[发明专利]一种带水舱的波浪能液压泵

说明书

技术领域

本发明涉及一种波浪能液压泵，特别是关于一种利用海洋波浪能驱动活塞运动且带水舱的高效波浪能液压泵。

背景技术

随着化石等不可再生能源的日趋枯竭以及生态环境严重污染，人们迫切需要寻找一种新能源来减少甚至替代化石燃料的使用。进入21世纪，世界各国把目光逐渐投向海洋，特别是到了20世纪70年代开启了开发海洋能的热潮。海洋占全球表面积的70%，理论能量总量约为7.66×10¹⁰KW，是名副其实的“蓝色煤海”。海洋能源具有可再生性和不污染环境等优点，是一项亟待开发利用且具有战略意义的新能源。

在迫切探索开发利用海洋能源的同时，世界上淡水资源不足也已成为人们日益关注的问题。除了大力开展全面节水、提高水能利用效率和实施必要的跨流域调水外，作为水资源的开源增量技术，即海水淡化已经成为缓解沿海和近岛地区淡水资源短缺、解决全球淡水资源危机的重要途径之一。波浪能是海洋能中品位最高、分布最广的可再生清洁能源，如果能高效利用波浪能进行发电或淡化海水，并实现大规模商业推广应用、形成零排放循环低碳经济的海水利用模式，将有望为缓解能源危机、解决淡水资源短缺问题提供一条新的出路。

目前人们研发了多种波浪能采集技术以有效利用波浪能。在日本、北美和欧洲等国，已有超过1000种的波浪能转换专利技术。根据二级转换系统的转换原理，可以将目前世界上的波浪能利用技术大致划分为气压式、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。

海水本身是一种强腐蚀介质，所以海洋环境是一种复杂的腐蚀环境。与海水相接触的液压系统泵水装置中的金属构件在海洋环境中极易发生腐蚀，从而影响和降低液压系统泵水装置的工作性能和使用寿命。只有对给水加以适当的预处理，满足一定的进水条件，才能保证液压系统泵水装置长期、高效并稳定的运行。超滤作为一种新型的海水预处理方法，具有设计易于标准化、操作易于自动化、无需连续投入化学药剂、可降低能耗和人力等优点。超滤过程通常可以理解成与膜孔径大小相关的筛分过程，超滤是以膜两侧的压力差为驱动力，以超滤膜为过滤介质，超滤膜孔径在0.002～0.01μm之间。海水中一般胶体体积≥0.1μm，乳胶体积≥0.1μm，大肠菌、葡萄球菌等细菌体积≥0.2μm，悬浮物、微粒子等体积≥0.5μm，因此超滤膜可以过滤出溶液中的细菌、胶体、悬浮物、蛋白质等大分子物质。

根据非专利文献“波浪能海水淡化的应用研究[J]”，在印度喀拉拉邦有一套正在运行的波浪能海水淡化系统。该系统首先利用振荡水柱式波浪能装置，利用波浪的上升和下降使压缩箱内的空气柱压缩和膨胀，冲击与之连通的冲击式透平，带动发电机发电，然后再用电机驱动反渗透膜系统来淡化海水。在爱尔兰有一套由3个浮于海面上的驳船铰接而成的波浪能海水淡化系统。其中2个振荡的驳船作为双臂对称地铰接于中间驳船上，中间驳船定位于下悬式惯性减幅板上，驳船之间连接有活塞泵，可以将驳船间的相互摆动所产生的机械能转换为液压能用于发电或者提供海水淡化系统的能量。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。上述各个装置有的由于能量损失过大，只能在一定范围内使用，有的由于只能利用波浪的垂向运动能量，且装置尺寸较小，波浪能采集效率和泵水流量有限，所以均不适于广泛推广应用。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种波浪能采集效率高、可靠性好，且可以大范围推广应用的带水舱的波浪能液压泵。