[实用新型]一种覆盖潮差全程利用海浪能压缩空气的浮筒气缸组合结构

说明书

本实用新型公开一种覆盖潮差全程利用海浪能压缩空气的浮筒气缸组合结构，为解决采用浮筒‑气缸结构在海洋潮差全程均可以利用海浪能量获得压缩空气而设计，属于海洋能开发利用领域。一种覆盖潮差全程利用海浪能压缩空气的浮筒气缸组合结构包括依次连接的7个部分，即伸缩气缸、锁紧气缸、工作气缸、连管、铰链、浮筒、框架。其中伸缩气缸作为工作气缸的连接及固定，在潮差全程随着海洋潮汐高度变化起到伸缩作用；工作气缸在浮筒随着海浪起伏海水浮力作用下实现吸气、压缩功能，并将压缩空气排出；锁紧气缸在海浪上升过程中将伸缩气缸锁紧以实现海浪高度全部作用在工作气缸上；浮筒被限制在框架内仅能随海浪做上下垂直运动且不被卡死。

技术领域

本实用新型涉及一种覆盖潮差全程利用海浪能压缩空气的浮筒气缸组合结构，在海洋潮汐全程高度将海浪能量转化为压缩空气能。

背景技术

海洋占地球表面积的71％，海洋表面存在着海浪及潮汐现象，海浪能量主要来源于天体引力及风能等，其每时每刻存在亘古不变；潮汐主要与月球、太阳对地球的引力有关，一般情况下为较规律的半日潮即每隔12小时一次，潮差随海区的不同也有所不同，例如我国潮差由北向南有逐步增大的趋势，且具有较大随机性。海洋能以其清洁、稳定、能量巨大、取之不尽用之不竭等诸多优势为人类开发海洋能量奠定了基础。海浪能的开发一直以来都得到世界范围广泛重视，海浪能量是动能与势能的结合体，两种能量互相依存、此消彼长，其开发形式也多种多样。其中利用海浪高度差(海浪势能)及海水浮力压缩空气，将海浪能量转变为压缩空气能，从而达到汲取海浪能量的目的，也是其中的方法之一，压缩空气的利用较为广泛，例如可以用来推动透平发电等。

采用浮筒、普通气缸结构利用海浪能量获得压缩空气过程中，潮汐起到了阻碍作用。在海浪推动普通气缸获得压缩空气过程中(气缸与海底高度固定)，随着潮汐的涨潮及落潮(海平面高低变化)，浮筒逐渐上升或下降使普通气缸活塞行程变短或脱离海面失去海水浮力作用而无法有效捕获海浪能量，造成压缩不足或无法压缩更不能将压缩空气排出，而不能在潮差全程获得压缩空气，从而大大降低了海浪能利用效率。

实用新型内容

为了实现覆盖潮差全程采用浮筒-气缸结构均能实现海浪能压缩空气的目的，本实用新型提供一种覆盖潮差全程利用海浪能压缩空气的浮筒气缸组合结构，将海浪能转变为压缩空气能。

为达到上述目的，本实用新型是通过以下措施实现的：一种覆盖潮差全程利用海浪能压缩空气的浮筒气缸组合结构，包括伸缩气缸、锁紧气缸、工作气缸、连管、铰链、浮筒、框架7部分，其特征在于：伸缩气缸上端通过铰链与上固定点固定连接，即上固定点与海底间高度固定不变，下端与工作气缸相连；工作气缸连杆与固定在浮筒上的铰链连接；浮筒漂浮在海面上，并被与海底固定连接的框架所限制仅能做上下垂直运动且不被卡死；锁紧气缸设置在伸缩气缸端面上；锁紧气缸与工作气缸间有连管相连；在伸缩气缸顶部设置较小直径长通气孔与外部大气相通，工作气缸上部设置较大直径进气单向阀、出气单向阀。

特别是，所述伸缩气缸为多级伸缩气缸，包括依次连接直径逐渐增大的多级气缸、设置在筒壁上的锁孔板及顶部较小直径的长通气孔，锁孔板为与伸缩气缸缸筒外壁固定连接的带有一定深度圆形锁孔的贯穿缸筒长度的长条板，并均布在缸筒圆周上。在涨潮时，海平面从底部逐渐抬高，每次海浪将工作气缸压缩完成后锁紧气缸将伸缩气缸解锁，伸缩气缸可以自由下行，从低潮到高潮过程中每次伸缩气缸的下行行程较上次递减，直至伸缩气缸行程全部收起，即潮汐达到最高潮；在落潮时，海平面从顶部逐渐降低，每次海浪将工作气缸压缩完成后锁紧气缸将伸缩气缸解锁，伸缩气缸可以自由下行，从高潮到低潮过程中每次伸缩气缸的下行量较上次递增，直至伸缩气缸行程全部伸出，即潮汐达到最低潮。海洋潮汐是个缓慢的过程，例如标准的半日潮为每隔12小时重复一次(每天后推1小时)，所以伸缩气缸的每次行程变化非常微小，伸缩气缸其主要作用是在潮汐高度变化时拉伸或缩短，并不参与海浪压缩空气，伸缩气缸的级数和单级长度可根据当地平均海洋潮差高度确定，同时海洋潮汐、海浪等海况的随机性很强，在实际设计应用中伸缩气缸长度可考虑留有一定余量。