[实用新型]水压式波浪能转换器

说明书

技术领域

本实用新型属于可再生能源范畴，涉及一种将海洋波浪能转换为高压水能，以推动水轮发电机发电的装置。 

背景技术

为了减少碳排放，以遏制全球变暖，出现了很多利用海洋波浪能发电的产品和专利，如英国的“海蛇”装置，它由三节，每节长40M，直径约3M的金属圆筒组成，圆筒内装有液压机械，金属圆筒在波浪中起伏，驱动液压机械发电，最大发电功率为750kw。其缺点是结构复杂，维护困难，波能利用效率低。又如“浮箱式波浪能发电装置”(中国专利号：85100366.4)，该装置由水面的缸浮体，水下的活塞浮体和系留装置组成，在波浪的作用下，缸浮体和活塞浮体作相对运动而发电。要求在波浪(非正弦波)作用时，缸浮体和活塞浮体随波浪周期摆动，但实际上活塞浮体以其下方的两处系留点为转轴转动，带动缸浮体也同样作大角度转动，故缸浮体虽然吃水增加了，浮力也增加了，但作功分量很小，即发电量很小；同时缸浮体因为作大角度转动，浮力增加很多，故当波浪作用力减弱时，缸浮体立刻在浮力作用下返回垂直位置，即缸浮体的运动与波浪周期不同步。另外，缸浮体上的压力缸缸盖与压力缸内径相等，使布置在缸盖上的进水阀，排水阀的通径较小，导致吸、排水不畅；进水阀和排水阀的结构也不合适，使压力缸不能保持气密和水密；再就是框架式导向轨易腐蚀、受损，导致缸浮体运动受阻，活塞杆变形。 

实用新型内容

本实用新型的目的是，提供一种能可靠地、高效率地将波浪的作用力转换为水的压力的装置，高压水可用于冲击水斗式水轮机发电。 

本实用新型的技术方案是，水压式波浪能转换器由上浮体1，下浮体2，第一缆绳3，第二缆绳4，挂杆5，球铰接挂钩6和海底锚桩7组成，其特征是，上浮体1为矩形的空心混凝土构筑物，其较宽的两侧各垂直地、等距离地固定有两个以上(含两个)水压缸8，水压缸8的上端固定有喇叭形接头9，下端固定有喇叭形接头10，喇叭形接头9的大端有缸盖11，缸盖11的中央有排水口12，两边有进水口13，喇叭形接头10的大端有缸盖14，缸盖14中心的圆孔安装有轴瓦15，周边有排水口16和进水口17，排水口12，16分别与排水阀室18，排水管19，20连接，进水口13，17分别与进水阀室21，进水管22连接，排水阀室18内有排水阀23和压簧24，进水阀室21内有进水阀25和压簧26，水压缸8内有与缸壁滑动配合的活塞头27和与之连接的活塞杆28，上浮体1连同水压缸8的比重为0.5，下浮体2为密封的圆柱形壳体，下浮体2的上部有数量和位置均与活塞杆28对应的活塞杆座29，下浮体2的一侧有第一耳环30，31，另一侧有第二耳环32，33，第一缆绳3经挂杆5与第一耳环30，31固定连接，第二缆绳4经挂杆5与第二耳环32，33固定连接，挂杆5经球铰接挂钩6与海底锚桩7连接。 

下面对本实用新型的工作原理和工作过程作详细的说明。 

波浪是水质点的环形运动，此环形运动的任一点都可以分解为垂直方向和水平方向两个运动分量，垂直方向分量称为垂直波，它对波浪中的物体有抬升作用，水平方向分量称为摇荡波，它对物体有推拉 作用，摇荡波的能量较大。当波浪到达本实用新型装置时，因下浮体2及其上的活塞杆28已被锚定，垂直波只会使上浮体1及固定于其上的水压缸8向上抬升，故活塞头27作向下的相对运动，使其下方的海水受压；同时另一分量摇荡波使上浮体1和下浮体2倾斜，因活塞杆28的连接作用，和第一缆绳3，第二缆绳4的约束作用，使上浮体1，下浮体2以球铰接挂钩6为转轴，作相同角度倾斜，使上浮体1的吃水增加，因此所受的浮力也增加了，增加的浮力称为附加浮力，以F表示，F的分量F₁也使上浮体1向上抬升，如图8所示，于是在垂直波和摇荡波的共同作用下，上浮体1向上抬升，活塞头27下方的海水受压，缸盖14上进水阀室21内的进水阀25关闭，排水阀室18内的排水阀23打开，高压水经排水管20排出作功，同时缸盖11上排水阀室18内的排水阀23在弹簧24的作用下关闭，保证了水压缸8内的气密，在外界大气压力的作用下，进水阀室21内的进水阀25打开，经进水管22抽吸海水到活塞头27上方的缸体内，以备下一步作功。