[實用新型]海水波浪能淡化裝置

有效

• 申請號: 201720714382.3
• 申請日: 2017-06-20
• 公開（公告）號: CN206816433U
• 公開（公告）日: 2017-12-29
• 發明（設計）人: 褚曉廣;梁玉昊;孔英;李向東;郭登鵬;衣學濤
• 申請（專利權）人: 曲阜師范大學
• 主分類號: F03B13/14
• 分類號: F03B13/14;C02F1/44;C02F103/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種應用于廣闊海洋的海水波浪能淡化裝置，其特征包括兩正交浮子組、曲柄聯桿結構、海水淡化、壓縮空氣儲能以及水氣存儲單元；兩正交浮子組根據波浪方向全方位捕獲波浪能，并經曲柄聯桿結構，驅動淡化活塞上下運動，在電磁閥的配合下，進行海水吸入、海水淡化、淡水排出、濃鹽水廢壓利用以及排出，并實時調控壓縮腔和膨脹腔內氣壓，平抑波浪能波動功率，確保海水淡化恒壓高效轉化，提升反滲透膜淡化效率和使用壽命。

2.根據權利要求1所述的海水波浪能淡化裝置，其特征是所述兩正交浮子組為兩組正交設置的捕獲裝置Ⅰ和捕獲裝置Ⅱ，捕獲裝置包括兩圓柱體浮子、浮子聯桿、俯仰中軸、俯仰齒輪、錐形齒輪Ⅰ、水平聯軸以及調向結構；所述圓柱體浮子為波浪能捕獲單元，在海浪浮力和激蕩力作用下，上下垂直運動捕獲波浪能，浮子聯桿和圓柱體浮子剛性連接，在圓柱體浮子作用下作俯仰運動，并經俯仰中軸、俯仰齒輪以及錐形齒輪Ⅰ作用，轉化為水平聯軸的旋轉運動，調向結構經電磁離合器與曲柄聯桿結構耦合，驅動淡化活塞上下運動，淡化和分離海水；所述調向結構包括錐形齒輪Ⅱ以及牽引齒輪，錐形齒輪Ⅱ內嵌電磁離合器Ⅱ與捕獲裝置Ⅰ水平聯軸耦合，將捕獲裝置Ⅰ捕獲能量傳遞至牽引齒輪；牽引齒輪內嵌電磁離合器Ⅰ與捕獲裝置Ⅱ水平聯軸同軸耦合，將捕獲裝置Ⅱ捕獲能量傳遞至牽引齒輪，牽引齒輪外齒為錐形結構，與錐形齒輪Ⅱ機械耦合；電磁離合器根據波浪方向改變牽引齒輪耦合的捕獲裝置數量；所述曲柄聯桿結構上端和牽引齒輪剛性聯接，下部經約束軸承和淡化活塞剛性聯接，完成牽引齒輪旋轉運動到淡化活塞上下運動的轉化，為海水淡化提供能量支持。

3.根據權利要求1所述的海水波浪能淡化裝置，其特征是所述海水淡化包括淡化活塞、淡水腔以及淡化腔，所述淡化活塞為內嵌反滲透膜的圓柱體活塞，在曲柄聯桿推動下分離淡水和濃鹽水，縱向設置多個空心圓柱型淡化通道，將淡水送入淡水腔；所述淡水腔包括淡化活塞以及淡水腔內壁，用于存儲淡化活塞下移產生的淡水，淡水腔上端設置淡水排出閥，在淡化活塞上移過程中將淡化后的淡水送入淡水存儲室進行存儲；所述淡化腔是海水淡化主要場所，由淡化活塞、淡化腔內壁、海水進入通道以及淡化腔底板構成，淡化活塞在曲柄聯桿以及壓縮空氣儲能共同作用下，完成海水吸入、海水淡化以及淡水排出，所述海水進入通道為圓環式柱狀結構，內嵌圓環式柱狀大氣進出通道，海水進入通道上端設置海水進入閥Ⅰ，下端設置海水進入閥Ⅱ，控制海水進入淡化腔的流量；所述淡化腔底板為外套在大氣進出通道的圓盤式固定端板，用于支撐淡化海水重量以及反滲透膜淡化壓力，淡化腔底板設置圓盤式端蓋，由內嵌在端板上的電磁鐵控制，開啟濃鹽水排出通道Ⅰ，將高壓濃鹽水排出至膨脹腔。

4.根據權利要求1所述的海水波浪能淡化裝置，其特征是所述壓縮空氣儲能包括大氣進出通道、壓縮活塞、壓縮腔、膨脹腔以及中心浮球；所述大氣進出通道為圓環式柱狀結構，設置在活塞聯桿運動通道的外側，上端與大氣相連，下端經大氣進出閥Ⅰ和壓縮腔相聯，控制吸入氣體流量；所述壓縮活塞為耐鹽腐蝕的扁平圓柱體活塞，與淡化活塞剛性聯接，內嵌濃鹽水排出通道Ⅱ，濃鹽水排出閥Ⅰ控制濃鹽水排出，壓縮活塞上側為膨脹腔，下側為壓縮腔，調控膨脹腔和壓縮腔氣體壓力，控制反滲透膜淡化壓力恒定；所述壓縮腔由壓縮活塞、壓縮腔內壁以及壓縮腔底板共同構成，壓縮活塞下移，將多余波浪能轉化為氣體內能，氣壓升高直至超過中心浮球氣壓，單向閥Ⅰ開啟，壓縮空氣儲存至中心浮球；所述膨脹腔由淡化腔底板、壓縮活塞、膨脹腔內壁以及大氣進出通道外側共同構成，中心浮球內壓縮氣體經電磁流量閥Ⅱ進入膨脹腔做功，助推淡化活塞下移，確保反滲透膜淡化壓力恒定，海水淡化結束，高壓濃鹽水經淡化腔底板進入膨脹腔，助推壓縮活塞下移，進一步壓縮空氣儲能；所述中心浮球用于存儲壓縮空氣，同時為海水淡化設備提供浮力支撐，確保波浪能捕獲裝置水平基準穩定。

5.根據權利要求1所述的海水波浪能淡化裝置，其特征是所述水氣存儲單元包括壓儲氣室、淡水存儲室以及光伏電池；所述壓儲氣室固定在淡水存儲室下側，存儲壓縮氣體，為淡水存儲室提供浮力支撐，經壓縮氣體通道和中心浮球相聯，壓縮氣體通道上側設置氣體雙向流動的渦旋機，用于調控中心浮球氣壓，有效提升壓縮空氣儲能效率；所述淡水存儲室位于壓儲氣室上側，由壓儲氣室提供浮力支撐，并經淡水通道和淡水排出閥與淡水腔相連，淡水通道上設置單向閥Ⅱ；淡水存儲室上側設置直流抽水泵，負責為遠洋輪船等用戶提取淡水；所述光伏電池設置在淡水存儲室上端，內設磷酸鐵鋰蓄電池，為海水淡化系統中電磁閥、電磁鐵、電磁離合器、直流抽水泵以及渦旋機提供電源支持。