專(zhuān)利名稱(chēng)：活塞式海浪發(fā)電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種能源行業(yè)的新設(shè)備，具體涉及一種活塞式海浪發(fā)電機(jī)。
背景技術(shù)：
在礦物質(zhì)能源逐步枯竭和氣候變化的雙重壓力下，人類(lèi)在不斷研究開(kāi)發(fā)可再生能 源和低碳能源。目前，石油、天然氣和煤炭等礦物質(zhì)能源是主要的能源， 一方面資源日益減 少，國(guó)際油價(jià)不斷攀升；另一方面礦物質(zhì)使用后產(chǎn)生大量的溫室氣體C02，引起地球氣候變 化，為此世界各國(guó)十分關(guān)注。在2009年哥本哈根氣候大會(huì)上世界各國(guó)對(duì)減少碳排放，研究 開(kāi)發(fā)清潔能源形成共識(shí)，大部分國(guó)家制訂了減碳計(jì)劃。 目前，可供利用的清潔能源有太陽(yáng)能、風(fēng)能、核能、水能、潮汐能等，這些能源技術(shù) 成熟，在世界各國(guó)得到廣泛應(yīng)用，而海浪能源應(yīng)用還處于起步階段，只有英國(guó)、葡萄牙、澳大 利亞、日本等少數(shù)國(guó)家研究開(kāi)發(fā)了不同形式的海浪發(fā)電設(shè)備并開(kāi)始發(fā)電。海浪蘊(yùn)藏巨大的 能源，據(jù)有關(guān)部門(mén)分析統(tǒng)計(jì)，全世界有700億kW的海浪能源可供利用，可見(jiàn)海浪能源利用前 景十分廣闊。海浪能源資源豐富，只需要一次性投資，不會(huì)造成環(huán)境、安全等其它影響，比風(fēng) 能具有更高的可靠性，比水能有更高的儲(chǔ)量，比核能、水能不會(huì)帶來(lái)其它不利影響，然而海 浪發(fā)電功率仍然十分有限，據(jù)英國(guó)政府部門(mén)"碳信托基金"最近公布的一份報(bào)告，海浪能的 開(kāi)發(fā)沒(méi)有得到應(yīng)有的重視。研究開(kāi)發(fā)海浪能源前景廣闊，也十分必要。 為了解決溫室氣體給全球帶來(lái)氣候變化的問(wèn)題，世界各國(guó)都在積極尋找清潔能 源，以滿(mǎn)足經(jīng)濟(jì)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)的需要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的提供一種活塞式海浪發(fā)電機(jī)，將海浪能源轉(zhuǎn)化為電能加以利用，本
發(fā)明具有來(lái)源廣泛、持久、清潔的特點(diǎn)，適用于海邊任何地方。 本發(fā)明的技術(shù)方案如下 活塞式海浪發(fā)電機(jī)，由大活塞、小活塞、蓄水池和水力發(fā)電機(jī)四部分組成，其特征 在于大活塞與小活塞之間通過(guò)連桿連接，小活塞的出水口通過(guò)管道與蓄水池的進(jìn)水口相 連，蓄水池出水口通過(guò)管道與水力發(fā)電機(jī)進(jìn)水口連接，且小活塞的橫截面積小于大活塞的 橫截面積。 所述的大活塞由缸體、二個(gè)活塞環(huán)組成，二個(gè)活塞環(huán)分別緊密地安裝在缸體內(nèi)，且 二個(gè)活塞通過(guò)二根連接桿連接在一起，其中一個(gè)活塞環(huán)通過(guò)連桿與小活塞的活塞環(huán)連接， 缸體為長(zhǎng)方體，長(zhǎng)為l-6m，寬為l-100m，高為0. 5-4m，所述的大活塞采用耐海水腐蝕的材料 加工而成。 所述的小活塞由缸體、活塞環(huán)、單向閥門(mén)組成，活塞環(huán)緊密地安裝在缸體內(nèi)，在缸 體一側(cè)設(shè)有進(jìn)水口 ，缸體一端設(shè)有出水口 ，進(jìn)水口 、出水口處分別安裝有單向閥門(mén)。所述的 小活塞的活塞環(huán)為圓形，面積為0. 1 100m2所述的小活塞采用耐海水腐蝕的材料加工而 成。
本發(fā)明的工作原理大活塞在海浪沖擊和水壓力作用下推動(dòng)其向前移動(dòng)，進(jìn)一步 推動(dòng)小活塞，將小活塞內(nèi)的海水輸入蓄水池，同時(shí)利用海浪波峰向前推進(jìn)的特點(diǎn)，當(dāng)其達(dá)到 大活塞末端時(shí)，后部壓力加大，推動(dòng)活塞返回。蓄水池源源不斷地給水力發(fā)電極供水，達(dá)到 不間斷發(fā)電的目的。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。 如圖l所示，本發(fā)明由大活塞、小活塞、蓄水池和水力發(fā)電機(jī)四部分組成，大活塞 與小活塞之間通過(guò)連桿連接，小活塞的出水口通過(guò)管道與蓄水池的進(jìn)水口相連，蓄水池出 水口通過(guò)管道與水力發(fā)電機(jī)進(jìn)水口連接，且小活塞的橫截面積小于大活塞的橫截面積。
所述的大活塞由缸體、二個(gè)活塞環(huán)組成，二個(gè)活塞環(huán)分別緊密地安裝在缸體內(nèi)，且 二個(gè)活塞通過(guò)二根連接桿連接在一起，其中一個(gè)活塞環(huán)通過(guò)連桿與小活塞的活塞環(huán)連接， 缸體為長(zhǎng)方體，長(zhǎng)為l-6m，寬為l-100m，高為0. 5-4m，所述的大活塞采用耐海水腐蝕的材料 加工而成。 所述的小活塞由缸體、活塞環(huán)、單向閥門(mén)組成，活塞環(huán)緊密地安裝在缸體內(nèi)，在缸
體一側(cè)設(shè)有進(jìn)水口 ，缸體一端設(shè)有出水口 ，進(jìn)水口 、出水口處分別安裝有單向閥門(mén)。所述的
小活塞的活塞環(huán)為圓形，面積為0. 1 1001112，直徑為0. 36-11. 3m，所述的小活塞采用耐海
水腐蝕的材料加工而成。 活塞式海浪發(fā)電機(jī)，工作原理如下 大活塞一通過(guò)連桿與小活塞相連，大活塞的活塞環(huán)橫截面設(shè)計(jì)為矩形，面積Sp 利用海浪沖擊力和水壓力推動(dòng)活塞前進(jìn)，同時(shí)利用海浪水壓力推動(dòng)其返回，大活塞固定于 海床上，大活塞采用耐海水腐蝕的材料加工。 小活塞——一端通過(guò)連桿與大活塞相連，另一端與蓄水池相連，小活塞的活塞環(huán) 設(shè)計(jì)為圓形，面積^，S2 < S"利用這一特點(diǎn)可達(dá)到抽水和加壓的目的，加壓比例n = S乂&， 相應(yīng)的水頭高度h二h。Xn，h。為海浪的高度，以調(diào)節(jié)蓄水池內(nèi)水頭高度，小活塞上側(cè)安裝進(jìn) 水的單向閥門(mén)，加壓時(shí)關(guān)閉，減壓時(shí)在海水作用下打開(kāi)進(jìn)水，并推動(dòng)活塞后退。后端安裝出 水的單向閥門(mén)，加壓時(shí)打開(kāi)，使海水進(jìn)入蓄水池；減壓時(shí)在蓄水池水壓作用下關(guān)閉，防止蓄 水池內(nèi)海水回流。小活塞也固定于靠近海岸的海床上，采用耐海水腐蝕的鋼材加工。
蓄水池——設(shè)置于岸上，一個(gè)水管與小活塞連接，另一個(gè)水管與水力發(fā)電機(jī)連接。 可根據(jù)水力發(fā)電的需要選擇合適的高度，以達(dá)到提高水頭的作用，保障不間斷地給水力發(fā) 電機(jī)供水。 水力發(fā)電機(jī)——通過(guò)水管與蓄水池相連，設(shè)于高于海平面的較低位置，由蓄水池 內(nèi)的水推動(dòng)水力發(fā)電機(jī)源源不斷地發(fā)電，通過(guò)水力發(fā)電機(jī)的海水排入大海中。水力發(fā)電機(jī) 采用現(xiàn)有的水力發(fā)電機(jī)。 本發(fā)明的大活塞接受海浪產(chǎn)生的沖擊力和水壓力，通過(guò)連桿推動(dòng)小活塞移動(dòng)，將 小活塞內(nèi)的海水推進(jìn)有一定水頭高度的蓄水池內(nèi)，再由海水推動(dòng)水力發(fā)電機(jī)發(fā)電。利用大、小活塞的活塞環(huán)面積的不同達(dá)到提高水頭的作用，大、小活塞的行程為海浪波峰的長(zhǎng)度，每 一循環(huán)的水量為小活塞的橫截面積與行程的積?；钊麃?lái)回通過(guò)海浪波峰達(dá)到大活塞前后端 部產(chǎn)生的壓力推動(dòng)，當(dāng)海浪波峰達(dá)到大活塞前端時(shí)推動(dòng)活塞前進(jìn)，當(dāng)海浪波峰達(dá)到大活塞 尾端時(shí)推動(dòng)其返回。 大活塞設(shè)計(jì)有前、后兩個(gè)活塞環(huán)，活塞環(huán)與海浪前進(jìn)方向垂直，大活塞行程與海浪 波峰長(zhǎng)度一致，缸體為長(zhǎng)方體，長(zhǎng)度可根據(jù)發(fā)電機(jī)的設(shè)計(jì)功率進(jìn)行調(diào)整，可長(zhǎng)可短，高度設(shè) 計(jì)為海浪波峰高度，考慮到海浪波峰不是定值，一般根據(jù)當(dāng)?shù)睾＠烁叨冉y(tǒng)計(jì)值設(shè)定。發(fā)電機(jī) 功率完全由大活塞的長(zhǎng)度和高度確定，功率可大可小。 當(dāng)小活塞的活塞環(huán)前進(jìn)時(shí)進(jìn)水口處的單向閥門(mén)關(guān)閉，迫使海水推開(kāi)出水口處的單 向閥門(mén)進(jìn)入蓄水池；當(dāng)小活塞的活塞環(huán)后退時(shí)，進(jìn)水口處的單向閥門(mén)打開(kāi)進(jìn)入海水，出水口 處的單向閥門(mén)在蓄水池水壓作用下關(guān)閉。小活塞的活塞環(huán)面積小于大活塞的活塞環(huán)面積， 可達(dá)到提高水頭的作用，具體水頭高度可根據(jù)需要由大、小活塞環(huán)面積的比例和海浪高度 確定。 蓄水池有一個(gè)進(jìn)水管與小活塞出水口連接，一個(gè)出水管與水力發(fā)電機(jī)連接?？刹?間斷地給水力發(fā)電機(jī)供水，解決小活塞間斷供水的問(wèn)題。
活塞式海浪發(fā)電機(jī)應(yīng)用實(shí)例 水力發(fā)電機(jī)設(shè)計(jì)水頭高度h = 20m，大活塞截面寬度a = 10m，高度b = 2m，小活塞 的行程L。 = 2m，假設(shè)浪高h(yuǎn)。 = lm。大活塞的活塞環(huán)面積為S工=aXb = 20m、那么設(shè)計(jì)的 小活塞的活塞環(huán)面積為S2 = S工Xh。/h = lm2，每1個(gè)海浪輸入蓄水池的水量為V = S2*L。= 2m3，如果海浪周期T = 10s，則流量Q = V/T = 0. 2mVs。
發(fā)電機(jī)功率W = r^Xr^XgXQX p Xh = 12. 5kW-18. 62kW。 其中，r^為機(jī)組效率為0. 4-0. 5，n2為引水效率為0. 8_0. 95，g為重力加速度9. 8N/ kg， P為海水的密度1000kg/m3。 由于未計(jì)海浪前進(jìn)對(duì)大活塞的沖擊力，因此實(shí)際功率大于12. 5KW，可供10個(gè)家庭
日常用電。
權(quán)利要求
活塞式海浪發(fā)電機(jī)，由大活塞、小活塞、蓄水池和水力發(fā)電機(jī)四部分組成，其特征在于大活塞與小活塞之間通過(guò)連桿連接，小活塞的出水口通過(guò)管道與蓄水池的進(jìn)水口相連，蓄水池出水口通過(guò)管道與水力發(fā)電機(jī)進(jìn)水口連接，且小活塞的橫截面積小于大活塞的橫截面積。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的活塞式海浪發(fā)電機(jī)，其特征在于所述的大活塞由缸體、二 個(gè)活塞環(huán)組成，二個(gè)活塞環(huán)分別緊密地安裝在缸體內(nèi)，且二個(gè)活塞通過(guò)二根連接桿連接在一起，其中一個(gè)活塞環(huán)通過(guò)連桿與小活塞的活塞環(huán)連接，缸體為長(zhǎng)方體，長(zhǎng)為l-6m，寬為 l-100m，高為0. 5-4m。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的活塞式海浪發(fā)電機(jī)，其特征在于所述的小活塞由缸體、活塞 環(huán)、單向閥門(mén)組成，活塞環(huán)緊密地安裝在缸體內(nèi)，在缸體一側(cè)設(shè)有進(jìn)水口 ，缸體一端設(shè)有出 水口 ，進(jìn)水口 、出水口處分別安裝有單向閥門(mén)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的活塞式海浪發(fā)電機(jī)，其特征在于所述的大活塞采用耐海水 腐蝕的材料加工而成。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的活塞式海浪發(fā)電機(jī)，其特征在于所述的小活塞采用耐海水 腐蝕的材料加工而成。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的活塞式海浪發(fā)電機(jī)，其特征在于所述的小活塞的活塞環(huán)為圓形，面積為0. l-100m2。
全文摘要
本發(fā)明涉及活塞式海浪發(fā)電機(jī)，由大活塞、小活塞、蓄水池和水力發(fā)電機(jī)四部分組成，大活塞與小活塞之間通過(guò)連桿連接，小活塞的出水口通過(guò)管道與蓄水池的進(jìn)水口相連，蓄水池出水口通過(guò)管道與水力發(fā)電機(jī)進(jìn)水口連接，且小活塞的橫截面積小于大活塞的橫截面積。本發(fā)明的大活塞在海浪沖擊和水壓力作用下推動(dòng)其向前移動(dòng)，進(jìn)一步推動(dòng)小活塞，將小活塞內(nèi)的海水輸入蓄水池，同時(shí)利用海浪波峰向前推進(jìn)的特點(diǎn)，當(dāng)其達(dá)到大活塞末端時(shí)，后部壓力加大，推動(dòng)活塞返回。蓄水池源源不斷地給水力發(fā)電機(jī)供水，達(dá)到不間斷發(fā)電的目的。
文檔編號(hào)F03B13/14GK101737235SQ201010112128
公開(kāi)日2010年6月16日 申請(qǐng)日期2010年2月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月9日
發(fā)明者劉博斌, 劉松, 朱文琪 申請(qǐng)人:劉松