CN104221992A - 一种利用波浪能的可移动鱼箱供氧装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于新型可再生能源技术和水产养殖装置领域，特别涉及一种利用波浪能的可移动鱼箱供氧装置。它包括船型漂浮主体、摆板、传动装置、进气箱、空气压缩管道和水下单向阀。其特征是：船型漂浮主体的侧面安装有传动装置和摆板；进气箱、空气压缩管道和水下单向阀布放于漂浮主体的内部；摆板通过传动装置和进气箱中的活塞连接；传动装置连接进气箱内的活塞，活塞往复运动推动进气箱内气体流动，气体汇聚到空气压缩管道并通过水下单向阀向外部设备输出空气进行供氧。本发明设计能利用波浪传递过程中引起的摆板的运动，驱动空气压缩管道中的空气的流动，并对外部设备进行供氧，具有较高的可靠性，易于制造、安装和移动。
Description
技术领域
本发明属于新型可再生能源技术和水产养殖装置领域，特别是一种利用波浪能的可移动鱼箱供氧装置。
背景技术
科学养殖鱼类在增加鱼类产量方面是十分重要的。近年来，人们采取多品种养殖方式，广泛采用增氧机增氧，提高放养密度等办法，挖掘水体生产潜力，使产量显著增加。同一时期，作为主要可再生能源之一的海洋能事业也取得很大发展，海洋能应用技术日趋成熟，为人类在21世纪充分利用海洋能展示了美好前景。由此，结合海洋能利用和鱼类养殖两个领域对于其各自的发展都有巨大意义，在技术上也存在可能。
根据波浪能装置布放的位置，可将其分为三类：离岸式、近岸式和沿岸式。由于易于安装和维护、建设成本低等特点，早期研究较多、应用较广的设计大多都属于近岸式和沿岸式。然而，近岸地区相对较低的波浪能密度大大限制了波浪能的利用和波浪能技术的发展。相对地，在深水地区波浪能的密度较高，同时又不会占用宝贵的陆地资源，在近些年来深水区离岸式波浪能装置受到人们更多的关注，其具有代表性的是位于苏格兰的波浪能发电公司Pelamis在葡萄牙开发的Agucadoura波浪能发电场中的“海蛇”发电装置。近些年来，这类波浪能装置得到了较大的发展。为了降低建设和维护的成本，将波浪能装置和养殖用渔箱结合起来是一个颇具前景的方向。利用波浪能直接促进渔箱内的氧气和悬浮质循环，有利于减少机械装备的使用和对电能的消耗。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：克服上述现有波浪能技术的造价较高、维护成本高和能量转换效率低等不足，提供一种利用波浪能的可移动鱼箱供氧装置，它能利用波浪传递过程中引起的摆板的运动，驱动空气压缩管道中的空气的流动，并对渔箱进行供氧，具有较高的可靠性，易于制造、安装和移动。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种利用波浪能的可移动鱼箱供氧装置，包括船型漂浮主体、摆板、传动装置、进气箱、空气压缩管道和水下单向阀。其特征是：船型漂浮主体的侧面安装有传动装置和摆板；进气箱、空气压缩管道和水下单向阀布放于漂浮主体的内部；摆板通过传动装置和进气箱中的活塞连接；传动装置连接进气箱内的活塞，活塞往复运动推动进气箱内气体流动，气体汇聚到空气压缩管道并通过水下单向阀向外部设备输出空气进行供氧。
所述的一种利用波浪能的可移动鱼箱供氧装置，其特征是：船型漂浮主体为椭圆形柱体结构，内部中空。
所述的一种利用波浪能的可移动鱼箱供氧装置，其特征是：传动装置由一个长连杆和一个短连杆组成，两个连杆之间铰接连接。
所述的一种利用波浪能的可移动鱼箱供氧装置，其特征是：传动装置与摆板连接是铰接连接，与活塞连接是刚性连接。
所述的一种利用波浪能的可移动鱼箱供氧装置，其特征是：长连杆左侧上下都安装有密封垫片。
所述的一种利用波浪能的可移动鱼箱供氧装置，其特征是：活塞所处通道两侧都安装有止动挡板。
所述的一种利用波浪能的可移动鱼箱供氧装置，其特征是：进气箱内安装有两组进气、出气单向阀。
船型漂浮主体可以采用单锚链固定于海底，其可以在海平面上朝向任意方向。漂浮主体的椭圆形外形以及摆板的布放方法使得整体供氧装置在迎向来波方向时装置受到的水动力学阻力最小，由此，当波浪作用于利用波浪能的可移动鱼箱供氧装置时，装置会自动调整为朝向来波的方向。同时，较小的水动力学阻力也保证了在风浪条件较为恶劣时，整体供氧装置受到的波浪力较小，保障了装置的安全性。
摆板与漂浮主体铰接相连，只有一个转动的运动自由度。海浪传递过来时，波、流的作用力作用于摆板，摆板的转动带动短连杆和长连杆运动，与长连杆刚性连接的活塞也随之运动。在波浪的波峰和波谷的往复交替作用下，活塞的水平运动也是往复的。当摆板向靠近主体方向运动，与长连杆连接的活塞向右运动，左侧进气单向阀打开并进气，同时右侧出气单向阀打开出气，气体流入到空气压缩管道并流经水下单向阀向外部设备供气。当摆板向远离漂浮主体的方向运动，与长连杆相连的活塞向左水平运动，右侧进气单向阀打开并进气，同时左侧出气单向阀打开出气，气体流入到空气压缩管道并流经水下单向阀向外部设备供气。由于漂浮主体周围安装有多个摆板，这些摆板之间相互独立，进气系统也互不影响，有利于整体供氧装置输出的稳定性。
本发明的有益效果是：
本发明适用于波浪能资源较为丰富的深水和近海海域，采用椭圆形船型漂浮主体和多摆板设计，能够根据来波方向自动调整装置朝向；有效地将波浪能装置和养鱼箱结合起来，减少了建造和维护成本，避免使用较为昂贵的机械设备进行增氧；装置设计形式简单，适应性较好，便于制造、安装和转移，容易进行维护和保养。
附图说明
图1是本发明的安装示意图。
图2是本发明在摆板向靠近漂浮主体方向运动时的内部结构示意图。
图3是本发明在摆板向远离漂浮主体方向运动时的内部结构示意图。
图中，1-船型漂浮主体，2-摆板，3-进气箱，4-空气压缩管道，5-传动装置，6-水下单向阀，7-出气口，8-铰接点，9-铰接点，10-短连杆，11-铰接点，12-长连杆，13-密封垫片，14-活塞，15-缓冲垫片，16-左侧进气单向阀，17-右侧进气单向阀，18-左侧出气单向阀，19-右侧出气单向阀，20-止动挡板。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。
实施例1：
如图1所示，船型漂浮主体1的侧面安装有传动装置5和摆板2；进气箱3、空气压缩管道4和水下单向阀6布放于漂浮主体1的内部；漂浮主体1的首、尾部安装有空气压缩管道4的出气口7。
如图2所示，摆板2与漂浮主体1通过铰接8连接；传动装置5连接进气箱3内的活塞14，活塞14在其通道内具有水平方向的单一自由度；传动装置5由一个长连杆12和一个短连杆10组成，两个连杆之间铰接11连接；传动装置5与摆板2连接是铰接9连接，与活塞14连接是刚性连接；长连杆12左侧上下都安装有密封垫片13；活塞14所处通道两侧都安装有止动挡板20；进气箱3内安装有两组进气(16和17)、出气(18和19)单向阀。
如图3所示，活塞14的运动方向改变时，单向阀所控制的进气、出气方式也随之变化。
本实施例的工作原理：
实际使用时，船型漂浮主体1处于漂浮状态，其上部表面略高于水平面位置。当波浪传递到漂浮主体1时，如果漂浮主体1斜向来波方向，则漂浮主体1所受的不均匀波浪力会使其自动调整为迎着来波方向从而达到平衡状态。当波浪传递到利用水轮机的船型波浪能发电装置，摆板2与漂浮主体1铰接相连，只有一个转动的运动自由度。海浪传递过来时，波、流的作用力作用于摆板2，摆板2的转动带动短连杆10和长连杆12运动，与长连杆12刚性连接的活塞14也随之运动。在波浪的波峰和波谷的往复交替作用下，活塞14的水平运动也是往复的。当摆板2向靠近主体方向运动，与长连杆12连接的活塞14向右运动，左侧进气单向阀16打开并进气，同时右侧出气单向阀19打开出气，气体流入到空气压缩管道4并流经水下单向阀6流出出气口7向外部设备供气。当摆板2向远离漂浮主体1的方向运动，与长连杆12相连的活塞14向左水平运动，右侧进气单向阀17打开并进气，同时左侧出气单向阀18打开出气，气体流入到空气压缩管道4并流经水下单向阀6流出出气口7向外部设备供气。由于漂浮主体1周围安装有多个摆板2，这些摆板2之间相互独立，进气系统也互不影响，有利于整体波浪能装置电能输出的稳定性。长连杆12左侧上下安装的2个密封垫片13使得装置内部保持干燥、隔水。活塞14所处通道两端安装的止动挡板20限定了活塞14的运动范围，从而保证了摆板2的转动幅度不会太大，不会显著改变整体船型装置的水动力学阻力特征，保证其在能量转换过程中装置朝向方向的一致性。
尽管上面对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的。
Claims (7)
1.一种利用波浪能的可移动鱼箱供氧装置，包括船型漂浮主体、摆板、传动装置、进气箱、空气压缩管道和水下单向阀，其特征是：船型漂浮主体的侧面安装有传动装置和摆板；进气箱、空气压缩管道和水下单向阀布放于漂浮主体的内部；摆板通过传动装置和进气箱中的活塞连接；传动装置连接进气箱内的活塞，活塞往复运动推动进气箱内气体流动，气体汇聚到空气压缩管道并通过水下单向阀向外部设备输出空气进行供氧。
2.根据权利要求1所述的利用波浪能的可移动鱼箱供氧装置，其特征在于：船型漂浮主体为椭圆形柱体结构，内部中空。
3.根据权利要求1所述的利用波浪能的可移动鱼箱供氧装置，其特征在于：传动装置由一个长连杆和一个短连杆组成，两个连杆之间铰接连接。
4.根据权利要求1所述的利用波浪能的可移动鱼箱供氧装置，其特征在于：传动装置与摆板连接是铰接连接，与活塞连接是刚性连接。
5.根据权利要求1所述的利用波浪能的可移动鱼箱供氧装置，其特征在于：长连杆左侧上下都安装有密封垫片。
6.根据权利要求1所述的利用波浪能的可移动鱼箱供氧装置，其特征在于：活塞所处通道两侧都安装有止动挡板。
7.根据权利要求1所述的利用波浪能的可移动鱼箱供氧装置，其特征在于：进气箱内安装有两组进气、出气单向阀。
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