[发明专利]一种波浪能泵

说明书

技术领域

本发明涉及一种液体泵，特别是关于一种利用海洋波浪能驱动活塞运动的波浪能泵。

背景技术

随着化石等不可再生能源的日趋枯竭，世界各国把目光逐渐投向了海洋，特别是到了20世纪70年代逐渐开启了开发海洋能的热潮，进入21世纪国际社会对海洋能的关注急剧升温。波浪能作为一种可再生的清洁能源，能流密度大，是海洋能中品位最高、分布最广的能源。把取之不尽用之不竭的波浪能转换为有用的能源是人们长期的愿望。但是由于波浪能的不稳定性，给波浪能的实际应用带来了困难。波浪能利用的关键技术是波浪能转换装置，通常波浪能要经过三级转换：第一级为受波体，吸收散布在海面上的波浪能；第二级为中间转换装置；第三级为能量的实际利用。目前波浪能主要用于发电，部分还用于供水和海水淡化等。已有的第二级转换装置主要包括气压式、液压式和机械式三种能量传递方式。其中液压式波浪能利用装置越来越得到大家的重视，该技术采用浮体俘获波浪能，通过与浮体相连接的液压装置将波浪能转换成液压能，再通过发电机转换成电能或通过其它设备淡化海水或直接泵水。

在公开号为CN101811753A，名称为“一种波浪能海水淡化装置”的专利文献中公开了这样一种波浪能利用装置，该装置包括波浪能采集浮体、支撑浮体、液压泵、海水预处理装置和海水淡化系统。其中液压泵的活塞连杆固定在波浪能采集浮体上，液压泵缸体与支撑浮体相连，支撑浮体底部通过锚索固定在海底。波浪运动会带动波浪能采集浮体作垂荡运动，并与支撑浮体在垂向发生相对位移，驱动液压泵将波浪能转换成液压能，所产生的高压海水可通过反渗透膜组件直接进行海水淡化。对于这样的液压泵式的波浪能利用装置，由于支撑浮体完全锚定，波浪能采集浮体只能相对支撑浮体作垂荡运动，该装置只能利用波浪的垂向运动能量，且装置尺寸较小，波浪能采集效率有限。

在公开号为：CN2419388Y，名称为“一种波浪发电装置”的专利文献中公开了这样一种波浪发电装置，该装置由浮板、油箱、蓄能器、回转液压缸、液压马达、发电机所组成，其中回转液压缸设在浮板与浮板之间，液压马达与回转液压缸之间通过油管连接，在海浪的作用下两浮板间产生相对摆动进而带动液压缸工作，所产生的高压油推动液压马达转动，带动发动机发电。对于这样的液压泵式的波浪能利用装置，由于采用的是回转液压缸，其工作的可靠性不高，并且该装置只能利用两浮板间的相对纵摇运动，未考虑浮板间的相对艏摇运动，波浪能利用效率有限，不利于推广。

在美国专利文献US2006/0273593A1中公开了名称为“波浪发电装置”（Wave Power Apparatus）的一种装置，该装置主要由若干圆筒状连接单元，若干节圆柱浮体，若干个杆式液压缸和液压发电系统构成。其中若干节圆柱浮体通过所述筒状连接单元串接在一起，该筒状连接单元允许一侧的圆柱浮体绕一轴作纵摇运动，允许另一侧的圆柱浮体绕另一轴作艏摇运动，两个转轴方向垂直；筒状连接单元中设置有杆式液压缸和液压发电系统，其中液压缸的活塞连杆伸出连接单元与圆柱浮体相连；波浪经过时，各个圆柱浮体相对于连接单元的转动会带动活塞连杆和活塞抽离或压入液压缸，安设在连接单元中的液压发电系统可将液压缸液压能转换为电能，完成波浪能的吸收和转换；该装置由于允许圆柱浮体绕相互垂直的两个轴发生转动，使波浪能吸收效率有所提高，但由于筒状连接单元尺寸较大，该筒状连接单元两侧处的局部连接实际上依旧是单自由度旋转，各液压缸只能利用单自由度转动的能量，波浪能吸收效果提高有限。

国际发明专利说明书“WO2011/061546A2”公开了名称为“波能采集装置”（Apparatus For Extracting Power From Waves）的一种装置，该装置与上述美国专利文献中提及的装置相类似，将原有的筒状连接单元简化为具有一定厚度的刚性板，该刚性板连接两侧圆柱浮体，允许两浮体绕垂直的两个转轴发生转动；液压缸安设在圆柱浮体端部，而液压缸活塞连杆则绕过刚性板直接铰接在相临圆柱浮体上，各个液压缸可同时利用两自由度转动的能量，而安设在圆柱浮体端部内的液压发电系统可将液压缸中的液压能转换为电能，实现波浪能的吸收和转换；该装置由于简化了连接构件，具有一定的可靠性，并且保障了一定的波浪能吸收效率。不过，由于该装置未考虑各个圆柱浮体间存在的扭转力不利因素，且波浪能采集浮体局限为圆柱浮体构造，其工作可靠性和波浪能吸收效率均受到了限制。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种效率高、可靠性好，且可以大范围应用的波浪能泵。