CN103032291B - 船舶摇摆杠杆压气式波浪能量收集运用系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种船舶摇摆杠杆压气式波浪能量收集运用系统，其能量转换收集装置包括T字形杠杆、气缸和储气罐，T字型杠杆的竖杆设于船体正中，竖杆的上部铰装，竖杆的下部设置配重，气缸为左气缸和右气缸，分别于竖杆两侧的左、右船体上设置，所述左、右气缸的活塞杆分别连接T字型杠杆的横杆左、右两端，储气罐为左储气罐和右储气罐，分别对应于左、右气缸设置于左、右船体上；气缸上设置与大气连通的进气阀和出气阀，出气阀通过管路连通对应的储气罐。本发明将转换收集装置安装在船体内，不与海水直接接触，避免海水对装置的直接冲击与侵蚀，降低了资金成本的投入，大幅提高了经济性和使用寿命，便于装置的日常维护及保养。

Description

船舶摇摆杠杆压气式波浪能量收集运用系统

（一）技术领域：

本发明涉及能量的转换和收集，具体是一种利用海浪能源的船舶摇摆杠杆压气式波浪能量收集运用系统。

（二）背景技术：

现有技术的海浪能源转换设备已经研制并使用，其存在如下缺陷：

1、建设难度大。

现有的波浪能量转换设备在海面上安装建设难度大、风险高、可靠性低、而且维护保养相当困难。

2、材料工艺要求高。

现有的波浪能量转换设备都是直接与海水接触，为利用海水直接推动转换设备的方式，由于海水的腐蚀性极强，因此对材料的要求、工艺的要求等等方面都是非常高的，从而使制造成本大幅提高，而且工作稳定性差，使用寿命短。

3、转换率低。

目前的转换设备获得的能量极少，为几十至几百千瓦以内，无法满足人们的需求。

现有技术的诸多缺点，制约了人们对海洋波浪能的开发。

（三）发明内容：

为此，本发明的目的是提供了一种克服传统海浪能源转换设备不足的船舶摇摆杠杆压气式波浪能量收集运用系统。

能够实现上述目的的船舶摇摆杠杆压气式波浪能量收集运用系统，包括将船体左右摇摆的动能转换成空气压缩能并收集的能量转换收集装置，所述能量转换收集装置包括T字形杠杆、气缸和储气罐，所述T字型杠杆的竖杆设于船体正中，竖杆的上部铰装，竖杆的下部设置配重，所述气缸为左气缸和右气缸，分别于竖杆两侧的左、右船体上设置，所述左、右气缸的活塞杆分别连接T字型杠杆的横杆左、右两端，所述储气罐为左储气罐和右储气罐，分别对应于左、右气缸设置于左、右船体上；所述气缸上设置与大气连通的进气阀和排气阀，所述出气阀通过管路连通对应的储气罐。

本发明的工作原理：

由于T字形杠杆配有配重，船体在左、右摇摆过程中，T字形杠杆基本保持静止不动，左、右气缸随船体左、右摇动而使缸体上、下运动，进而产生吸气和压气过程，气缸不断压出的气体通过储气罐收集储存。

为配合气缸的进气和压气动作，所述进气阀和排气阀均设置为单向阀。

所述气缸进气时，进气阀导通、排气阀关闭，空气进入气缸，而储气罐中的气压不会倒流入气缸。

所述气缸压气时，进气阀关闭、排气阀导通，气缸中的空气压入储气罐而不会泄漏入大气。

为平衡气缸的左、右动作，所述横杆的左、右两端等距，所述左、右气缸的型号规格相同且对称设置，所述左、右储气罐的大小一致。

本发明的优点：

1、本发明船舶摇摆杠杆压气式波浪能量收集运用系统有效解决了获取波浪能量的平台在海面上安装建设的诸多难题，使风险大为降低；能量转换收集装置设在船体内，不与海水直接接触，避免海水对转换收集装置的直接冲击与侵蚀，从而降低了转换收集装置材料在抗腐蚀性方面的要求，极大的降低了资金成本的投入，大幅提高了经济性，也提高了转换收集装置的使用寿命，便于转换收集装置的日常维护及保养。

2、本发明大幅提高了单位面积获取的波浪能量，可使每平方米面积获取的波浪能量大于10千瓦，突破了现有技术无法获得大能量的技术瓶颈，有利于人们大规模开发利用。

3、本发明提高了获取波浪能量的稳定性，使不稳定的波浪能量转换为安全、稳定的压缩空气能。

（四）附图说明：

图1是本发明一种实施方式的结构示意图。

图号标识：1、船体；2、T字型杠杆；3、配重；4、左气缸；5、右气缸；6、左储气罐；7、右储气罐；8、进气阀；9、管道；10、排气阀。

（五）具体实施方式：

下面结合附图对本发明的技术方案作进一步说明：

本发明船舶摇摆杠杆压气式波浪能量收集运用系统包括将船体1左右摇摆的动能转换成压缩空气能并收集的能量转换收集装置，所述能量转换收集装置主要由T字形杠杆2、配重3、左气缸4和右气缸5（型号规格相同）、左储气罐6和右储气罐7（大小一致）、阀门和管道9构成。

所述T字形杠杆2的竖杆设于船体1的中心线上并将船体1分为左、右两部分，T字形杠杆2的横杆处于竖杆顶部且横杆两端距离竖杆顶部等距，所述竖杆的上部铰装于船体1上，所述配重3配置于竖杆底部；所述左气缸4和右气缸5对称设于竖杆左、右两侧的船体1上并分别处于横杆两端下方，左、右气缸4、5的活塞杆向上分别铰连横杆的左、右两端，如图1所示。所述左储气罐6和右储气罐7对称设于竖杆左、右两侧的船体1上并分别处于左、右气缸4、5的外侧，左、右储气罐6、7通过各自的管路9分别连通左、右气缸4、5底部的排气口；所述阀门分别为进气阀8和排气阀10，所述进气阀8和排气阀10均为单向阀，进气阀8安装于左、右气缸4、5底部开设的进气口上，排气阀10设于各管路9上，如图1所示。

本发明的工作过程为：

1、由于配重3受地心引力的作用，使T字型杠杆2的横杆两端始终保持水平状态，成为左、右气缸4、5活塞杆的受力支撑点。

2、当波浪动力推动船体1的左端上升时，左气缸4的缸体随之上升，活塞杆向下压缩空气，左气缸4的进气阀8关闭而排气阀10导通，压缩空气经管道9进入左储气罐6内储存；同时船体1右侧下降，右气缸5的缸体随之下降，活塞杆向上抽入空气，右气缸5的进气阀8导通而排气阀10关闭，右气缸5进气；当左气缸4升至横杆左端时，左气缸4压缩空气的过程完成，右气缸5的进气过程完成。

3、反之左气缸4为进气过程，右气缸5为压气过程，压缩空气经管道9（此时排气阀10导通）进入右储气罐7内储存，从而完成获取一个周期波浪运动的能量收集。

4、以上抽气、压气过程周而复始循环往复，可源源不断的转换波浪所产生的能量并将其收集储存。

5、通过各种气动转换机构可将储气罐中的压缩空气能转换为稳定的机械能稳定输出。

Claims (5)

1.船舶摇摆杠杆压气式波浪能量收集运用系统，其特征在于：包括将船体（1）左右摇摆的动能转换成空气压缩能并收集的能量转换收集装置，所述能量转换收集装置包括T字形杠杆（2）、气缸和储气罐，所述T字型杠杆（2）的竖杆设于船体（1）正中，竖杆的上部铰装，竖杆的下部设置配重（3），所述气缸为左气缸（4）和右气缸（5），分别于竖杆两侧的左、右船体（1）上设置，所述左、右气缸（4、5）的活塞杆分别连接T字型杠杆（2）的横杆左、右两端，所述储气罐为左储气罐（6）和右储气罐（7），分别对应于左、右气缸（4、5）设置于左、右船体（1）上；所述气缸上设置与大气连通的进气阀（8）和排气阀（10），所述排气阀（10）通过管路（9）连通对应的储气罐。

2.根据权利要求1所述的船舶摇摆杠杆压气式波浪能量收集运用系统，其特征在于：所述进气阀（8）和排气阀（10）均为单向阀。

3.根据权利要求2所述的船舶摇摆杠杆压气式波浪能量收集运用系统，其特征在于：所述气缸进气时，进气阀（8）导通、排气阀（10）关闭。

4.根据权利要求2所述的船舶摇摆杠杆压气式波浪能量收集运用系统，其特征在于：所述气缸压气时，进气阀（8）关闭、排气阀（10）导通。

5.根据权利要求1～4中任意一项所述的船舶摇摆杠杆压气式波浪能量收集运用系统，其特征在于：所述横杆的左、右两端等距，所述左、右气缸（4、5）的型号规格相同且对称设置，所述左、右储气罐（6、7）的大小一致。