高压水输出型海波竖向能量收集器及其能量收集系统的制作方法

1.本发明涉及海波能量收集装置，更具体地说，它涉及高压水输出型海波竖向能量收集器及其能量收集系统。


背景技术：

2.海洋拥有巨大的可再生能源，海洋的可收集能量主要包括海波能、潮汐能，其中海波能又包括海波竖向起伏能量和海波水平流动能量。其中，潮汐能的开发利用已经很成熟，现在人类能够工业化将海洋能量转化为电能的只有潮汐发电。由于海波能开发利用所需要的高能量密度能量场，其海洋环境非常恶劣，现有的海波能开发利用基本停留在概念阶段。
3.即使是潮汐发电也受到苛刻的选址限制，实际能利用上的海洋能量对于人类的需求而言还是微不足道。海波能难以开发利用和工业化发电的主要原因有：
4.1、环境非常恶劣：
5.电厂需要一个高能量密度的能量收集场，对海洋而言，能量场密度越高意味着环境越是恶劣。能量收集场海洋的狂风巨浪、汹涌暗流、高盐潮湿、远离海岸等无不令人望而却步。这样的环境给电厂的建造、维护、能源的传输等造成极大的困难。
6.2、没有坚固高效的海洋能量收集设备：
7.现有的海洋能量收集设备还停留在概念阶段，没有有效的能量收集设备，海洋能量的工业化利用自然无从谈起。


技术实现要素：

8.本发明要解决的技术问题是针对现有技术的上述不足，其目的之一是提供一种高压水输出型海波竖向能量收集器，可以将海波竖向能量收集，实现将海波竖向能量转化为高压水的功能。
9.其目的之二是提供一种高压水输出型海波竖向能量收集系统，实现将收集器产生的高压水输出利用。
10.本发明的技术方案一是这样的：高压水输出型海波竖向能量收集器，包括动力浮萍和竖向布置的压水缸体、活塞杆件，所述活塞杆件的一端与动力浮萍连接，另一端滑动插接在压水缸体内，所述压水缸体的顶部设有第一单向阀，所述第一单向阀下方的压水缸体上设有吸水管，所述的吸水管上设有第二单向阀。
11.作为进一步地改进，所述的动力浮萍为扁平状的结构，且所述的动力浮萍为塑料箱壳。
12.进一步地，所述的动力浮萍内设有多个交叉布置的环形肋和放射肋。
13.进一步地，所述动力浮萍的上下侧设有将其夹紧的浮萍钢帽，所述的活塞杆件分别贯穿浮萍钢帽和动力浮萍，且所述的活塞杆件与浮萍钢帽之间通过连接螺栓连接。
14.进一步地，所述的浮萍钢帽上靠近动力浮萍的一侧设有非圆形的防转凸肋，相应的，所述的动力浮萍上下两侧均开设有与防转凸肋相适配的防转卡槽，所述的防转凸肋卡
接在防转卡槽内。
15.进一步地，所述活塞杆件与动力浮萍、浮萍钢帽的连接处均为方形结构。
16.进一步地，所述动力浮萍的下方还设有导向机构，所述的导向机构包括延长杆和导向座，所述的延长杆滑动穿过导向座与活塞杆件通过嵌入式连接螺钉连接。
17.进一步地，还包括固定支座，所述的压水缸体固定在固定支座上。
18.本发明的技术方案二是这样的：高压水输出型海波竖向能量收集系统，包括高压输水管和权利要求1
‑
8中任一所述的高压水输出型海波竖向能量收集器，所述的高压输水管与高压水输出型海波竖向能量收集器的压水缸体的出水端连接，所述高压输水管的末端设有第三单向阀。
19.作为进一步地改进，所述的高压输水管上并联连接有至少两个所述的高压水输出型海波竖向能量收集器，每个所述高压水输出型海波竖向能量收集器对应的压水缸体均通过出水管与高压输水管连接，所述的第一单向阀安装在出水管上。
20.有益效果
21.本发明与现有技术相比，具有以下优点：
22.1、本发明的高压水输出型海波竖向能量收集器，通过设置动力浮萍和压水缸体、活塞杆件等部件，采用薄型的动力浮萍与海波面接触，可以对海波面竖向高度的变化作出快速的满负荷反应，当海波面上升时，在动力浮萍浮力的推动下，活塞杆件向上移动，此时吸水管的第二单向阀关闭，压水缸体顶部的第一单向阀开启，活塞杆件的活塞将压水缸体内的水压出；当海波面下降时，在动力浮萍自重的拉动下，活塞杆件向下移动，此时吸水管的第二单向阀开启，压水缸体顶部的第一单向阀关闭，活塞杆件的活塞将海水吸入压水缸体内，如此往复循环，可以将海波竖向能量收集，实现将海波竖向能量转化为高压水的功能。
23.2、本发明的高压水输出型海波竖向能量收集系统，通过设置高压输水管，可以将各个收集器产生的高压水汇集在高压输水管上，实现将收集器产生的高压水构网统一输出利用，使用十分方便。
附图说明
24.图1为本发明中能量收集器的主视结构示意图；
25.图2为本发明中动力浮萍向上浮时的主视剖面结构示意图；
26.图3为图2中a处的结构放大示意图；
27.图4为本发明中动力浮萍向下吸水时的主视剖面结构示意图；
28.图5为本发明中动力浮萍的俯视结构放大示意图；
29.图6为本发明中动力浮萍的俯视剖面结构放大示意图；
30.图7为本发明中浮萍钢帽的仰视结构放大示意图；
31.图8为本发明中浮萍钢帽的主视剖面结构放大示意图；
32.图9为本发明中能量收集系统的结构示意图。
33.其中：1
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动力浮萍、2
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压水缸体、3
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活塞杆件、4
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第一单向阀、5
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吸水管、6
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第二单向阀、7
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环形肋、8
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放射肋、9
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浮萍钢帽、10
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连接螺栓、11
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防转凸肋、12
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防转卡槽、13
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延长杆、14
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导向座、15
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嵌入式连接螺钉、16
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固定支座、17
‑
高压输水管、18
‑
第三单向阀、19
‑
出
水管。
具体实施方式
34.下面结合附图中的具体实施例对本发明做进一步的说明。
35.参阅图1
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8，本发明的高压水输出型海波竖向能量收集器，包括动力浮萍1和竖向布置的压水缸体2、活塞杆件3，其中，动力浮萍1放置在海波面上，为扁平状的结构，且为塑料箱壳，可以随海波面上下浮动，其扁平状的箱体结构，能够大大增加动力浮萍1与海波面的接触面积，反应更加灵敏，活塞杆件3的一端与动力浮萍1连接，另一端滑动插接在压水缸体2内，具体的，活塞杆件3包括一体式的活塞和活塞杆，活塞插接在压水缸体2内，活塞杆与动力浮萍1连接，在压水缸体2的顶部设有第一单向阀4，防止压出的水逆流，在第一单向阀4下方的压水缸体2上设有吸水管5，该吸水管5延伸至海水下，方便吸水，在吸水管5上设有第二单向阀6，防止压水时，水从吸水管5逆流而出。
36.本发明的高压水输出型海波竖向能量收集器，通过设置动力浮萍1和压水缸体2、活塞杆件3等部件，采用薄型的动力浮萍1与海波面接触，可以对海波面竖向高度的变化作出快速的满负荷反应，当海波面上升时，在动力浮萍1浮力的推动下，活塞杆件3向上移动，此时吸水管5的第二单向阀6关闭，压水缸体2顶部的第一单向阀4开启，活塞杆件3的活塞将压水缸体2内的水压出；当海波面下降时，在动力浮萍1自重的拉动下，活塞杆件3向下移动，此时吸水管5的第二单向阀6开启，压水缸体2顶部的第一单向阀4关闭，活塞杆件3的活塞将海水吸入压水缸体2内，如此往复循环，可以将海波竖向能量收集，实现将海波竖向能量转化为高压水的功能。
37.优选的，动力浮萍1内设有多个交叉布置的环形肋7和放射肋8，有效提高动力浮萍1的结构强度，进而延长其使用寿命。
38.优选的，在动力浮萍1的上下侧设有将其夹紧的浮萍钢帽9，浮萍钢帽9为整体钢构件，结构强度更好，活塞杆件3分别贯穿浮萍钢帽9和动力浮萍1，且活塞杆件3与浮萍钢帽9之间通过连接螺栓10连接。其动力浮萍1采用两个浮萍钢帽9夹紧固定安装的方式，方便拆装的同时，相比于直接采用螺钉将活塞杆件3与动力浮萍1连接，或采用螺钉将浮萍钢帽9与动力浮萍1直接连接的方式，可以避免在动力浮萍1开孔，进而可以避免海水进入动力浮萍1内，从而影响动力浮萍1的灵敏度。
39.优选的，在浮萍钢帽9上靠近动力浮萍1的一侧设有非圆形的防转凸肋11，相应的，在动力浮萍1上下两侧均开设有与防转凸肋11相适配的防转卡槽12，防转凸肋11卡接在防转卡槽12内。浮萍钢帽9与动力浮萍1之间通过防转凸肋11与防转卡槽12的配合安装，一方面可以防止动力浮萍1相对活塞杆件3转动，减少连接螺栓10的扭矩，从而提高动力浮萍1与浮萍钢帽9之间的连接可靠性，另一方面可以实现快速定位安装浮萍钢帽9，拆装更加方便。
40.优选的，活塞杆件3与动力浮萍1、浮萍钢帽9的连接处均为方形结构。可以进一步防止动力浮萍1相对活塞杆件3转动的问题，并实现快速对齐活塞杆件3的螺栓孔，拆装更加方便。
41.优选的，在动力浮萍1的下方还设有导向机构，该导向机构包括延长杆13和导向座14，其中，导向座14可以固定在海底的海床上，延长杆13滑动穿过导向座14与活塞杆件3通过嵌入式连接螺钉15连接。通过导向机构的设置，在动力浮萍1上下运动的过程中起到导向
的作用，保证动力浮萍1仅能沿竖直方向往复运动，减少活塞杆件3的弯矩，进而延长活塞杆件3的使用寿命。
42.本实施例中的能量收集器还包括固定支座16，该固定支座16可以固定在海底的海床上，压水缸体2固定在固定支座16上，实现对压水缸体2的固定安装。
43.如图9所示，本发明的高压水输出型海波竖向能量收集系统，包括高压输水管17和权利要求1
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8中任一所述的高压水输出型海波竖向能量收集器，其中，高压输水管17与高压水输出型海波竖向能量收集器的压水缸体2的出水端连接，高压输水管17的末端设有第三单向阀18，防止高压水逆流。
44.本发明的高压水输出型海波竖向能量收集系统，通过设置高压输水管17，可以将各个收集器产生的高压水汇集在高压输水管17上，实现将收集器产生的高压水构网统一输出利用，使用十分方便。
45.优选的，在高压输水管17上并联连接有至少两个所述的高压水输出型海波竖向能量收集器，每个高压水输出型海波竖向能量收集器对应的压水缸体2均通过出水管19与高压输水管17连接，第一单向阀4安装在出水管19上。采用多个高压水输出型海波竖向能量收集器收集能量，覆盖范围更广，收集的能量更多。
46.以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。