[发明专利]一种采用波浪能驱动的水泵

说明书

技术领域

本发明涉及一种直接利用波浪能供水的装置；尤其涉及一种采用波浪能驱动的水泵。

背景技术

海洋中的波浪所蕴涵的能量主要是指海洋表面波浪所具有的动能和势能。台风导致的巨浪，其功率密度可达每米迎波面数千瓦，而波浪能丰富的欧洲北海地区，其年平均波浪功率也仅为20～40kW/m²，中国海岸大部分的年平均波浪功率密度为2～7kW/m²。全世界波浪能的理论估算值也为10⁹kW 量级。利用中国沿海海洋观测台站资料估算得到，中国沿海理论波浪年平均功率约为1.3X10⁷kW。但由于不少海洋台站的观测地点处于内湾或风浪较小位置，故实际的沿海波浪功率要大于此值。面对如此丰富的波浪能，常见的直接利用手段是将波浪能转化为电能，然后通过电网将电能输送至电能消耗的终端。

在CN104265555A本发明公开了一种浮子—链式离岸波浪能收集装置，包括漂浮在水面的上浮子，悬浮在水中的下浮子，连接在上浮子与下浮子间的传动链， 以及沉设在水底的安装箱；所述的安装箱上设有：受传动链带动的链轮，所述传动链由链轮下方绕过；受所述链轮驱动的液压泵；和用于在链轮和液压泵间传递固定的扭矩的机械传动系统。

在上述文献中，通过上、下浮子将波浪能以机械能为媒介转化为电能。并未对海洋中出波浪能以外的其他资源进行开采，比如海水资源。目前海水资源的利用主要体现在生活和生产两方面。生活中海水可以用于洗涤、建筑降温等方面；生产中海水可以用于离岸渔业养殖、化工提取等方面。

由此可见对海水的直接利用范围非常广，但现目前对海水的直接使用主要是通过电泵将海水输送至各个需要直接使用海水的区域。电能的获得来源方式比较广泛，传输方便，但是在其传输过程中会有电能的消耗，同时对人为干预的要求也比较高。而且，对于偏远的海岸和岛礁，电能非常宝贵，因此如何更直接利用波浪能来运输海水，并且用输送的海水来发电都是亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于利用波浪能来实现对海水的搬运，以提高海洋资源的利用率。

为了达到上述目的，本发明提出了一种采用波浪能驱动的水泵，包括转动连接有转动部件的基架，利用浮力带动所述转动部件转动的浮动组件，还包括设置在基架上与转动部件连接的供水机构，所述供水机构是包括曲柄组件、容器组件和连杆的曲柄连杆机构，所述曲柄连杆机构与所述转动部件同步转动连接，将所述转动部件传来旋转力矩转变成直线运动力输出给与容器组件连接的连杆的执行端，执行端的运动使容器组件内部容纳腔的容积变化，实现对海水的吸进和排出。

进一步，所述容器组件为独立容器组件或组合容器组件；所述独立容器组件包括独立容器和单向阀组，与所述连杆连接的所述独立容器通过塑性变形或结构变型来实现其内部容纳腔的容积变化；所述组合容器组件包括组合容器和单向阀组，所述组合容器包括配合形成有容纳腔的活塞缸和活塞，与连杆连接的活塞通过相对活塞缸的运动来改变容纳腔的容积；所述单向阀组包括导通状态相反的两种单向阀，两种单向阀分别与容纳腔连通，单向控制海水的吸进和排出；波浪的运动频率不定，浮动组件带动的转动部件会有顺、逆时针的运动状态，且顺逆时针转动的切换和波浪的运动频率一样没有规律，在此种情况下选用导通状态相反的单向阀组，单向阀组能够随着容纳腔内容积的变化来自动切换、选择导通的单阀组，如此则实现了只要容纳腔体积变化，就能定向吸进或排出海水，从了提高了波浪能的利用率，同时在波浪复杂运动的状态下，单向阀组的适应性好，结构简单、维护和维修方便。

进一步，所述供水机构包括曲柄组件，连杆、活塞、单向阀组、内部设有容纳腔的活塞缸，所述曲柄组件与转动部件同步转动连接，所述连杆的一端与所述曲柄组件转动连接，另一端与活塞转动连接，位于容纳腔中的活塞通过相对活塞缸的移动来改变容纳腔内的容积；单向阀组与活塞缸内部容纳腔连通；所述活塞缸固定连接在所述基架上；结构简单、维护、维修方便。

进一步，所述供水机构为N个，所述N≥1，N个往复运动活塞的运动相对于等效圆周运动的相位差相等，并均匀分布在等效圆周上。N个往复运动活塞的运动相位相对应于圆周运动的相位差相等，并均匀分布在对应的圆周上，这种设计可以保证装置的吸水和排水量保持相等，既有效吸收波浪能，又能使装置稳定运行，并保持相对稳定的水压输出。前述的等效圆周运动在于：曲柄带动的活塞的运动规律与一个圆周运动的侧向投影规律是一致的。因此活塞运动与圆周运动相等效，以等效的运动，将N个往复运动的活塞的初相位均匀的分布在供水机构的运动周期上。