[发明专利]波浪驱动的泵以及将该泵连接至海床的设备

说明书

背景技术

本发明涉及一种从例如内海，海洋和湖泊的水体中的波浪运动中产生能量的方法和设备。

本发明的目的为使得能够从世界的海洋和湖泊中获得可更新的波浪能。

为了完成该目的，过去已经提出了许多设备。由于下面的一个或多个原因，极少数设备成为商业化。

1.设备由于过于昂贵，而未能制造，并且从而不能与传统的矿务燃料产生能量的方式竞争。

2.许多设备高度复杂。特别在海洋环境中，部件例如弹簧，活动吊索，滑轮，轴承，变速箱，以及其它旋转设备，电或电气控制都具有有限的使用的寿命。

3.许多设备都试图在海上发电，然后将其输送至岸上。水，特别是海水和电，象水和油一样不能混合。由于故障和腐蚀问题，任何这样的尝试将导致高建设成本以及长时间的不可靠性。

4.许多设备都不能经受暴风雨和大浪。

5.许多设备都未考虑达到工业标准的至少20年的寿命预期所必须的长期适用性和维护要求。

6.许多设备需要使用油，重金属和其他材料，这些材料一旦释放，对环境具有潜在损害。

因而，需要一种从水体中的波浪产生能量的改进的系统和方法，其能够处理上述问题中的一些或全部。

现有技术中描述获得海浪能的设备很多。然而现有技术中与本发明提出的设备紧密相关的仅限于几个例子。最相关的例子如下。

WINDLE，EP0265594揭示了浮子操作的往复泵，其依靠弹簧，或重物或浮子，具有或没有绳索和滑轮来驱动返回冲程。Windle还揭示了将往复泵相对于该浮子和地基安装的多种结构。泵可被倒转，可安装在浮子内或海床内或安装在其他结构中。

JANODY，FR2800423还揭示了驱动返回冲程的弹簧。

BURNS，CA2619100揭示了利用中空活塞的泵但仅提出使用重力驱动返回冲程。

ONO，US4398095揭示了通过利用表面空气和一定深度处水的压力之间的压力差，来驱动返回冲程的液压方法。

WOOD，GB2428747揭示了具有系泊在单个液压缸的浮子的波浪能系统。

类似地，HICKS等，US4326840揭示了具有系泊在海床处的液压缸的浮子的波浪驱动泵。WINDLE，US4883411也揭示了波浪供给动力的泵送装置和方法。

MYUNG，GB2281943和SMITH，GB2445951也揭示了波浪能系统。

发明内容

本发明的目的在于波浪驱动泵既可单独配置，也可优选为多个泵送单元成组或成列配置。这些泵的每个的排放管可连接于水下排放管的系统，这些水下排放管由此与海岸连接，以输送加压水用来任意目的但优选用于发电或海水淡化的目的。这种动力传输方法为公知的，例如伦敦液力公司于1980年在英国伦敦安装了加压水管道系统，用于从多个泵送站将动力输送至工厂或其它使用者。由液力发电和或者产生淡化水对本领域技术人员来说是公知的。

本发明为一种与海床连接的往复泵设备，该设备由伴随水面上的上升波浪的浮子的浮力产生的向上的力操作，上升的波浪使得流体从泵排出至排放管。泵送的流体的一部分储存在与排放管或多个排放管连接的蓄压器中。随着波浪下降，排放管中的一小部分加压流体返回至泵，驱动泵的返回冲程，并且还维持浮子上的向下的力，从而浮子趋于在海床上的连接点上垂直保持其位置。

根据本发明的第一方面，提供一种浮子操作的往复泵，包括：

浮子；

封闭汽缸，其与浮子或海床中的一个连接，并具有流体入口和流体排放口；

活塞；其布置在该汽缸内并在汽缸内可纵向移动，该活塞具有穿过其纵向延伸的通道；

流体止回阀，其布置为通过该活塞与该通道连通；

第一杆或管，其与该活塞连接，并延伸通过该封闭汽缸的一端，并且还与浮子或海床中的另一个连接；

第二杆或管，其具有比第一杆或管更大的直径，并延伸通过该封闭汽缸的另一端。

在一个实施方式中，本发明提供浮子可操作的往复泵装置，其包括与杆或管的一端可操作地连接的浮子，该杆或管布置为可滑动且可密封地通过封闭汽缸的一端，所述杆或管的另一端与可滑动且可密封地布置于所述汽缸内的活塞的一端连接，所述活塞具有在其两端部之间的通道、和布置为与所述通道连通的止回阀，所述活塞的另一端与第二更大直径的杆或管连接，该杆或管设置为可滑动且可密封地通过所述汽缸的另一端，所述汽缸装配有入口装置和排放管，所述汽缸可操作地与海床连接。