CN110541785A - 一种海浪发电机构及其溢油收集装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种海浪发电机构及其溢油收集装置。本发明利用海浪发电机构发电，以提供加热层的电能，使得包裹有石墨烯的加热层能对溢油进行加热，进而使吸油层能更好的对溢油进行收集。本发明海浪发电机构通过海浪获得电能，绿色环保，并且将电能提供给溢油收集装置，提高溢油的收集效率；适应能力强，特别是有风浪的海面；结构简单，制造成本低，可以对大面积溢油区域进行收集。
Description
技术领域
本发明涉及水上收集设备，更具体地说是一种海浪发电机构及其溢油收集装置。
背景技术
在海上石油开发或者运输过程中，有时候会发生溢油、泄漏等事故。往往泄漏到海面的都是些原油较多，原油一般都是粘性较高，一般吸附性、粘附性的收集装置难以发挥作用。而且，原油在海面上容易发生一系列变化，也会衍生出轻油，轻油与重油二者兼存，给收集工作带来极大的困难。所以在需要考虑一种能轻油与重油都能收集的装置。
中国专利《溢油回收装置》(申请号CN201720201963.7，申请日20170302)公开了该装置包括本体和储油罐，所述本体上设置有浮力装置，所述本体包括自上而下依次设置的绝缘板、吸油组件和发热组件，所述绝缘板的底部设置有若干吸油管，各所述吸油管沿垂直于所述绝缘板的方向插入所述吸油组件，所述绝缘板上设置有若干与所述吸油管一一对应适配的正负电极组件，所述正负电极组件与所述发热组件间形成若干导通电路，所述本体上还设置有与各所述正负电极组件配合的电源。吸油管与所述储油罐间连通有导油管，所述导油管上设置有抽油泵。上述专利的电源并不适合在具体的收集工作中，由于在海面上，风浪较大，供电是个很大的问题，实际应用差，抗风浪性差。一般的溢油区域，情况较为复杂，如果将钻井平台、船上或岸边将电源拉到收集装置上，供电较为困难，而且会由于供电发生意外事故，如引燃原油等。
所以需要考虑一种供电更加方便的收集装置。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种海浪发电机构及其溢油收集装置。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种海浪发电机构，包括安装架，设于安装架内的磁铁块，及滑动于磁铁块外侧的线圈；所述线圈于磁铁块外侧滑动运动，线圈与磁铁块的磁感应线切割，以使产生线圈产生电流。
其进一步技术方案为：还包括充电模块及电池；所述线圈通过充电模块与电池连接，以使线圈产生的电能存储于电池。
其进一步技术方案为：所述磁铁块为圆环形结构，且内侧设有滑动杆；所述线圈与滑动杆滑动联接。
其进一步技术方案为：所述滑动杆两端通过设有的若干个弹簧与磁铁块固定联接。
一种带海浪发电机构的溢油收集装置，包括吸油机构，及上述的海浪发电机构；所述海浪发电机构为若干个；所述海浪发电机构设于吸油机构内部；所述吸油机构包括设于安装架外侧的绝缘层，设于绝缘层为外侧的吸油层，及设于吸油层外侧的加热层；所述加热层外侧涂覆有石墨烯涂层，且加热层与海浪发电机构电性连接。
其进一步技术方案为：所述绝缘层内侧设有储油腔，且储油腔通过设有的油泵与吸油层联通；所述吸油层设有若干个与油泵联通的吸油管。
其进一步技术方案为：所述绝缘层设有若干对与加热层连接的电极；所述电极与吸油管匹配，且设于吸油管的两端。
其进一步技术方案为：还包括配重架，与配重架旋转联接的旋转架，及与旋转架旋转联接的圆球架；所述旋转架与圆球架的赤道位置旋转联接，所述旋转架的两侧与配重架旋转联接，以使圆球架、旋转架均相对配重架具有旋转运动；所述吸油机构设于圆球架内部。
其进一步技术方案为：所述圆球架位于中部设有环向旋转槽；所述旋转架或旋转架设有的旋转块与环向旋转槽滑动联接；
或，所述旋转架设有转动槽；所述圆球架位于赤道位置设有滑动块，以使滑动块相对于转动槽滑动联接。
其进一步技术方案为：所述旋转架于圆球架的径向方向的两侧设有旋转轴；所述配重架设有与旋转轴旋转联接的旋转孔。
本发明与现有技术相比的有益效果是：本发明利用海浪发电机构发电，以提供加热层的电能，使得包裹有石墨烯的加热层能对溢油进行加热，进而使吸油层能更好的对溢油进行收集。本发明海浪发电机构通过海浪获得电能，绿色环保，并且将电能提供给溢油收集装置，提高溢油的收集效率；适应能力强，特别是有风浪的海面；结构简单，制造成本低，可以对大面积溢油区域进行收集。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明技术手段，可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征及优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，详细说明如下。
附图说明
图1为本发明的一种海浪发电机构的结构示意图；
图2为本发明的一种海浪发电机构的带电池的结构示意图；
图3为本发明的一种海浪发电机构的弹簧联接的结构示意图；
图4为本发明的一种海浪发电机构的辐射型的结构示意图；
图5为本发明的一种海浪发电机构的辐射型的立体结构图；
图6为本发明的一种带海浪发电机构的溢油收集装置的前视图；
图7为本发明的一种带海浪发电机构的溢油收集装置的内部结构图及局部放大图；
图8为本发明的一种带海浪发电机构的溢油收集装置的带有配重架、旋转架及球型架的结构示意图；
图9为本发明的一种带海浪发电机构的溢油收集装置的配重架、旋转架及球型架联接示意图及局部放大图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不应理解为必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行结合和组合。
图纸1至9为本发明的图纸。
本实施提供了一种海浪发电机构10，请参阅图1，包括安装架11，设于安装架11内的磁铁块12，及套合于磁铁块12外侧的线圈13。线圈13于磁铁块12外侧滑动运动，线圈13与磁铁块12的磁感应线切割，以使产生线圈13产生电流。安装架12外侧设置在浮体上，那么浮体随着波浪运动，以使线圈13能沿着磁铁块12运动，线圈13切割磁感应线。
请参阅图2，还包括充电模块14及电池15。线圈13通过充电模块14与电池15连接，以使线圈13产生的电能存储于电池15。线圈13切割磁感应线产生的电流，通过充电模块14存储于电池15内，由于在海面上，浮体随着海浪漂动，线圈13能一直切割磁感应线，就能不断的发电，并把电能存储在电池15内，以备后用。
在其它实施例中，请参阅图3，磁铁块12为圆环形结构，且内侧设有滑动杆16。线圈13与滑动杆16滑动联接。磁铁块12固定在安装架11上，滑动杆16可以为多个，并且滑动杆16上均设有相应的线圈13。滑动杆16的方向可以设置在多个方向上，使得不管浮体随着波浪怎么浮动，都能有线圈13切割磁感应线运动。
优选的，滑动杆16两端通过设有的若干个弹簧17与磁铁块12固定联接。由于滑动杆16两端通过弹簧17与磁铁块12或安装架11联接，使得滑动杆16能在海浪的抖动，进而使得线圈13在滑动杆16滑动。
在其它实施例中，请参阅图4，为了线圈13更好切割磁感应线，滑动杆16辐射式设置在环状磁铁块12，并且数量为多根，每根滑动杆16都与各自的线圈13配合，使得在不同的角度下都能有线圈13运动切割磁感应线。
每个线圈13的两端都与通过充电模块14与电池15连接，使得电池15始终处于充电状态。
优选的，线圈13固定在设有的滑动块上，并且滑动块与滑动杆16滑动联接。滑动块之间可以安装轴承来减少滑动摩擦。
请参阅图5，多个海浪发电机构10形成一个立体的辐射型结构，以适应海浪的不定性，不管海浪发电机构10受到海浪那个方向的，都有线圈13运动，保持发电正常，充分合理利用海浪的特性。
一种带海浪发电机构的溢油收集装置，请参阅图6、7，包括吸油机构20及上述的海浪发电机构10。海浪发电机构10为若干个，设置在不同的方向上，以使不管在什么方向运动，都有线圈13在运动切割磁感应线。海浪发电机构10设于吸油机构20内部。吸油机构20包括设于安装架11外侧的绝缘层21，设于绝缘层21为外侧的吸油层22，及设于吸油层22外侧的加热层23。加热层23外侧涂覆有石墨烯涂层，且加热层23与海浪发电机构电性连接。吸油层22、加热层23均能进行吸油，在加热层23不能加热时，吸油层22自身也能进行吸油工作。
优选的，本装置为球型结构，以使在水面能随着波浪翻滚。波浪越大，本装置翻滚得越厉害，海浪发电机构10就能不停的发电，而且本装置都外侧充分的吸油。
海浪发电机构10设置在吸油机构20内部时，能够使得线圈13能自由运动，并且海浪发电机构10可以为多个，而且方向可以为多个方向，因为本装置在波浪的推动具有不定向性。
其中，本溢油收集装置为圆形设置，其中，绝缘层21为圆形结构，使得包裹在绝缘层21外侧的吸油层22也为圆形结构。加热层23可以为圆形结构，也可以为设置在吸油层22外侧的若干个块状结构。
绝缘层21内侧设有储油腔24，且储油腔24通过设有的油泵25与吸油层22联通。吸油层22设有若干个与油泵25联通的吸油管26。油泵25通过电机提供动力，电机通过电池15提供电能。吸油管26埋在吸油层22内，在吸油层22包含溢油后，吸油管26在油泵25的负压下，对吸油层22内的溢油进行吸收，收集到储油腔24内。吸油管26为细管，均布在吸油层22内，犹如毛细管一样设置在吸油层22内部。
优选的，绝缘层21内部设有集油层261，其中，集油层261与吸油管26联通。多个吸油管26的溢油汇集到集油层261，然后再通过油泵25抽取到储油腔24。
具体的，集油层261汇集到设有的收集管，且收集管与油泵25的进油端联接。油泵25的出油端与储油腔24联通。
具体的，储油腔24的设有出油管，并且出油管延伸至加热层23的外侧，以方便放掉收集到的溢油。
绝缘层21设有若干对与加热层23连接的电极27。电池15通过电极27给加热层23提供能量，使得加热层23升温，进而使得吸油层22对轻油和重油的吸收。电极27与吸油管26相对应，分别为正电极及负电极且分别设置于吸油管26的两端，使得吸油管26能在电极27的作用下吸取溢油。
吸油层22为多孔疏水材料。优选的，多孔疏水材料为海绵或棉类物质。更加优选的，吸油层22为外部涂覆有十八烷基三氯硅烷涂层的多孔材料制件。该种涂覆有十八烷基三氯硅烷涂层的多孔材料制件能够有效保证吸油层22的油液吸取效率。具体到实际应用中，上述涂覆有十八烷基三氯硅烷涂层的多孔材料与水的接触角在135°左右，孔隙率为30％～90％。
优选的，加热层23为外部涂覆有石墨烯涂层的多孔材料制件。更加优先的，多孔材料为海绵，并且在海绵外侧包裹有石墨烯层。该种具备石墨烯涂层的多孔材料制件有助于提高加热层23的发热效率，并使其热传导更加均匀稳定。具体到实际应用中，上述石墨烯的包覆量为0.045mg/cm3～0.055mg/cm3。
在工作时，石墨烯通电，以使整个加热层23温度升高，对其周围的海水及溢油进行加热，降低原有的粘结度，使得吸油层22对溢油能更好的吸收。同时，本身为多孔材料的加热层23受热升温后提高其本身的吸油效率，也会提高吸油层22的吸油效率。海绵外侧包裹石墨烯层使得吸油效率极大的提高，这个特殊的功能已经过大量实验证明。
在电极27的作用下，吸油层22吸取到的溢油被汲取到吸油管26，并在油泵25的作用下收集到储油腔24。在溢油区域，放出多个溢油收集装置，特别是在有风浪的海面，经过一端时间后，溢油收集装置将溢油收集得差不多时，再通过打捞船或其它工具将溢油收集装置打捞起来，将储油腔24的溢油倒出后，再将空的溢油收集装置放到海面。为了更好的收集，可以将若干个溢油收集装置连接在一起，方便回收。
其中，绝缘层21为封闭结构，储油腔26，海浪发电机构10及其它部件。绝缘层21设有空腔部分，以使整个装置能够具有一定的浮力。具体的，绝缘层21为PV板、电木板、ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)树脂板或聚四氟乙烯板中的任一种。
其中，请参阅图8、9，还包括配重架30，与配重架30旋转联接的旋转架31，及与旋转架31旋转联接的圆球架32。旋转架31与圆球架32的赤道位置旋转联接，所述旋转架31的两侧与配重架30旋转联接，以使圆球架32、旋转架31均相对配重架30具有旋转运动。由于圆球架32与旋转架31具有相对转动，即圆球架32绕自身的旋转轴313转动，而且旋转架31相对配重架30转动，所以圆球架32相对于旋转架31及配重架30都具有相对转动。圆球架32内设有填充腔33，即吸油机构20设置在填充腔33内。
在使用时，只需将装置放到水面上，漂浮在水面上的溢油就会从圆球架32的窗口进入填充腔33内的吸油机构20接触，使得溢油吸附在吸油机构20上。
优选的，圆球架32有多根筋条组成，相邻之间的筋条有较大的空隙，使得填充腔33内的吸油机构20能与水面接触。
其中，一种设计，圆球架32位于中部设有环向旋转槽321。旋转架31或旋转架31设有的旋转块311与环向旋转槽321滑动联接。
另一种设计，旋转架31设有转动槽(与环向旋转槽321等效)。圆球架32位于赤道位置设有滑动块(与旋转块311等效)，以使滑动块相对于转动槽滑动联接。
上述两种设计均是为了圆球架32能与旋转架31具有相对的转动。
设置在圆球架32的吸油机构20可以在任意方向转动。一般工作下，配重架30是随着波浪漂浮在水面上，在风浪的作用下，圆球架32及吸油机构20能在任意方向转动，从而使得吸油机构20能充分的吸附溢油。水面上的风浪翻腾得越厉害，本装置就运动越厉害，吸油机构20吸附越充分。
旋转架31于圆球架32的径向方向的两侧设有旋转轴313。配重架30设有与旋转轴313旋转联接的旋转孔301。
具体的，圆球架32包括第一半球架323，及第二半球架324。第一半球架323与第二半球架324可拆卸式联接，并且第一半球架323与第二半球架324之间形成所述的填充腔33。在需要填充吸油机构20时，只需将第一半球架323及第二半球架324拆开，然后将吸附了溢油的吸油机构20取出，更换新的吸油机构20即可以。
更加具体的，第一半球架323与第二半球架324在联接的一侧铰接，另一侧通过螺栓锁紧。
配重架30下端设有配重件302，以控制本装置的吃水量。为了更好的对溢油进行吸附，一般的本装置的吃水线在圆球架32高度的三分之一处。
与现有技术相比，本发明利用海浪发电机构发电，以提供加热层的电能，使得包裹有石墨烯的加热层能对溢油进行加热，进而使吸油层能更好的对溢油进行收集。本发明海浪发电机构通过海浪获得电能，绿色环保，并且将电能提供给溢油收集装置，提高溢油的收集效率；适应能力强，特别是有风浪的海面；结构简单，制造成本低，可以对大面积溢油区域进行收集。
上述仅以实施例来进一步说明本发明的技术内容，以便于读者更容易理解，但不代表本发明的实施方式仅限于此，任何依本发明所做的技术延伸或再创造，均受本发明的保护。本发明的保护范围以权利要求书为准。
Claims (10)
1.一种海浪发电机构，其特征在于，包括安装架，设于安装架内的磁铁块，及滑动于磁铁块外侧的线圈；所述线圈于磁铁块外侧滑动运动，线圈与磁铁块的磁感应线切割，以使产生线圈产生电流。
2.根据权利要求1所述的一种海浪发电机构，其特征在于，还包括充电模块及电池；所述线圈通过充电模块与电池连接，以使线圈产生的电能存储于电池。
3.根据权利要求2所述的一种海浪发电机构，其特征在于，所述磁铁块为圆环形结构，且内侧设有滑动杆；所述线圈与滑动杆滑动联接。
4.根据权利要求3所述的一种海浪发电机构，其特征在于，所述滑动杆两端通过设有的若干个弹簧与磁铁块固定联接。
5.一种带海浪发电机构的溢油收集装置，其特征在于，包括吸油机构，及权利要求1至4任一项所述的海浪发电机构；所述海浪发电机构为若干个；所述海浪发电机构设于吸油机构内部；所述吸油机构包括设于安装架外侧的绝缘层，设于绝缘层为外侧的吸油层，及设于吸油层外侧的加热层；所述加热层外侧涂覆有石墨烯涂层，且加热层与海浪发电机构电性连接。
6.根据权利要求5所述的一种带海浪发电机构的溢油收集装置，其特征在于，所述绝缘层内侧设有储油腔，且储油腔通过设有的油泵与吸油层联通；所述吸油层设有若干个与油泵联通的吸油管。
7.根据权利要求6所述的一种带海浪发电机构的溢油收集装置，其特征在于，所述绝缘层设有若干对与加热层连接的电极；所述电极与吸油管匹配，且设于吸油管的两端。
8.根据权利要求7所述的一种带海浪发电机构的溢油收集装置，其特征在于，还包括配重架，与配重架旋转联接的旋转架，及与旋转架旋转联接的圆球架；所述旋转架与圆球架的赤道位置旋转联接，所述旋转架的两侧与配重架旋转联接，以使圆球架、旋转架均相对配重架具有旋转运动；所述吸油机构设于圆球架内部。
9.根据权利要求8所述的一种带海浪发电机构的溢油收集装置，其特征在于，所述圆球架位于中部设有环向旋转槽；所述旋转架或旋转架设有的旋转块与环向旋转槽滑动联接；
或，所述旋转架设有转动槽；所述圆球架位于赤道位置设有滑动块，以使滑动块相对于转动槽滑动联接。
10.根据权利要求9所述的一种带海浪发电机构的溢油收集装置，其特征在于，所述旋转架于圆球架的径向方向的两侧设有旋转轴；所述配重架设有与旋转轴旋转联接的旋转孔。
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