[实用新型]海水波浪能淡化装置

说明书

技术领域

本实用新型公开了一种海水波浪能淡化装置，是一种应用于广阔海洋、电能及淡水缺乏区域，利用海洋波浪能和压缩空气协同实现海水的反渗透膜式淡化的淡化装置。

背景技术

随着世界能源危机和近海资源逐步开发，远洋鱼类及深海石油资源的开发日益受到各国关注，我国先后出台了“一带一路”、以及《全国海洋经济规划发展纲要》，旨在加速我国远洋资源的开发利用。然而，海上淡水缺乏和电力供给困难等问题，极大制约了远洋资源的开发利用，海水波浪能作为一种新兴的清洁能源，蕴含容量大，且与海水淡化天然耦合，已成为世界各国科研人员的重要研究方向。

目前，海水淡化主要采用反渗透膜淡化工艺，利用电能驱动提水泵完成淡化膜供水压力恒定，以提高海水淡化效率和反渗透膜使用寿命，但海水淡化是高耗能产业，传统电力供给必将加剧环境污染和能源危机。同时，反渗透膜式海水淡化效率和使用寿命都与淡化压力密切相关，但波浪能的间歇性和波动性极易导致膜淡化压力变化，严重影响其使用寿命，储能是有效解决波动功率平抑的有效方法，但常用的蓄电池和液压等储能方式，极易导致环境污染。压缩空气储能是一种严格无污染的新型储能方式，如何与波浪能以及海水淡化能量耦合，提升波浪能利用率、海水淡化效率是必须要解决的关键问题。

实用新型内容

本实用新型的技术任务是针对上述技术上的不足，提出的一种新型海水波浪能淡化装置。

本实用新型解决上述技术问题采用的技术方案为：海水波浪能淡化装置包括两正交浮子组、曲柄联杆结构、海水淡化、压缩空气储能以及水气存储单元。两正交浮子组根据波浪方向全方位捕获波浪能，并经曲柄联杆结构驱动淡化活塞上下运动，完成海水吸入、海水淡化以及淡水和高压浓盐水排出，压缩空气储能平抑波浪能波动性和间歇性问题，确保海水淡化恒压高效转化，提升反渗透膜淡化效率和使用寿命。

两正交浮子组为两组正交设置的捕获装置Ⅰ和捕获装置Ⅱ，捕获装置包括两圆柱体浮子、浮子联杆、俯仰中轴、俯仰齿轮、锥形齿轮Ⅰ、水平联轴以及调向结构。所述圆柱体浮子在海浪浮力和激荡力共同作用下，上下运动捕获波浪能，驱动浮子联杆作俯仰运动，并由俯仰中轴、俯仰齿轮以及锥形齿轮Ⅰ协同转化成水平联轴的旋转运动，水平联轴旋转运动经调向结构与曲柄联杆结构机械耦合，驱动淡化活塞运动完成海水淡化。所述调向结构包括内嵌电磁离合器Ⅱ的锥形齿轮Ⅱ以及内嵌电磁离合器Ⅰ的牵引齿轮，锥形齿轮Ⅱ经电磁离合器Ⅱ与捕获装置Ⅰ的水平联轴耦合，将捕获装置Ⅰ捕获能量传递至牵引齿轮；所述牵引齿轮内嵌电磁离合器Ⅰ与捕获装置Ⅱ水平联轴同轴耦合，将捕获装置Ⅱ捕获能量传递至牵引齿轮，牵引齿轮外齿为锥形结构，与锥形齿轮Ⅱ机械耦合，所述电磁离合器根据波浪方向改变耦合至牵引齿轮的捕获装置数量；所述曲柄联杆结构上端和牵引齿轮刚性联接，下部经约束轴承和淡化活塞刚性联接，完成牵引齿轮旋转运动到淡化活塞上下运动的转化。

海水淡化包括淡化活塞、淡水腔以及淡化腔，所述淡化活塞为内嵌反渗透膜的圆柱体活塞，在曲柄联杆推动下分离淡水和浓盐水，纵向设置多个空心圆柱型淡化通道，将淡水送入淡水腔；所述淡水腔包括淡化活塞以及淡水腔内壁，用于存储淡化活塞下移产生的淡水；淡水腔上端设置淡水排出阀，在淡化活塞上移过程中将淡化后的淡水送入淡水存储室存储。所述淡化腔是海水淡化主要场所，由淡化活塞、淡化腔内壁、海水进入通道以及淡化腔底板构成，淡化活塞由曲柄联杆以及压缩空气储能共同作用，完成海水吸入、海水淡化以及淡水排出；所述海水进入通道为圆环式柱状结构，内嵌圆环式柱状大气进出通道，海水进入通道上端设置海水进入阀Ⅰ，下端设置海水进入阀Ⅱ，控制海水进入淡化腔的流量；所述淡化腔底板为外套在大气进出通道的圆盘式固定端板，用于支撑淡化海水质量以及反渗透膜淡化压力；淡化腔底板设置圆盘式端盖，由内嵌在端板上的电磁铁控制，用于开关圆环式浓盐水排出通道Ⅰ。