本發(fā)明涉及發(fā)電裝置，尤其涉及一種利用波浪能抽取海水進(jìn)而用來(lái)發(fā)電的波浪能發(fā)電裝置。

背景技術(shù)：

廣闊的大海蘊(yùn)藏著豐富的能源，如潮汐能，海流能，波浪能，溫差能，鹽度差能等等，在常規(guī)能源日益匱乏，環(huán)境保護(hù)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的矛盾日益尖銳的當(dāng)今，可再生能源的利用越來(lái)越體現(xiàn)出其價(jià)值，在上述各種海洋能中，波浪能因其存在的廣泛性而受到了人們的重視。近百年來(lái)，世界各地的發(fā)明家們對(duì)波浪能發(fā)電進(jìn)行了廣泛的研究和探索，有些成果已經(jīng)在諸如航標(biāo)燈塔等特殊環(huán)境中實(shí)現(xiàn)了商業(yè)應(yīng)用。然由于投資產(chǎn)出比太大，海洋環(huán)境惡劣，設(shè)備維護(hù)成本太高等原因，許多設(shè)想乃至各種專利尚處于實(shí)驗(yàn)室或探索性試運(yùn)行階段，真正在經(jīng)濟(jì)上具有可行性，能在普通海洋環(huán)境中實(shí)現(xiàn)規(guī)模化應(yīng)用的方案尚未出現(xiàn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種波浪能發(fā)電裝置，能夠利用波浪能抽取海水進(jìn)而推動(dòng)水輪發(fā)電機(jī)組發(fā)電。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

本發(fā)明提供了一種波浪能發(fā)電裝置，包括水輪發(fā)電機(jī)組及至少一套波浪能抽水組件，波浪能抽水組件包括高壓空氣緩沖儲(chǔ)水室及多個(gè)用于將海水加壓后單向注入高壓空氣緩沖儲(chǔ)水室的抽水機(jī)；高壓空氣緩沖儲(chǔ)水室包括設(shè)于海中固定深度的儲(chǔ)水室，儲(chǔ)水室的內(nèi)部設(shè)有空腔，空腔通過(guò)管道與水輪發(fā)電機(jī)組連通，各個(gè)抽水機(jī)分別通過(guò)設(shè)有第一單向閥的管道與空腔連通。

進(jìn)一步的，抽水機(jī)包括設(shè)于海中固定深度的抽水機(jī)缸筒，抽水機(jī)缸筒內(nèi)設(shè)有加壓腔，加壓腔通過(guò)設(shè)有第一單向閥的管道與空腔連通，抽水機(jī)缸筒還開(kāi)設(shè)有連通加壓腔的進(jìn)水口，進(jìn)水口外設(shè)有過(guò)濾網(wǎng)，進(jìn)水口與加壓腔之間設(shè)有第二單向閥，加壓腔內(nèi)設(shè)有可沿抽水機(jī)缸筒軸向移動(dòng)的活塞，活塞連接有連桿，連桿的另一端貫穿出抽水機(jī)缸筒的一端端面并連接有浮在海面的動(dòng)力浮球。

進(jìn)一步的，抽水機(jī)包括設(shè)于海中固定深度的抽水機(jī)缸筒，抽水機(jī)缸筒內(nèi)設(shè)有加壓腔，加壓腔通過(guò)設(shè)有第一單向閥的管道與空腔連通，抽水機(jī)缸筒還開(kāi)設(shè)有連通加壓腔的進(jìn)水口，進(jìn)水口外設(shè)有過(guò)濾網(wǎng)，進(jìn)水口與加壓腔之間設(shè)有第二單向閥，加壓腔內(nèi)設(shè)有可沿抽水機(jī)缸筒軸向移動(dòng)的活塞，抽水機(jī)還包括與抽水機(jī)缸筒連接的框架，框架上設(shè)有可轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸的一端套設(shè)有齒輪，活塞的一端貫穿出抽水機(jī)缸筒的一端端面并設(shè)有重錘，活塞位于抽水機(jī)缸筒外的部分表面還設(shè)有與齒輪嚙合的齒條，轉(zhuǎn)軸上還套設(shè)有滾輪，滾輪上繞設(shè)有拉繩，拉繩的一端連接滾輪，拉繩的另一端連接有浮在海面的動(dòng)力浮球。

進(jìn)一步的，滾輪的直徑是齒輪的直徑的2-10倍。

進(jìn)一步的，儲(chǔ)水室和抽水機(jī)分別與海底通過(guò)繩索連接，儲(chǔ)水室連接有第一懸浮球，抽水機(jī)連接有第二懸浮球，第一懸浮球和第二懸浮球的頂部與海面的距離均大于1/2(潮差+海浪的最大波幅)。

進(jìn)一步的，空腔通過(guò)管道連通有蓄水池，蓄水池的海拔為10-30m。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的波浪能發(fā)電裝置的優(yōu)點(diǎn)在于，本波浪能發(fā)電裝置采用分散抽水然后集中推動(dòng)同一水輪發(fā)電機(jī)組發(fā)電的模式，使得波浪能抽水組件成為本發(fā)電裝置主要的投資構(gòu)成部分，而波浪能抽水組件不包含電器設(shè)備，且較高的水壓設(shè)計(jì)使其結(jié)構(gòu)緊湊，故本發(fā)電裝置造價(jià)低廉，產(chǎn)出投入比高，從而在經(jīng)濟(jì)上具有可行性。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明具體實(shí)施方式或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)具體實(shí)施方式或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施方式，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的波浪能發(fā)電裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例1提供的波浪能抽水組件的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例2提供的波浪能抽水組件的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：100、水輪發(fā)電機(jī)組；200、波浪能抽水組件；300、高壓空氣緩沖儲(chǔ)水室；310、空腔；320、儲(chǔ)水室；330、第一懸浮球；400、抽水機(jī)；410、抽水機(jī)缸筒；420、加壓腔；430、進(jìn)水口；431、第二單向閥；432、過(guò)濾網(wǎng)；440、活塞；450、動(dòng)力浮球；461、連桿；462、框架；463、轉(zhuǎn)軸；464、齒輪；465、重錘；466、齒條；467、滾輪；468、拉繩；470、第二懸浮球；500、第一單向閥；700、蓄水池。

具體實(shí)施方式

以下將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明各實(shí)施例的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。

下面通過(guò)具體的實(shí)施例并結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

實(shí)施例1

如圖1和圖2所示，本發(fā)明提供了一種波浪能發(fā)電裝置，包括水輪發(fā)電機(jī)組100及3個(gè)用于將海水輸送至水輪發(fā)電機(jī)組100的波浪能抽水組件200，波浪能抽水組件200包括高壓空氣緩沖儲(chǔ)水室300及8個(gè)與高壓空氣緩沖儲(chǔ)水室300連通的抽水機(jī)400；

高壓空氣緩沖儲(chǔ)水室300包括設(shè)于海中固定深度的儲(chǔ)水室320，儲(chǔ)水室320與海底樁基通過(guò)繩索連接，儲(chǔ)水室320還連接有中空的第一懸浮球330，第一懸浮球330頂部與海面的距離大于1/2(潮差+海浪的最大波幅)，潮差是指某海域最高潮海平面與最低潮海平面的高度差。儲(chǔ)水室320的內(nèi)部設(shè)有空腔310，空腔310通過(guò)管道和閥門與水輪發(fā)電機(jī)組100連通，各個(gè)抽水機(jī)400分別通過(guò)設(shè)有第一單向閥500的管道與空腔310連通；空腔310通過(guò)管道和閥門連通有蓄水池700，蓄水池700的海拔為30m。

抽水機(jī)400包括設(shè)于海中固定深度的抽水機(jī)缸筒410，抽水機(jī)缸筒410通過(guò)繩索與海底樁基連接，抽水機(jī)缸筒410還連接有中空的第二懸浮球470，第二懸浮球470頂部與海面的距離大于1/2(潮差+海浪的最大波幅)，抽水機(jī)缸筒410內(nèi)設(shè)有加壓腔420，加壓腔420通過(guò)設(shè)有第一單向閥500的管道與空腔310連通，抽水機(jī)缸筒410還開(kāi)設(shè)有連通加壓腔420的進(jìn)水口430，進(jìn)水口430外設(shè)有過(guò)濾網(wǎng)432，進(jìn)水口430與加壓腔420之間設(shè)有第二單向閥431，加壓腔420內(nèi)設(shè)有可沿抽水機(jī)缸筒410軸向移動(dòng)的活塞440，活塞440連接有連桿461，連桿461的另一端貫穿出抽水機(jī)缸筒410的一端端面并連接有浮在海面的動(dòng)力浮球450。

該波浪能發(fā)電裝置的工作原理是：多套波浪能抽水組件200分別抽取海水并通過(guò)管道輸送至水輪發(fā)電機(jī)組100驅(qū)動(dòng)水輪發(fā)電機(jī)組100運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)電，具體的，每個(gè)波浪能抽水組件均包括高壓空氣緩沖儲(chǔ)水室300及8個(gè)與高壓空氣緩沖儲(chǔ)水室300連通的抽水機(jī)400，8個(gè)抽水機(jī)400分別將海水加壓后單向輸入到高壓空氣緩沖儲(chǔ)水室300的空腔310內(nèi)集聚，隨著空腔310內(nèi)海水不斷增加，空腔310內(nèi)留存的空氣被不斷壓縮，當(dāng)空腔310內(nèi)的海水壓力達(dá)到一定程度時(shí)，空腔310內(nèi)的海水便流向水輪發(fā)電機(jī)組100并推動(dòng)水輪發(fā)電機(jī)組100發(fā)電。

其中，抽水機(jī)400的工作原理是：海中的波浪起伏帶動(dòng)浮在海面的動(dòng)力浮球450起伏，當(dāng)波浪下降時(shí)動(dòng)力浮球450隨之下降無(wú)法給予活塞440向上的拉力，活塞440在動(dòng)力浮球450、連桿461及活塞440本身的重力作用下往下移動(dòng)，此時(shí)，第一單向閥500封閉，第二單向閥431打開(kāi)，海水經(jīng)過(guò)過(guò)濾網(wǎng)432、進(jìn)水口430和第二單向閥431進(jìn)入加壓腔420；當(dāng)波浪上升時(shí)，動(dòng)力浮球450上浮，并通過(guò)連桿461拉動(dòng)活塞440上升，此時(shí)，第二單向閥431封閉，第一單向閥500在水壓作用下打開(kāi)，加壓腔420內(nèi)的海水被壓入高壓空氣緩沖儲(chǔ)水室300的空腔310內(nèi)，完成一次輸水過(guò)程。

動(dòng)力浮球450隨著海浪不斷起伏將海水一次次單向壓入到空腔310內(nèi)，并最終輸送到水輪發(fā)電機(jī)組100進(jìn)行發(fā)電；同時(shí)當(dāng)需要時(shí)，空腔310內(nèi)的海水也可以被輸送到岸上設(shè)置的蓄水池700內(nèi)儲(chǔ)存?zhèn)溆?，或輸送到海產(chǎn)養(yǎng)殖場(chǎng)、水產(chǎn)品加工廠、游泳池等需要使用海水的地方。此外，多套波浪能抽水組件中的所有抽水機(jī)400的動(dòng)力浮球450在沿岸附近組合成消耗波浪能量的防波墻，對(duì)需要保護(hù)的海岸能起到一定的防波減災(zāi)作用。

本實(shí)施例提供的波浪能發(fā)電裝置適合使用在潮差和海浪波幅均較小的海域。

實(shí)施例2

如圖1和圖3所示，本發(fā)明提供了一種波浪能發(fā)電裝置，包括水輪發(fā)電機(jī)組100及多套用于將海水輸送至水輪發(fā)電機(jī)組100的波浪能抽水組件200，波浪能抽水組件200包括高壓空氣緩沖儲(chǔ)水室300及8個(gè)用于將海水加壓后單向注入高壓空氣緩沖儲(chǔ)水室300的抽水機(jī)400；高壓空氣緩沖儲(chǔ)水室300包括設(shè)于海中固定深度的儲(chǔ)水室320，儲(chǔ)水室320通過(guò)繩索與海底樁基相連，儲(chǔ)水室320還連接有中空的第一懸浮球330，第一懸浮球330頂部與海面的距離大于1/2(潮差+海浪的最大波幅)，儲(chǔ)水室320的內(nèi)部設(shè)有空腔310，空腔310與水輪發(fā)電機(jī)組100通過(guò)管道連通，各個(gè)抽水機(jī)400分別通過(guò)設(shè)有第一單向閥500的管道與空腔310連通?？涨?10通過(guò)管道和閥門連通有蓄水池700，蓄水池700的海拔為30m。

抽水機(jī)400包括設(shè)于海中的抽水機(jī)缸筒410，抽水機(jī)缸筒410連接有第二懸浮球470，第二懸浮球470頂部與海面的距離大于1/2(潮差+海浪的最大波幅)，抽水機(jī)缸筒410內(nèi)設(shè)有加壓腔420，加壓腔420通過(guò)設(shè)有第一單向閥500的管道與空腔310連通，抽水機(jī)缸筒410還開(kāi)設(shè)有連通加壓腔420的進(jìn)水口430，進(jìn)水口430外設(shè)有過(guò)濾網(wǎng)432，進(jìn)水口430與加壓腔420之間設(shè)有第二單向閥431，加壓腔420內(nèi)設(shè)有可沿抽水機(jī)缸筒410軸向移動(dòng)的活塞440；抽水機(jī)缸筒410固定連接有框架462，框架462通過(guò)繩索與海底樁基連接，框架462上設(shè)有可轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)軸463，轉(zhuǎn)軸463的一端套設(shè)有齒輪464，活塞440的一端貫穿出抽水機(jī)缸筒410的一端端面并設(shè)有重錘465，活塞440位于抽水機(jī)缸筒410外的部分表面還設(shè)有與齒輪464嚙合的齒條466，轉(zhuǎn)軸463上還套設(shè)有滾輪467，滾輪467上繞設(shè)有拉繩468，拉繩468一端連接滾輪467，拉繩468的另一端穿過(guò)框架462頂部開(kāi)設(shè)的小孔連接有浮在海面的動(dòng)力浮球450。滾輪467的直徑與齒輪464的直徑比為5:1。

該波浪能發(fā)電裝置的工作原理是：多套波浪能抽水組件200分別抽取海水并通過(guò)管道輸送至水輪發(fā)電機(jī)組100驅(qū)動(dòng)水輪發(fā)電機(jī)組100運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)電，具體的，每個(gè)波浪能抽水組件均包括高壓空氣緩沖儲(chǔ)水室300及8個(gè)與高壓空氣緩沖儲(chǔ)水室300連通的抽水機(jī)400，8個(gè)抽水機(jī)400分別將海水加壓后單向輸入到高壓空氣緩沖儲(chǔ)水室300的空腔310內(nèi)集聚，隨著空腔310內(nèi)海水不斷增加，空腔310內(nèi)留存的空氣被不斷壓縮，當(dāng)空腔310內(nèi)的海水壓力達(dá)到一定程度時(shí)，空腔310內(nèi)的海水便流向水輪發(fā)電機(jī)組100并推動(dòng)水輪發(fā)電機(jī)組100發(fā)電。

其中，抽水機(jī)400的工作原理是：海中的波浪起伏帶動(dòng)浮在海面的動(dòng)力浮球450起伏，當(dāng)波浪下降時(shí)動(dòng)力浮球450隨之下降無(wú)法給予拉繩468向上的拉力，活塞440在重錘465及活塞440本身的重力作用下克服摩擦力向下移動(dòng)，并通過(guò)與齒輪464嚙合的齒條466傳送動(dòng)力，帶動(dòng)齒輪464轉(zhuǎn)動(dòng)，并帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸463和滾輪467轉(zhuǎn)動(dòng)，滾輪467轉(zhuǎn)動(dòng)將松弛的拉繩468收緊?；钊?40向下移動(dòng)時(shí)，第一單向閥500封閉，第二單向閥431打開(kāi)，海水通過(guò)過(guò)濾網(wǎng)432、進(jìn)水口430和第二單向閥431進(jìn)入加壓腔420；當(dāng)波浪上升時(shí)，動(dòng)力浮球450上浮，并通過(guò)拉繩468拉動(dòng)滾輪467反向轉(zhuǎn)動(dòng)，滾輪467帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸463和齒輪464轉(zhuǎn)動(dòng)，從而克服阻力驅(qū)動(dòng)齒條466連同活塞440向上方移動(dòng)，此時(shí)，第二單向閥431封閉，第一單向閥500在水壓作用下打開(kāi)，加壓腔420內(nèi)的海水被壓入高壓空氣緩沖儲(chǔ)水室300的空腔310內(nèi)，完成一次輸水過(guò)程。

動(dòng)力浮球450隨著海浪不斷起伏將海水一次次單向壓入到空腔310內(nèi)，并最終輸送到水輪發(fā)電機(jī)組100進(jìn)行發(fā)電。同時(shí)當(dāng)需要時(shí)，空腔310內(nèi)的海水也可以被輸送到岸上設(shè)置的蓄水池700內(nèi)備用，或輸送到海產(chǎn)養(yǎng)殖場(chǎng)、水產(chǎn)品加工廠、游泳池等需要使用海水的地方。此外，多套波浪能抽水組件中的所有抽水機(jī)400的動(dòng)力浮球450浮動(dòng)在沿岸附近組合成消耗波浪能量的防波墻，對(duì)需要保護(hù)的海岸能起到一定的防波減災(zāi)作用。

在本實(shí)施例中，設(shè)滾輪467的直徑為D，齒輪464的直徑為d，當(dāng)動(dòng)力浮球450升降的高度為L(zhǎng)時(shí)，活塞440只需移動(dòng)L×d/D，這減小了抽水機(jī)缸筒410的設(shè)計(jì)尺寸。因此，本實(shí)施例提供的波浪能發(fā)電裝置適合使用在潮差較大或海浪波幅較大的海域。