CN104234923A - 一种利用多浮子的波浪能供氧装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于新型可再生能源技术和水产养殖装置领域，特别涉及一种利用多浮子的波浪能供氧装置。它包括空气压缩管道、浮子、立柱、转轴、连杆、活塞、空气单向阀、水下单向阀和养鱼室。其特征是：装置整体通过立柱安放在海底基础上；立柱上方安装密封舱，舱内安装有空气压缩管道和活塞；装置两侧分别布放浮子，浮子通过内部连杆、外部连杆和铰接轴与活塞连接；养鱼室位于装置的下方，并通过空气压缩管道与供氧装置联通。本发明设计能利用波浪传递过程中引起的浮子高程的变化，驱动空气压缩管道中的空气的流动，并对养鱼室进行供氧，具有较高的可靠性，易于制造、安装和移动。

Description

一种利用多浮子的波浪能供氧装置

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，特别是一种利用多浮子的波浪能供氧装置。

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。

目前，世界上主要的波浪能装置可根据其发电基本原理划分为三类：振荡水柱式、振荡浮子式和越波式。其中，近岸式波浪能装置由于易于安装和维护、建设成本低等特点受到了广泛的研究。同时，其所处区域波浪能密度相对较高，又不容易受到台风等恶劣天气的影响。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，将近岸式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，提供一种利用多浮子的波浪能供氧装置，它能利用波浪传递过程中引起的浮子高程的变化，驱动空气压缩管道中的空气的流动，并对养鱼室进行供氧，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：

一种利用多浮子的波浪能供氧装置，包括空气压缩管道、浮子、立柱、转轴、连杆、活塞、空气单向阀、水下单向阀和养鱼室。其特征是：装置整体通过立柱安放在海底基础上；立柱上方安装密封舱，舱内安装有空气压缩管道和活塞；装置两侧分别布放浮子，浮子通过内部连杆、外部连杆和铰接轴与活塞连接；养鱼室位于装置的下方，并通过空气压缩管道与供氧装置联通。

所述的一种利用多浮子的波浪能供氧装置，其特征是：外部连杆可以围绕固定在密封舱内部的转轴转动，下端与浮子铰接连接，上端与内部连杆铰接连接。

所述的一种利用多浮子的波浪能供氧装置，其特征是：活塞所处通道的一端布放有制动挡板。

所述的一种利用多浮子的波浪能供氧装置，其特征是：所用的养鱼室是镂空式箱体。

所述的一种利用多浮子的波浪能供氧装置，其特征是：空气压缩管道的上部安装有进气用的空气单向阀，空气压缩管道的下部安装有出气用的水下单向阀。

利用多浮子的波浪能供氧装置通过立柱直接安放在海底基础上，适用于近海海域。装置的主体部分可以采用在岸上预制，利用驳船拖动到指定位置，沉入水中进行安装。装置主要利用波浪引起的水面高程的变化，与来波方向无关，是一种点吸收式波浪能装置。其浮子的数目也可以合理增加，以提高波浪能的捕获效率。当风浪条件较为恶劣时，可以方便地将浮子拆掉并运输离开，保障装置的安全性。

没有波浪作用时，浮子的浮力和重力达到平衡状态，浮子静止不动。当波浪传递到波浪能装置时，浮子会随着水面高程的变化而上下运动，进而带动连杆和活塞围绕转轴往复转动。当波峰通过浮子所处位置时，浮子在动水压力和静水压力的共同作用下，浮子所受的力的平衡被打破，浮子加速向上运动，拉动外部连杆顺时针转动。外部连杆在转动的同时通过铰接点带动内部连杆在水平方运动，连接在内部连杆一端的活塞也随之水平运动，活塞的运动形成对压缩管道内空气的压缩效果，引起管道内空气的流动，空气通过水下单向阀流入养鱼室，为养鱼室输送氧气。当波峰继续向前传递，浮子随着所处位置水面高程的下降，开始向下加速，进而通过连杆带动活塞向左加速，直到浮子位于波谷位置，这个过程中活塞向左运动，也带动空气压缩管道中的空气流动，流动方向与上一过程相反，空气通过压缩管道上部的单向阀进入管道进行气体的补充。于是，活塞随着波浪的作用进入到一个往复运动的循环，在空气压缩管道内的气体也进行往复流动，气体不停的流过单向阀，对养鱼室进行输氧。在波浪振幅较大时，活塞所处通道一侧安装的制动挡板能够有效的控制活塞的运动幅度，以免损坏机械设备。

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近岸海域，采用多浮子式波浪能装置的设计，能够适应各个方向的来波；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对养鱼室进行增氧；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是本发明的整体结构示意图。

图2是本发明位于波峰处的工作状态示意图。

图3是本发明位于波谷处的工作状态示意图。

图中，1-密封舱，2-浮子，3-立柱，4-外部连杆，5-自由水面，6-海底，7-铰接轴，8-活塞，9-铰接轴，10-转轴，11-内部连杆，12-空气压缩管道，13-空气单向阀，14-水下单向阀，15-制动挡板，16-养鱼室。

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，装置整体通过立柱3安放在海底基础6上；立柱3上方安装密封舱1，舱内安装有空气压缩管道12和活塞8；装置两侧分别布放浮子2，浮子2通过内部连杆11、外部连杆4和铰接轴7和9与活塞8连接；养鱼室16位于装置的下方，并通过空气压缩管道12与供氧装置联通；外部连杆4可以围绕固定在密封舱1内部的转轴10转动，下端与浮子2铰接7连接，上端与内部连杆11铰接9连接；活塞8所处通道的一端布放有制动挡板15；空气压缩管道12的上部安装有进气用的空气单向阀13，空气压缩管道12的下部安装有出气用的水下单向阀14。

如图2所示，装置位于波峰处时，气体通过进气单向阀13流入到左空气压缩管道12。

如图3所示，装置位于波谷处时，气体通过出气单向阀14流动到养鱼室16。

本实施例的工作原理：

实际使用时，整体渔箱装置都处于固定状态，其上部表面位于水平面以上。没有波浪作用时，浮子2的浮力和重力达到平衡状态，浮子2静止不动。当波浪传递到波浪能装置时，浮子2会随着水面高程的变化而上下运动，进而带动连杆4和11和活塞8围绕转轴10往复转动。当波峰通过浮子2所处位置时，浮子2在动水压力和静水压力的共同作用下，浮子2所受的力的平衡被打破，浮子2加速向上运动，拉动外部连杆4顺时针转动。外部连杆2在转动的同时通过铰接点9带动内部连杆11在水平方运动，连接在内部连杆11一端的活塞8也随之水平运动，活塞8的运动形成对压缩管道12内空气的压缩效果，引起管道12内空气的流动，空气通过水下单向阀14流入养鱼室16，为养鱼室16输送氧气。当波峰继续向前传递，浮子2随着所处位置水面高程的下降，开始向下加速，进而通过连杆4和11带动活塞8向左加速，直到浮子2位于波谷位置，这个过程中活塞8向左运动，也带动空气压缩管道12中的空气流动，流动方向与上一过程相反，空气通过压缩管道12上部的单向阀13进入管道进行气体的补充。于是，活塞8随着波浪的作用进入到一个往复运动的循环，在空气压缩管道12内的气体也进行往复流动，气体不停的流过单向阀14，对养鱼室16进行输氧。在波浪振幅较大时，活塞8所处通道一侧安装的制动挡板15能够有效的控制活塞8的运动幅度，以免损坏机械设备。

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 (5)

1.一种利用多浮子的波浪能供氧装置，包括空气压缩管道、浮子、立柱、转轴、连杆、活塞、空气单向阀、水下单向阀和养鱼室，其特征是：装置整体通过立柱安放在海底基础上；立柱上方安装密封舱，舱内安装有空气压缩管道和活塞；装置两侧分别布放浮子，浮子通过内部连杆、外部连杆和铰接轴与活塞连接；养鱼室位于装置的下方，并通过空气压缩管道与供氧装置联通。

2.根据权利要求1所述的利用多浮子的波浪能供氧装置，其特征在于：外部连杆可以围绕固定在密封舱内部的转轴转动，下端与浮子铰接连接，上端与内部连杆铰接连接。

3.根据权利要求1所述的利用多浮子的波浪能供氧装置，其特征在于：活塞所处通道的一端布放有制动挡板。

4.根据权利要求1所述的利用多浮子的波浪能供氧装置，其特征在于：所用的养鱼室是镂空式箱体。

5.根据权利要求1所述的利用多浮子的波浪能供氧装置，其特征在于：空气压缩管道的上部安装有进气用的空气单向阀，空气压缩管道的下部安装有出气用的水下单向阀。