所述缸体合围出至少一个密闭气室，每个密闭气室均设有进气口和出气口，所述进气口处设有进气单向阀，所述出气口处设有出气单向阀，所述立杆设有与大气连通的进气孔和将压缩空气送出的出气孔，所述进气孔与所述密闭气室的进气口连通，所述出气孔与所述出气口连通，所述缸体与所述浮箱固定连接，所述浮箱随波浪起伏而上下动作能够带动所述缸体相对所述立杆上下动作以将波浪起伏产生的能量转化为压缩空气。

由上述发明构思，得到波浪能转换装置的两个具体的实施例，第一实施例可实现单向压缩空气功能，第二实施例可实现双向压缩空气功能。

其中，第一实施例的具体结构如下：所述立杆的下端与所述缸体合围出一个所述的密闭气室，所述进气口和出气口均设置在立杆的下端面上，所述浮箱随波浪起伏向下动作可带动所述缸体相对所述立杆向下动作而打开所述密闭气室的进气单向阀以将空气吸入所述密闭气室中，所述浮箱随波浪起伏向上动作可带动所述缸体相对所述立杆向上动作而压缩所述密闭气室中的空气并打开所述密闭气室的出气单向阀将压缩空气送出。

进一步地，所述缸体呈上端开口的中空筒状，所述立杆呈封闭的中空筒状，所述立杆自上而下插置在所述缸体内，所述浮箱固定或一体成型地套设在所述缸体的外壁上。

进一步地，所述立杆向上伸出缸体，且立杆伸出缸体的外壁部分还套设有防水柔性套，所述防水柔性套的一端与立杆外壁密封连接，所述防水柔性套的另一端与所述浮箱的顶壁密封连接，且所述防水柔性套的内腔通过一管道与大气连通。

进一步地，在立杆伸出缸体的外壁上固定有沿立杆径向向外伸出立杆的固定件，所述防水柔性套的一端固定在所述固定件上。

进一步地，所述浮箱的顶部固定有限制所述缸体最大下落高度的上限位块，所述上限位块的横截面呈顶端向内弯折、底端向外弯折的Z字形，且上限位板的顶端位于所述固定件之上。

进一步地，所述立杆的底部固定有限制所述缸体最大上浮高度的下限位块。

进一步地， 在所述立杆下端的外壁上套设有密封圈，密封圈位于所述立杆与所述缸体之间以隔绝所述密闭气室。

进一步地， 在所述缸体上端的内壁上设置有定位圈，定位圈位于所述立杆与所述缸体之间，且定位圈上设置有通气孔以使所述缸体和所述立杆之间的空腔与防水柔性套的内腔连通。

其中，第二实施例的具体结构如下：所述立杆的侧壁上设有沿径向的凸出的活塞，所述活塞、所述缸体和所述立杆合围出上、下两个所述密闭气室，各密闭气室的进气口和出气口均设置在所述活塞上，所述浮箱随波浪起伏向下动作可带动所述缸体相对所述立杆向下动作而打开所述下密闭气室的进气单向阀以将空气吸入所述下密闭气室中、同时压缩所述上密闭气室中的空气并打开所述上密闭气室的出气单向阀将压缩空气送出，所述浮箱随波浪起伏向上动作可带动所述缸体相对所述立杆向上动作而打开所述上密闭气室的进气单向阀以将空气吸入所述上密闭气室中、同时压缩所述下密闭气室中的空气并打开所述下密闭气室的出气单向阀将压缩空气送出。

进一步地，所述缸体呈上、下开口的中空筒状，所立杆呈封闭的中空筒状，所述立杆自上而下插置在所述缸体中，所述浮箱固定或一体成型地套设在所述缸体的外壁上，所述缸体的内径大于所述立杆的外径，且在所述缸体的上端和下端各设置一封板以封闭所述立杆和所述缸体之间的空间形成所述上密闭气室和所述下密闭气室。

进一步地，在所述封板与所述立杆接触的位置设置有密封圈。

进一步地，所述立杆向下伸出所述缸体，且在所述缸体的底部向下凸出设置有一套设在所述立杆外部的密封筒，所述密封筒和所述立杆合围成一封闭空腔。

进一步地，所述立杆向上伸出缸体，且立杆伸出缸体的外壁上套设一防水柔性套，所述防水柔性套的一端与立杆外壁密封连接，所述防水柔性套的另一端与所述缸体的顶部密封连接，所述防水柔性套的内部通过一管道与大气连通。

进一步地，在所述立杆向上伸出缸体的外壁上固定有沿立杆径向向外伸出立杆的固定件，所述防水柔性套的一端与所述固定件相连。

进一步地，所述封闭空腔通过管道与大气连通，或者，在立杆下端面上开设进气口和出气口，在进气口和出气口位置分别安装进气单向阀和出气单向阀。

为了解决上述第二个技术问题，本发明提供一种波浪能转换系统，其包括：至少一上述波浪能转换装置，一竖直安装并固定在波浪中的立柱，以及，至少一固定臂，所述固定臂的一端固定在所述立柱上、另一端与一所述的波浪能转换装置中的立杆固定连接。

进一步地，所述波浪能转换系统还包括一可上下移动地设置在所述立柱上的升降座，所述固定臂通过升降座与所述立柱相配合。

进一步地， 所述升降座内套设有一可在所述立柱外壁上有阻力的上下滑动的阻尼滑套。

进一步地，所述固定臂以所述立柱为中心呈散射状水平、对称地分布在所述立柱的四周。

进一步地，所述立柱内具有中空储气腔，其与各波浪能转换装置的出气孔相连以收集压缩空气。

进一步地，所述波浪能转换系统还包括一固定在立柱上并与所述储气腔相连的气动机。

进一步地，所述波浪能转换系统还包括一与所述气动机相连的发电机。

本发明的有益效果在于，本发明的波浪能转换装置通过浮箱随波浪起伏上下动作而带动缸体相对立杆上下动作，从而将波浪起伏产生的能量转化为压缩空气，进而成功地将绿色、清洁、零污染排放的可再生能源转换为可供人类利用的能源，其对社会发展具有重要的意义，此外，该波浪能转换装置还具有结构简单、成本低廉、抗腐蚀性好、工作效率高等优点，适合普及应用。本发明的波浪能转换系统通过在一根立柱上设置多个波浪能转换装置，以将各波浪能转换装置产生的压缩空气集中利用，使其进一步转化成机械能或电能，其更适用于近海、浅海和海湾等洋流不大的海域，具有结构简单，成本低廉、抗腐蚀性好、可靠性高，且工作效率高等优点。

附图说明

图1是本发明第一实施例的波浪能转换装置的结构示意图。

图2是第一实施例的波浪能转换装置分别在低水位和高水位状态下的工作原理图（图中Ⅰ为低水位状态，Ⅱ为高水位状态）。

图3是本发明第二实施例的波浪能转换装置的结构示意图。 

图4是第二实施例的波浪能转换装置分别在低水位和高水位状态下的工作原理图（图中Ⅰ为正常水位状态，Ⅱ为低水位状态，Ⅲ为高水位状态）。

图5为波浪能转换系统的侧视图。

图6为波浪能转换系统的俯视图。

图7为波浪能转换系统中气动机的结构示意图。

具体实施方式

为了进一步说明本发明的原理和结构，现结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明。

参阅图1，其为波浪能转换装置第一实施例的结构示意图，其包括：一能随波浪起伏而上下动作的浮箱31和一与浮箱31相连的气缸式的压缩空气产生机构。该压缩空气产生机构包括：一可随浮箱31上下移动的缸体32和一相对固定的立杆33。缸体32呈上端开口的中空筒状，立杆33呈上、下端封闭的中空筒状，立杆33是竖直安装的，其上端固定，且自上而下地插置在缸体32内。立杆33的下端与缸体32合围出一个密闭气室321，当缸体32随浮箱上下移动时，立杆33的下端便充当活塞的作用，压缩密闭气室321内的空气。该密闭气室321设有进气口和出气口，进气口处设有进气单向阀3212，出气口处设有出气单向阀3211，立杆33的顶端设有与大气连通的进气孔334和将压缩空气送出的出气孔333，进气孔334通过管道335与密闭气室321的进气口连通，出气孔333通过管道337与密闭气室321的出气口连通。浮箱31固定或一体成型地套设在缸体32的外壁上，以通过浮箱31随波浪起伏的上下动作来带动缸体32相对立杆33上下动作，将波浪起伏产生的能量转化为压缩空气。

立杆33向上伸出缸体32，在立杆33伸出缸体32的外壁部分套设一防水柔性套34，该防水柔性套34的上端与立杆33的外壁密封连接，下端与浮箱31的顶壁密封连接，以防止海水上涨到浮箱31之上而腐蚀立杆33相对缸体32上下滑动时的接触部位。防水柔性套34的内部还通过一管道336与大气连通，从而减少浮箱31与缸体32向上动作的阻力。

在立杆33伸出缸体32的外壁上固定有沿立杆33径向伸出的固定件341，防水柔性套34的上端通过固定件341与立杆33相连。浮箱31的顶部固定有限制缸体32最大下落高度的上限位块35，上限位块35的横截面呈顶端向内弯折、底端向外弯折的Z字形，其顶端位于固定件341之上，当浮箱31下落到最低位置时，上限位块35的顶端被固定件34挡止而限制缸体32进一步下落，其底端的弯折部分作为固定结构与浮箱31顶部固定连接。立杆33的底部固定有限制缸体32最大上浮高度的下限位块36，当浮箱31上升到最高位置时，缸体32底端抵靠下限位块35，从而防止其进一步上升。

在缸体32与立杆33侧壁之间具有适当间隙空腔，以供立杆33上下滑动，在立杆33下端的外壁上套设有密封圈37，该密封圈37位于立杆33与缸体32之间的间隙中以隔绝密闭气室321，防止密闭气室321漏气，降低空气压缩的效率。在缸体32上端的内壁上设置有定位圈38，定位圈38也位于立杆33与缸体32之间的间隙中，其主要起定位和导向立杆33的作用，此外，定位圈38上设置有通气孔以使缸体32和立杆33之间的空腔与防水柔性套34的内腔连通。

图2为上述波浪能转换装置分别在低水位和高水位状态下的工作原理图，如Ⅰ状态所示，当海平面8处于低水位时，浮箱31随波浪起伏向下动作，从而带动缸体32相对立杆33向下动作，此时密闭气室321的体积增大，进气单向阀332被打开，外界大气通过管道335进入密闭气室321中；如Ⅱ状态所示，当海平面8处于高水位时，浮箱31随波浪起伏向上动作，从而带动缸体32相对立杆33向上动作，密闭气室321中的空气被压缩，出气单向阀331被压缩空气顶开，从而将压缩空气通过管道337送出，完成一次空气压缩过程。如此往复工作，实现将波浪能转换成压缩空气。

图3为波浪能转换装置第二实施例的结构示意图，如图所示，该波浪能转换装置也包括：一浮箱31和一与浮箱31相连的气缸式的压缩空气产生机构，该压缩空气产生机构也包括：一可随浮箱上下移动的缸体32和一相对固定的立杆33。立杆33的结构与上述实施例相同，与上述实施例不同的是：本实施例中，缸体32呈上、下开口的中空筒状，立杆33自上而下插在缸体32中且两端伸出缸体32之外，浮箱31固定或一体成型地套设在缸体32的外壁上。缸体32的内径大于立杆33的外径，且缸体32上下两端各设置一封板324，在封板324与立杆33接触的位置设置有密封圈37，从而使缸体32内壁与立杆33外侧壁之间合围成一密闭气室。立杆33的侧壁上设有沿径向向外凸出的活塞38，该活塞38将缸体32与立杆33之间的密闭气室分隔成上、下两个密闭气室322、323。各密闭气室322、323均设有进气口和出气口，且各密闭气室322、323的进气口和出气口均设置在活塞38上。在上密闭气室322的进气口处设有进气单向阀3222，出气口处设有出气单向阀3221；下密闭气室323的进气口处设有进气单向阀3232，出气口处设有出气单向阀3231。立杆33的顶端设有与大气连通的进气孔334和将压缩空气送出的出气孔333，进气孔334通过管道335与上、下密闭气室322、323的进气口连通，出气孔333通过管道337与上、下密闭气室322、323的出气口连通。

立杆33向上伸出缸体32，在立杆33伸出缸体32的外壁部分套设一防水柔性套34，且立杆33伸出缸体32的外壁上固定有沿立杆33径向伸出的固定件341，防水柔性套34的上端通过固定件341与立杆33的外壁密封连接，防水柔性套34的下端与封板324的顶壁密封连接，以在立杆33和缸体32之间形成密封，防止海水上涨到浮箱31之上而腐蚀立杆33相对缸体32上下滑动时的接触部位。防水柔性套34的内部通过一管道336与大气连通，从而减小浮箱31与缸体32随波浪起伏而向上动作的阻力。

立杆33下端伸出缸体32，为防止立杆33下端被海水腐蚀，本实施例在缸体32的底部向下凸出设置一阻隔海水的密封筒325，该密封筒325套设在立杆33外部并与缸体32底部的封板324固定在一起。立杆33和密封筒325合围成一封闭空腔3251，为减小该封闭空腔3251内的空气压缩给立杆33造成运动阻力，封闭空腔3251需通过一管道与大气连通。

图4为该波浪能转换装置分别在正常水位、低水位和高水位状态下的工作原理图，如Ⅰ状态所示，当海平面8处于正常水位时，活塞38大致处于缸体32的中部位置，上、下密闭气室322、323内的空气与大气压基本相当，所以上、下密闭气室322、323内的进气单向阀3222、3232和出气单向阀3221、3231均处于关闭状态；如Ⅱ状态所示，当海平面8处于低水位时，浮箱31随波浪起伏向下动作，从而带动缸体32相对立杆33向下动作，下密闭气室323的进气单向阀3232被打开，以将空气吸入下密闭气室323中，同时，压缩上密闭气室322中的空气，并打开上密闭气室322的出气单向阀3221，将压缩空气送出，完成一次空气压缩过程；如Ⅲ状态所示，当海平面8处于高水位时，浮箱31随波浪起伏向上动作，从而带动缸体32相对立杆33向上动作，并打开上密闭气室322的进气单向阀3222，将空气吸入上密闭气室322中，同时压缩下密闭气室323中的空气，打开下密闭气室323的出气单向阀3231，将压缩空气送出，完成两次空气压缩过程。如此往复工作，实现将波浪能转换成压缩空气。

根据上述两实施例的发明构思，本发明的波浪能转换装置在其他实施例中，还可在立杆33与缸体32之间合围成三个或三个以上密闭气室，使立杆33相对缸体32上下动作而压缩各密闭气室，产生压缩空气。如：在上述第二实施例的立杆33下端面上开设进气口和出气口，在进气口和出气口上分别安装进气单向阀和出气单向阀，使进气口与大气连通，出气口与立杆33上端的出气孔333连通，这样，立杆33和密封筒325之间的封闭空腔3251便成了第三个密闭气室，该第三个密闭气室产生压缩空气的工作原理与第一实施例相同，此处不再赘述。

图5为一波浪能转换为电能的系统结构示意图，该系统包括：一竖直安装并固定在海底9中的立柱1，至少一固定在立柱1上的上述波浪能转换装置3，至少一用以固定波浪能转换装置3的固定臂2，一将压缩空气转换为机械能输出的气动机4，以及，一将机械能转换为电能的发电机5。

结合参阅图6，固定臂2以立柱1为中心呈散射状水平、对称地分布在立柱1的四周，其一端固定在立柱1上，另一端与其中一波浪能转换装33的立杆33固定连接。立柱1上设置一可相对立柱1上下移动的升降座11，固定臂2通过该升降座11与立柱2配合。升降座11可随海平面8高度的变化而适当上下调整，当海水涨潮时，升降座11跟随适当上升，当海水退潮时，升降座11跟随适当下降，从而保证各波浪能转换装置3处于合适的工作水位。此处的升降座11可采用现有技术中任何能使其相对立柱1上下移动的装置来驱动，最简单且最实用的办法是在升降座11内套设一可在立柱1外壁上有阻力的上下滑动的阻尼滑套。

立柱1优选设置成中空结构，其内部的空腔可当成一储气罐，储气罐通过管道12与各波浪能转换装置3的出气管道相连，以收集各波浪能转换装置3送出的压缩空气，且在储气腔与管道12相连的位置还设置有进气单向阀13，以防止储气罐内的压缩空气倒流。该储气罐与气动机4相连，以实现将压缩空气转换成机械能。如图7所示，该气动机4包括：一机壳41、多个安装在机壳内的扇叶42以及一与所有扇叶4相连的输出轴43，压缩空气从储气腔进入机壳41内，带动扇叶42旋转，再由扇叶带动输出轴43转动，从而输出机械能带动发电机5发电。此处关于气动机4的具体结构说明只是一种举例说明，在实际使用中可不以此为限，气动机4和发电机5均可采用现有技术中常用的结构。

该波浪能转换系统的气动机4和发电机5均安装在立柱1上，以减少压缩空气的输送距离，降低气损，提高发电效率。

值得一提的是，本发明还可在立柱1上方固定一位于海平面之上的风能发电装置，以便合理利用共享资源，使一根立柱1满足多种使用需求，降低工程造价。

显然，在其他实施例中，该波浪能转换系统也可去掉上述气动机4和/或发电机5，而实现将波浪能转换成压缩空气，或者将波浪能转换成机械能。

然而，以上所述仅为本发明的较佳可行实施例，并非限制本发明的保护范围，故凡运用本发明说明书及附图内容所作出的等效结构变化，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (23)

1.一种波浪能转换装置，其特征在于，包括：一能随波浪起伏而上下动作的浮箱以及一与所述浮箱相连的气缸式的压缩空气产生机构，所述压缩空气产生机构包括：一可随浮箱上下移动的缸体和一相对固定的立杆，所述立杆是竖直安装的，所述立杆与所述缸体合围出至少一个密闭气室，每个密闭气室均设有进气口和出气口，所述进气口处设有进气单向阀，所述出气口处设有出气单向阀，所述立杆设有与大气连通的进气管和将压缩空气送出的出气管，所述进气管与所述密闭气室的进气口连通，所述出气管与所述出气口连通，所述缸体与所述浮箱固定连接，所述浮箱随波浪起伏而上下动作能够带动所述缸体相对所述立杆上下动作以将波浪起伏产生的能量转化为压缩空气。

2.如权利要求1所述的波浪能转换装置，其特征在于，所述立杆的下端与所述缸体合围出一个所述的密闭气室，所述进气口和出气口均设置在立杆的下端面上，所述浮箱随波浪起伏向下动作可带动所述缸体相对所述立杆向下动作而打开所述密闭气室的进气单向阀以将空气吸入所述密闭气室中，所述浮箱随波浪起伏向上动作可带动所述缸体相对所述立杆向上动作而压缩所述密闭气室中的空气并打开所述密闭气室的出气单向阀将压缩空气送出。

3.如权利要求2所述的波浪能转换装置，其特征在于，所述缸体呈上端开口的中空筒状，所述立杆呈封闭的中空筒状，所述立杆自上而下插置在所述缸体内，所述浮箱固定或一体成型地套设在所述缸体的外壁上。

4.如权利要求3所述的波浪能转换装置，其特征在于，所述立杆向上伸出缸体，且立杆伸出缸体的外壁部分还套设有防水柔性套，所述防水柔性套的一端与立杆外壁密封连接，所述防水柔性套的另一端与所述浮箱的顶壁密封连接，且所述防水柔性套的内腔通过一管道与大气连通。

5.如权利要求4所述的波浪能转换装置，其特征在于，在立杆伸出缸体的外壁上固定有沿立杆径向向外伸出立杆的固定件，所述防水柔性套的一端固定在所述固定件上。

6.如权利要求5所述的波浪能转换装置，其特征在于，所述浮箱的顶部固定有限制所述缸体最大下落高度的上限位块，所述上限位块的横截面呈顶端向内弯折、底端向外弯折的Z字形，且上限位板的顶端位于所述固定件之上。

7.如权利要求3所述的波浪能转换装置，其特征在于，所述立杆的底部固定有限制所述缸体最大上浮高度的下限位块。

8.如权利要求3所述的波浪能转换装置，其特征在于，在所述立杆下端的外壁上套设有密封圈，密封圈位于所述立杆与所述缸体之间以隔绝所述密闭气室。

9.如权利要求4所述的波浪能转换装置，其特征在于，在所述缸体上端的内壁上设置有定位圈，定位圈位于所述立杆与所述缸体之间，且定位圈上设置有通气孔以使所述缸体和所述立杆之间的空腔与防水柔性套的内腔连通。

10.如权利要求1所述的波浪能转换装置，其特征在于，所述立杆的侧壁上设有沿径向的凸出的活塞，所述活塞、所述缸体和所述立杆合围出上、下两个所述密闭气室，各密闭气室的进气口和出气口均设置在所述活塞上，所述浮箱随波浪起伏向下动作可带动所述缸体相对所述立杆向下动作而打开所述下密闭气室的进气单向阀以将空气吸入所述下密闭气室中、同时压缩所述上密闭气室中的空气并打开所述上密闭气室的出气单向阀将压缩空气送出，所述浮箱随波浪起伏向上动作可带动所述缸体相对所述立杆向上动作而打开所述上密闭气室的进气单向阀以将空气吸入所述上密闭气室中、同时压缩所述下密闭气室中的空气并打开所述下密闭气室的出气单向阀将压缩空气送出。

11.如权利要求10所述的波浪能转换装置，其特征在于，所述缸体呈上、下开口的中空筒状，所述立杆呈封闭的中空筒状，所述立杆自上而下插置在所述缸体中，所述浮箱固定或一体成型地套设在所述缸体的外壁上，所述缸体的内径大于所述立杆的外径，且在所述缸体的上端和下端各设置一封板以封闭所述立杆和所述缸体之间的空间形成所述上密闭气室和所述下密闭气室。

12.如权利要求11所述的波浪能转换装置，其特征在于，在所述封板与所述立杆接触的位置设置有密封圈。

13.如权利要求11所述的波浪能转换装置，其特征在于，所述立杆向下伸出所述缸体，且在所述缸体的底部向下凸出设置有一套设在所述立杆外部的密封筒，所述密封筒和所述立杆合围成一封闭空腔。

14.如权利要求11所述的波浪能转换装置，其特征在于，所述立杆向上伸出缸体，且立杆伸出缸体的外壁上套设一防水柔性套，所述防水柔性套的一端与立杆外壁密封连接，所述防水柔性套的另一端与所述缸体的顶部密封连接，所述防水柔性套的内部通过一管道与大气连通。

15.如权利要求14所述的波浪能转换装置，其特征在于，在所述立杆向上伸出缸体的外壁上固定有沿立杆径向向外伸出立杆的固定件，所述防水柔性套的一端与所述固定件相连。

16.如权利要求13所述的波浪能转换装置，其特征在于，所述封闭空腔通过管道与大气连通，或者，在立杆下端面上开设进气口和出气口，在进气口和出气口位置分别安装进气单向阀和出气单向阀。

17.一种波浪能转换系统，其特征在于，包括：至少一如权利要求1-16中任意一项所述的波浪能转换装置，一竖直安装并固定在波浪中的立柱，以及，至少一固定臂，所述固定臂的一端固定在所述立柱上、另一端与一所述的波浪能转换装置中的立杆固定连接。

18.如权利要求17所述的波浪能转换系统，其特征在于，所述波浪能转换系统还包括一可上下移动地设置在所述立柱上的升降座，所述固定臂通过升降座与所述立柱配合。

19.如权利要求18所述的波浪能转换系统，其特征在于， 所述升降座内套设有一可在所述立柱外壁上有阻力的上下滑动的阻尼滑套。

20.如权利要求17所述的波浪能转换系统，其特征在于，所述固定臂以所述立柱为中心呈散射状水平、对称地分布在所述立柱的四周。

21.如权利要求17所述的波浪能转换系统，其特征在于，所述立柱内具有中空储气腔，其与各波浪能转换装置的出气孔相连以收集压缩空气。

22.如权利要求21所述的波浪能转换系统，其特征在于，所述波浪能转换系统还包括一固定在立柱上并与所述储气腔相连的气动机。

23.如权利要求22所述的波浪能转换系统，其特征在于，所述波浪能转换系统还包括一与所述气动机相连的发电机。

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