專利名稱：波浪能汲水裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種汲水裝置，更具體地說，涉及一種利用波浪能將水位 提升的波浪能汲水裝置。
背景技術(shù)：
地球上有將近70%的面積是水域，其中在海洋和大型湖泊中存在浪高 很大的波浪，這些波浪蘊涵著巨大的能量，可為人類提供取之不盡的可再 生清潔能源。
人類目前已開始應(yīng)用這些波浪進行發(fā)電。利用波浪發(fā)電的原理是采用 浮于水面上的浮體隨著波浪的起伏而上下運動，浮體帶動發(fā)電機發(fā)電或帶 動泵，泵驅(qū)動液體介質(zhì)流動，通過液體介質(zhì)的流動驅(qū)動發(fā)電機組發(fā)電。另 外，發(fā)電機組一般都是安裝在水，由于水、特別是海水具有很強的腐蝕性， 因此，這樣利用海洋波浪能發(fā)電對設(shè)備的要求很高，造價非常地高，同時 由于設(shè)備安裝在水中，維護起來非常地不便，不方便大規(guī)模地應(yīng)用。
公開號為CN 1386974A、專利名稱為"海洋波浪能發(fā)電裝置"的中國 專利公開一種利用波浪能進行發(fā)電的裝置在陸地上分別建立高位水庫和 低位水池，高位水庫的大壩上安裝發(fā)電機組，在海中安裝一個提水裝置， 利用波浪能將低位水池的淡水輸送到高位水庫，將波浪能轉(zhuǎn)化為水的勢能， 在通過發(fā)電機將水的勢能轉(zhuǎn)化為電能。在該專利技術(shù)中，提水裝置包括一個浮力頭，浮力頭通過活塞桿連接一活塞泵，活塞泵的進出輸水管分別與 低位水池和高位水庫連通，浮力頭隨著波浪的起伏而上下運動，帶動活塞 泵將低位水輸送到高位水庫。
上述專利技術(shù)克服了海水腐蝕性給發(fā)電設(shè)備所帶了的影響及發(fā)電機組 維護不方便的問題，但存在對波浪能利用率低的問題。隨著波浪向前的推 進，水面上任何位置的質(zhì)點A在一個波浪周期內(nèi)的運動軌跡是一個圓或橢 圓，如圖1中虛線所示，在豎直方向和水平方向分解后不僅有上下的移動， 還有在波浪行進方向的前后移動，其中水平方向移動所包含的能量不容忽 視。但是在目前波浪能發(fā)電的實際應(yīng)用中，應(yīng)用浮體隨著波浪起伏運動來 吸收波浪能，這種獲取能量的方式只利用了波浪豎直方向的能量，而水平 方向的動能卻沒有使用，因此對波浪能的利用效率較低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，針對現(xiàn)有技術(shù)中對波浪能吸收利用率 低的問題，而提供一種對波浪能吸收利用率高的波浪能汲水裝置。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是提出一種波浪能汲水裝 置，包括浮于水上的浮體、輸水管，在浮體的下方水底地面上設(shè)置有第一 固定承臺，所述第一固定承臺上安裝有第一活塞泵，所述浮體通過第一活 塞桿與第一活塞泵的活塞連接；
在浮體背向波浪一側(cè)的水底地面上設(shè)置有延伸至水面的第二固定承 臺，所述第二固定承臺上安裝有第二活塞泵，所述浮體通過第二活塞桿與 第二活塞泵的活塞連接；
所述第一活塞泵和第二活塞泵的出水口均與輸水管相連，所述輸水管將水輸送至高位用水目的地。
在本發(fā)明所述的波浪能汲水裝置中，所述第二固定承臺上設(shè)置有一水 平的弧形滑軌，所述弧形滑軌的圓心位于通過第一活塞泵所處位置的豎直 線上，所述第二活塞泵連接安裝在弧形滑軌上并可繞該連接點上下轉(zhuǎn)動。
在本發(fā)明所述的波浪能汲水裝置中，所述第二活塞泵為單活塞雙向作 用的活塞泵或者為單活塞單向作用往復式的活塞泵。
在本發(fā)明所述的波浪能汲水裝置中，所述第一活塞泵通過萬向節(jié)連接 安裝在第一固定承臺上，所述第一活塞泵為單活塞雙向作用往復式的活塞 泵，也可以為單活塞單向作用往復式的活塞泵。
在本發(fā)明所述的波浪能汲水裝置中，在浮體下部的周側(cè)設(shè)置有水平的 檔水板。
在本發(fā)明所述的波浪能汲水裝置中，在浮體兩側(cè)及底面設(shè)置有豎直的 檔水板，所述豎直的檔水板與波浪前進的方向垂直。
在本發(fā)明所述的波浪能汲水裝置中，所述水平的檔水板和豎直的擋水 板可回縮于浮體的內(nèi)部或可收攏緊貼于浮體的外壁。
本發(fā)明與現(xiàn)有的波浪能吸收裝置相比，具有如下優(yōu)點
1、 在浮體的下方和側(cè)面均連接有活塞泵，可吸收利用波浪在豎直方向 的能量和波浪前進方向的動能，將水輸送至高位水庫，提高了對波浪能的 吸收利用率。
2、 在浮體位于水下的部位設(shè)置可收攏的水平的和豎直的檔水板，可根 據(jù)風浪的情況調(diào)節(jié)浮體作用在活塞泵上的作用力，在保持對活塞泵所施加 相同的作用力的情況下可相對縮小浮體的體積與重量，降低制造成本，同時在惡劣天氣時收攏擋水板，防止巨浪對整個裝置的損壞。


下面將結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步說明，附圖中
圖1是波浪前進時水面上質(zhì)點在一個波浪周期內(nèi)的運動軌跡示意圖。
圖2是本發(fā)明波浪能汲水裝置的側(cè)面視圖。
圖3是本發(fā)明波浪能汲水裝置的俯視圖。
具體實施例方式
圖2與圖3示出了本發(fā)明的一個較優(yōu)實施方式。
請參閱圖2及圖3所示，在本實施例中，波浪能汲水裝置包括浮于水 上的浮體IO、輸水管61，在浮體10的下方水底地面上設(shè)置有第一固定承 臺30，第一活塞泵20通過萬向節(jié)25連接安裝在第一固定承臺30，浮體10 通過第一活塞桿21與第一活塞泵的活塞22連接；
在浮體10背向波浪一側(cè)的水底地面上設(shè)置有延伸至水面的第二固定 承臺50,第二活塞泵40連接安裝在第二固定承臺50上，浮體10通過第二 活塞桿41與第二活塞泵的活塞42連接；
第一活塞泵20是單活塞單向作用往復式的活塞泵，第二活塞泵40是 單活塞雙向作用往復式的活塞泵，在活塞的兩側(cè)各有一個工作室，每個工 作室對應(yīng)著一個進水口和出水口 。
第一活塞泵和第二活塞泵的出水口與輸水管61相連，輸水管61將水 輸送到高位用水目的地，在本實施例中，高位用水目的地是一高位水庫 60。本發(fā)明中波浪能汲水裝置工作時，浮體隨著波浪的起伏而做圓周運動， 該圓周運動可分解成上下運動和前后運動。其上下運動可帶動第一活塞泵
20的活塞22在第一活塞泵的套筒中往復運動，當活塞22向上移動時，第 一活塞泵20的進水單向閥23被打開，出水單向閥24關(guān)閉，水通過進水單 向閥進入到第一活塞泵20內(nèi)，當活塞22向下運動時，進水單向閥23被關(guān) 閉，出水單向閥24被打開，水被活塞22經(jīng)出水單向閥壓入到輸水管61內(nèi)， 由輸水管輸送到高位水庫60中。浮體10的前后運動可帶動第二活塞泵40 的活塞42在第二活塞泵的套筒內(nèi)中往復運動，當活塞42向后運動時，工 作室43內(nèi)出現(xiàn)正壓，與該工作室相連的進水單向閥44被關(guān)閉，出水單向 閥45被打開，工作室43內(nèi)的水被活塞經(jīng)出水單向閥45壓入到輸水管61 內(nèi)，同時在工作室46內(nèi)出現(xiàn)負壓，與該工作室相連的進水單向閥47被打 開，出水單向閥48被關(guān)閉，第二活塞泵外部的水被吸入到工作室46內(nèi)； 當活塞42向前運動時，工作室43內(nèi)出現(xiàn)負壓，與該工作室相連的進水單 向閥44被打開，出水單向閥45被關(guān)閉，工作室43外的水被活塞經(jīng)進水單 向閥44吸入到工作室43內(nèi)，同時在工作室46內(nèi)出現(xiàn)正壓，與該工作室相 連的進水單向閥47被關(guān)閉，出水單向閥48被打開，工作室46內(nèi)的水被活 塞經(jīng)出水單向閥48壓入到輸水管61內(nèi)，由輸水管輸送到高位水庫60中。 如此往復可源源不斷地將水從低位輸送到高位水庫。
本發(fā)明中的波浪能汲水裝置可安裝在海洋中，將海水輸送至陸地上的 高位水庫，在高位水庫進行海水養(yǎng)殖，在具體實施時，可使用多套共用一 根輸水管的汲水裝置將海水輸送到高位水庫，實現(xiàn)高位水庫中的海水與海 洋的海水交換循環(huán)。被輸送到高位水庫的水也可用于發(fā)電，在作此用處時， 則在高位水庫的大壩上安裝水力發(fā)電機組，高位水庫的水沖擊水力發(fā)電機組進行發(fā)電。用于發(fā)電時，也可采用淡水做沖擊水力發(fā)電機組的介質(zhì)，這 時必須設(shè)立低位水池并事先蓄淡水，并將低位水池與活塞泵的入口相連， 淡水經(jīng)輸水管道進入到活塞泵，由波浪能汲水裝置把淡水輸送到高位水庫， 從高位水庫里出來的淡水沖擊水力發(fā)電機組后流入到低位水池，如此循環(huán) 實現(xiàn)淡水發(fā)電。采用此種方案時水力發(fā)電機組可按淡水的標準設(shè)計制造， 采用較低的抗腐蝕性的標準，降低制造成本。
本發(fā)明中的波浪能汲水裝置也可安裝在大型的湖泊中，進行水力發(fā)電、 農(nóng)田灌溉等。
在本實施例中，在浮體10位于水下的部位設(shè)置有水平擋水板11和垂
直波浪前進方向的豎直擋水板12，當浮體IO下降時，施加在活塞上的壓力 不僅有來自浮體的重力，還有水平擋水板11上方海水對水平擋水板的壓力，
因此增加水平擋水板可使活塞22在豎直方向獲得更大的壓力；在其他條件
不變的情況下，浮體作用在第二活塞泵的活塞42上的壓力與浮體位于水中 的部分在波浪前進方向的上投影面積有關(guān)，面積越大，波浪對浮體的推動 力就越大，活塞42上所受的壓力就越大。在浮體下方設(shè)置垂直波浪前進方 向的豎直擋水板相當于增加了浮體位于水中的部分在波浪前進方向的投影 面積。因此在本實施例中，在浮體10的下方設(shè)置水平檔水板11和豎直的 檔水板12可增加浮體對活塞的作用力，這也就意味著在滿足對活塞42施 加一定大小作用力的要求時，可通過在浮體10的下方設(shè)置水平檔水板11 和豎直的檔水板12而減少浮體的體積、降低浮體制造成本。
在本實施例中，水平擋水板11和垂直擋水板12可縮回到浮體的內(nèi)部， 這在海況較差時可減少浮體的受力面，防止整個裝置被大風浪損壞。在具 體實施時，水平擋水板11和垂直擋水板12也可采用收攏緊貼與浮體10的外壁的形式以達到保護整個裝置不被損壞，起到防臺風的作用，同時保證在 如有臺風等惡劣的天氣情況下，整個裝置還能正常工作，起到延長工作時間 的作用。
在本實施例中，第二固定承臺50上有一水平的弧形滑軌51，弧形滑
軌51的圓心位于通過第一活塞泵所處位置的豎直線上，第二活塞泵40連 接安裝在在弧形滑軌51上，并可沿弧形滑軌51移動，同時第二活塞泵40 還可以繞其與第二固定承臺50的連接點上下轉(zhuǎn)動。當波浪的前進方向發(fā)生 偏移時，浮體10繞著第一活塞泵20在原地旋轉(zhuǎn)，第二活塞泵40則沿著弧 形滑軌51移動一定距離，使第二活塞泵40與浮體10的連線與波浪前進的 方向平行，當浮體上下移動時，第二活塞泵40也繞其與第二固定承臺50 的連接點上下轉(zhuǎn)動。第一活塞泵20也可繞萬向節(jié)25隨著浮體的前后移動 作相應(yīng)的偏移，這樣可保護活塞泵不被損壞。
在本實施例中，第一活塞泵20是單活塞單向作用往復式的活塞泵，第 二活塞泵40是單活塞雙向作用往復式的活塞泵，在具體實施使，第一活塞 泵20和第二活塞泵40可以是單活塞單向作用往復式的活塞泵和單活塞雙 向作用往復式的活塞泵這兩種活塞泵中的任意一種。
權(quán)利要求
1、一種波浪能汲水裝置，包括浮于水上的浮體、輸水管，其特征在于在浮體的下方水底地面上設(shè)置有第一固定承臺，所述第一固定承臺上安裝有第一活塞泵，所述浮體通過第一活塞桿與第一活塞泵的活塞連接；在浮體背向波浪一側(cè)的水底地面上設(shè)置有延伸至水面的第二固定承臺，所述第二固定承臺上安裝有第二活塞泵，所述浮體通過第二活塞桿與第二活塞泵的活塞連接；所述第一活塞泵和第二活塞泵的出水口均與輸水管相連，所述輸水管將水輸送至高位用水目的地。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的波浪能汲水裝置，其特征在于，所述第二固 定承臺上設(shè)置有一水平的弧形滑軌，所述弧形滑軌的圓心位于通過第一活 塞泵所處位置的豎直線上，所述第二活塞泵連接安裝在弧形滑軌上并可繞 連接點上下轉(zhuǎn)動。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的波浪能汲水裝置，其特征在于，所述第 二活塞泵為單活塞雙向作用往復式的活塞泵。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的波浪能汲水裝置，其特征在于，所述第 二活塞泵為單活塞單向作用往復式的活塞泵。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的波浪能汲水裝置，其特征在于，所述第一活 塞泵通過萬向節(jié)連接安裝在第一固定承臺上。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的波浪能汲水裝置，其特征在于，所述第 一活塞泵為單活塞雙向作用往復式的活塞泵。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的波浪能汲水裝置，其特征在于，所述第一活塞泵為單活塞單向作用往復式的活塞泵。
8、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的波浪能汲水裝置，其特征在于，在浮體下部 的周側(cè)設(shè)置有水平的檔水板。
9、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的波浪能汲水裝置，其特征在于，在浮體兩側(cè) 及底面設(shè)置有豎直的檔水板，所述豎直的檔水板與波浪前進的方向垂直。
10、 根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的波浪能汲水裝置，其特征在于，所述 檔水板可回縮于浮體的內(nèi)部或可收攏緊貼于浮體的外壁。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種利用波浪能將水位提升的波浪能汲水裝置。為解決現(xiàn)有技術(shù)中對波浪能吸收利用率低的問題，本發(fā)明提供一種波浪能汲水裝置，該種裝置包括浮于水上的浮體、輸水管，在浮體的下方和側(cè)旁都連接有活塞泵，利用浮體的上下、前后移動帶動活塞泵將水從低位輸送至高位的用水目的地，實現(xiàn)將波浪能轉(zhuǎn)化利用。本發(fā)明中的波浪能汲水裝置可吸收波浪豎直方向的能量，也可對波浪水平方向的能量進行吸收利用，具有較高的波浪能吸收利用率。
文檔編號F04B17/00GK101424243SQ20071012432
公開日2009年5月6日 申請日期2007年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月31日
發(fā)明者徐旭文 申請人:徐旭文