CN104335962A - 一种振荡浮子式波浪能供氧装置 - 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，特别涉及一种振荡浮子式波浪能供氧装置。它包括空气压缩管道、浮子、立柱、定滑轮、钢缆、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；立柱上方安装封闭舱，舱内安装有空气压缩管道和活塞；两个立柱之间布放浮子，浮子通过钢缆和定滑轮与活塞连接；养鱼室位于装置的两侧，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
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，特别是一种振荡浮子式波浪能供氧装置。
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，提供一种振荡浮子式波浪能供氧装置，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：
一种振荡浮子式波浪能供氧装置，包括空气压缩管道、浮子、立柱、定滑轮、钢缆、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；立柱上方安装封闭舱，舱内安装有空气压缩管道和活塞；两个立柱之间布放浮子，浮子通过钢缆和定滑轮与活塞连接；养鱼室位于装置的两侧，并通过空气压缩管道与供氧装置联通。
所述的一种振荡浮子式波浪能供氧装置，其特征是：浮子上下两侧都连接有钢缆并通过定滑轮与活塞连接。
所述的一种振荡浮子式波浪能供氧装置，其特征是：活塞所处通道的两端布放有制动挡板。
所述的一种振荡浮子式波浪能供氧装置，其特征是：所用的养鱼室是镂空式箱体。
所述的一种振荡浮子式波浪能供氧装置，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。
振荡浮子式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，进而带动钢缆和活塞作往复运动。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，拉动浮子下方的钢缆一起向上运动。浮子下方的钢缆通过定滑轮的转向，拉动活塞向右运动，活塞的运动形成对左侧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右侧的养鱼室，为右侧养鱼室输送氧气。同时，活塞左侧的管道内的空气受到稀释作用，空气通过管道顶部的单向阀流进管道，对管道内的空气进行补充。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，进而通过钢缆带动活塞向左加速，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，空气对左侧养鱼室输送氧气，对右侧管道进行空气补充。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，活塞两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-空气压缩管道，2-浮子，3-立柱，4-定滑轮，5-自由水面，6-海底，7-钢缆，8-活塞，9-空气单向阀，10-水下单向阀，11-养鱼室，12-制动挡板。
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，装置整体通过立柱3安放在海底基础6上；立柱3上方安装封闭舱，舱内安装有空气压缩管道1和活塞8；两个立柱3之间布放浮子2，浮子2通过钢缆7和定滑轮4与活塞8连接；养鱼室11位于装置的两侧，并通过空气压缩管道1与供氧装置联通；浮子2上下两侧都连接有钢缆7并通过定滑轮4与活塞8连接；活塞8所处通道的两端布放有制动挡板12；空气压缩管道1的上部安装有进气用的空气单向阀9，空气压缩管道的下部安装有出气用的水下单向阀10。
如图2所示，装置位于波峰处时，气体通过出气单向阀10流动到右侧养鱼室11，通过进气单向阀9流入到左侧空气压缩管道1。
如图3所示，装置位于波谷处时，气体通过出气单向阀10流动到左侧养鱼室11，通过进气单向阀9流入到右侧空气压缩管道1。
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，进而带动钢缆7和活塞8作往复运动。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，拉动浮子2下方的钢缆7一起向上运动。浮子2下方的钢缆7通过定滑轮4的转向，拉动活塞8向右运动，活塞8的运动形成对左侧管道1内空气的压缩效果，引起管道1内空气的流动，空气通过水下单向阀10流入右侧的养鱼室11，为右侧养鱼室11输送氧气。同时，活塞左侧的管道1内的空气受到稀释作用，空气通过管道1顶部的单向阀9流进管道，对管道1内的空气进行补充。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，进而通过钢缆7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1中的空气流动，流动方向与上一过程相反，空气对左侧养鱼室11输送氧气，对右侧管道1进行空气补充。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1内的气体也进行往复流动，气体不停的流过单向阀9和10，对养鱼室11进行输氧。在波浪振幅较大时，活塞8两侧安装的制动挡板12能够有效的控制活塞的运动幅度，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)
1.一种振荡浮子式波浪能供氧装置，包括空气压缩管道、浮子、立柱、定滑轮、钢缆、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；立柱上方安装封闭舱，舱内安装有空气压缩管道和活塞；两个立柱之间布放浮子，浮子通过钢缆和定滑轮与活塞连接；养鱼室位于装置的两侧，并通过空气压缩管道与供氧装置联通。
2.根据权利要求1所述的振荡浮子式波浪能供氧装置，其特征在于：浮子上下两侧都连接有钢缆并通过定滑轮与活塞连接。
3.根据权利要求1所述的振荡浮子式波浪能供氧装置，其特征在于：活塞所处通道的两端布放有制动挡板。
4.根据权利要求1所述的振荡浮子式波浪能供氧装置，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所述的振荡浮子式波浪能供氧装置，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。
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