專利名稱：一種浮體式波能利用裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及以利用波能為特點的機械裝置，特別是一種浮體式波能利用裝置。
波浪擁有無限的能量，如何將這些能量提取、收集起來，加以利用，是人們多年來追求的目標。從水體的波浪運動中提取能量的裝置已有眾多發(fā)明、專利，如美國專利4398095公開的浮體式波浪激勵的電力發(fā)電系統(tǒng)是利用被錨定在一水體底部的活塞-唧筒式泵來提取波浪能量。中國專利GK87104861公開的是一種對上述美國專利加以改進的發(fā)明，設計了以保持活塞和唧筒間回彈拉力的機械拉緊裝置以及唧筒的入口和出口止回閥等，以利用高壓水流開動水力發(fā)電機。再有中國專利CN85107154A公開的一種波能發(fā)電機，是設計了按所謂基諧模操作的共振室，這種共振室建造在海床上，可將波浪的振幅加大，因而有可能使共振室內的浮體和泵有增大的能量輸出，以發(fā)出更多的電能。
通觀現(xiàn)有技術的發(fā)明方案，其主要特點是不能很好地適應潮汐變化和波浪振幅的變化，因而不能相對穩(wěn)定地持續(xù)工作，難以實際應用。
本發(fā)明的目的是提供一種適應潮汐變化，不論波浪振幅大小都能持續(xù)工作的波浪能利用裝置。
為達以上目的，設計了一種漂浮水面的浮體裝置，該裝置由浮體、系留裝置和能量轉換裝置組成。其中的浮體是一個耐壓容器，容器上面設置能量轉換裝置，能量轉換裝置包括將波浪上下涌動的機械能轉換成耐壓容器中的壓力能的空氣壓縮機和油泵，以及將耐壓容器中的壓力能轉換成機械能和電能的氣馬達和發(fā)電機，空氣壓縮機的壓氣缸由兩個以上的活塞面積遞減的子氣缸套接而成，一級子氣缸活塞上有進氣閥與缸蓋上的進氣孔相通，二級及二級以后的子氣缸活塞和缸底上面有排氣閥;與一級以后的子氣缸活塞對應的缸筒上有彈性定位銷，末級以前的各子氣缸活塞上有斜面推桿;空氣壓縮機和油泵的活塞桿與同一驅動杠桿連接，驅動杠桿水平設置，其支點連接在浮體上，其力臂端有一帶鎖定機構的索鏈鉸盤，索鏈鉸盤的驅動裝置是由浮體上的水位開關控制的雙向電機，鉸盤上的索鏈向下穿過浮體與系留裝置連接;系留裝置由固定在海床上的柱樁或沉重物和索鏈組成，給予浮體的拉力稍大于浮體的浮力。
該裝置可設置在任意深度的海水中，浮體浮在水面、部分沒入水中，系留裝置將其向下拉緊，波浪向上涌動，浮體上升，系留裝置的索鏈即牽動絞盤索鏈和驅動杠桿，使油泵向蓄能器泵油蓄能，波浪下落，浮體下降，索鏈放松，蓄能器內的高壓油進入油泵，推動驅動杠桿和空氣壓縮機活塞壓氣，使高壓空氣進入耐壓容器，耐壓容器中的高壓空氣推動氣馬達，帶動發(fā)電機發(fā)電。由于波浪振幅的大小不一，波浪對浮體的上托力從波谷到波峰逐漸減少，空氣壓縮機和油泵的活塞行程會或長或短，活塞所受推力由大變小，為此而設計的由活塞面積遞減的子氣缸套接而成的壓氣缸能逐級壓氣、增壓，為耐壓容氣提供高壓空氣保證氣馬達正常工作。當海平面隨潮汐變化時，浮體上的水位開關即操作鎖定機構和雙向電機，使驅動杠桿力臂端的索鏈鉸盤收短或放長索鏈，使系留索鏈對浮體的拉力始終稍大于浮體的浮力，保征驅動杠桿能隨波浪的涌動而上下，正常工作，浮體上還裝有保護設備的防護罩，所以本發(fā)明具有不受潮汐影響，不論波浪高低均能正常工作，將波能轉換為壓力能或電力的優(yōu)點。
本發(fā)明中驅動索鏈鉸盤的也可以是由水位開關操作閥、管控制的氣馬達，以利用耐壓容器中的高壓空氣。
系留裝置中的柱樁或沉重物最好是三個，三角形置于海床，三根系留索鏈的會合點(套環(huán))接近浮體(低潮時)，使浮體與系留中心盡量垂直。
以下結合附圖實施例進一步描述本發(fā)明。


圖1為本發(fā)明的實施例浮體式波能發(fā)電裝置示意圖。
圖2中為本發(fā)明中空氣壓縮機的縮徑套塞壓氣缸示意圖。
如圖1所示，浮體5是耐壓容器，其形狀是上下端為球面的扁圓柱體，也可以是長筒、船體等其它形狀。浮體5上設置驅動杠桿10，空氣壓縮機13、油泵8、蓄能器9，氣馬達19和發(fā)電機17等。驅動杠桿10的支點11連接在浮體5的防護罩12上，驅動杠桿10的力臂端是帶鎖定機構和雙向電機15的索鏈鉸盤14，索鏈鉸盤14上的索鏈16穿過浮體5中部的通孔6，向下與系留裝置的套環(huán)4連接，套環(huán)4通過三根索鏈3和插入海床2的水泥樁1定位。浮體5上的水位開關27的上觸點26和下觸點29由浮球28觸動，由蓄電池7提供電力使索鏈鉸盤14的鎖定機構和雙向電機15工作，當浮體5隨波浪上浮驅動杠桿10向下，油泵8向蓄能器9壓油蓄能;浮體5下浮時，索鏈16放松，驅動杠桿10被油泵8上推，使空氣壓縮機13向浮體5耐壓容器壓送高壓空氣。壓儲在浮體5內的高壓空氣，經油水分離器25、截氣閥24、濾氣管23、調壓閥22、油霧器21、配氣閥20、驅動氣馬達19經聯(lián)軸器18帶動發(fā)電機17發(fā)電。
如圖2所示，空氣壓縮機的縮徑套塞壓氣缸由缸筒30，一級子氣缸活塞32、二級子氣缸活塞35、三級子氣缸活塞39、氣缸底41和缸蓋44組成。一級子氣缸活塞32上有進氣閥43和缸蓋44上的進氣孔45相通。二級子氣缸活塞35、三級子氣缸活塞39和缸底41上有排氣閥36、40和42。缸筒30上彈性定位銷34和38。一級子氣缸活塞32上有斜面推桿33、二級子氣缸活塞35上有斜面推桿37。一級子氣缸活塞32被推動時，二級子氣缸活塞35被彈性定位銷34鎖定不動，直至一級子氣缸活塞32與二級子氣缸活塞35之間的空氣經排氣閥36完全壓縮排出后，斜面推桿33使彈性定位銷34縮入缸筒30，二級子氣缸活塞35才隨一級子氣缸32移動，此時，三級子氣缸活塞39仍被彈性定位銷38鎖定不動，直至二級子氣缸35和三級子氣缸活塞39之間的空氣經排氣閥40完全壓縮排出后，斜面推桿37使彈性定位銷縮入缸筒30，三級子氣缸活塞39才移動壓氣，子氣缸活塞之間的彈簧31可使活塞回位。
作為一種實施例，圖1中的索鏈鉸盤14上的雙向電機15可以是由水位開關27控制的氣馬達，以利用浮體5內的高壓空氣。
權利要求
1.一種由浮體、系留裝置和能量轉換裝置組成的浮體式波能利用裝置，其特征在于，所說的浮體是一種耐壓容器，容器上面設置能量轉換裝置，能量轉換裝置包括空氣壓縮機和油泵以及氣馬達和發(fā)電機，空氣壓縮機的壓氣缸由兩個以上的活塞面積遞減的子氣缸套接而成，一級子氣缸上有進氣閥與缸蓋上的進氣孔相通，二級及二級以后的子汽缸活塞和缸底上有排氣閥；與一級以后的子氣缸活塞對應缸筒上有彈性定位銷，末級以前的各子氣缸活塞上有斜面推桿；空氣壓縮機和油泵與驅動杠桿連接，驅動杠桿水平設置，其力臂端有帶鎖定機構的索鏈鉸盤，索鏈鉸盤的驅動裝置是由浮體上的水位開關控制的雙向電機，鉸盤上的索鏈向下穿過浮體與系留裝置連接；系留裝置由固定在海床上的柱樁或沉重物和索鏈組成，浮體上有防護罩。
2.根據(jù)權利要求1所述的浮體式波能利用裝置，其特征在于所說的索鏈鉸盤上的雙向電機是氣動馬達，由水位開關，操作閥、管和浮體相連。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的浮體式波能利用裝置，其特征在于所說的系留裝置中的柱樁或沉重物是三個，三角形置于海床、三根系留索鏈的會合點(套環(huán))接近浮體(低潮時)。
全文摘要
本發(fā)明是一種浮體式波浪能收集、利用裝置，由浮體、系留裝置和能量轉換裝置構成。其特點是浮體是耐壓容器，浮體隨波上下，其上的驅動杠桿由索鏈牽動，通過油泵，蓄能器和特設的縮徑套塞壓氣機將高壓空氣壓入浮體，再驅動氣馬達和發(fā)電機發(fā)電。索鏈長度通過水位開關和電機鉸盤調節(jié)。該裝置不受潮汐和波幅影響，能系留在海面上持續(xù)正常工作。
文檔編號F03B13/14GK1064134SQ9110595
公開日1992年9月2日 申請日期1991年8月24日 優(yōu)先權日1991年8月24日
發(fā)明者祝永斌 申請人:祝永斌