[實(shí)用新型]海水波浪能淡化裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201720714382.3
• 申請(qǐng)日: 2017-06-20
• 公開（公告）號(hào): CN206816433U
• 公開（公告）日: 2017-12-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 褚曉廣;梁玉昊;孔英;李向東;郭登鵬;衣學(xué)濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 曲阜師范大學(xué)
• 主分類號(hào): F03B13/14
• 分類號(hào): F03B13/14;C02F1/44;C02F103/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型公開了一種海水波浪能淡化裝置，是一種應(yīng)用于廣闊海洋、電能及淡水缺乏區(qū)域，利用海洋波浪能和壓縮空氣協(xié)同實(shí)現(xiàn)海水的反滲透膜式淡化的淡化裝置。

背景技術(shù)

隨著世界能源危機(jī)和近海資源逐步開發(fā)，遠(yuǎn)洋魚類及深海石油資源的開發(fā)日益受到各國關(guān)注，我國先后出臺(tái)了“一帶一路”、以及《全國海洋經(jīng)濟(jì)規(guī)劃發(fā)展綱要》，旨在加速我國遠(yuǎn)洋資源的開發(fā)利用。然而，海上淡水缺乏和電力供給困難等問題，極大制約了遠(yuǎn)洋資源的開發(fā)利用，海水波浪能作為一種新興的清潔能源，蘊(yùn)含容量大，且與海水淡化天然耦合，已成為世界各國科研人員的重要研究方向。

目前，海水淡化主要采用反滲透膜淡化工藝，利用電能驅(qū)動(dòng)提水泵完成淡化膜供水壓力恒定，以提高海水淡化效率和反滲透膜使用壽命，但海水淡化是高耗能產(chǎn)業(yè)，傳統(tǒng)電力供給必將加劇環(huán)境污染和能源危機(jī)。同時(shí)，反滲透膜式海水淡化效率和使用壽命都與淡化壓力密切相關(guān)，但波浪能的間歇性和波動(dòng)性極易導(dǎo)致膜淡化壓力變化，嚴(yán)重影響其使用壽命，儲(chǔ)能是有效解決波動(dòng)功率平抑的有效方法，但常用的蓄電池和液壓等儲(chǔ)能方式，極易導(dǎo)致環(huán)境污染。壓縮空氣儲(chǔ)能是一種嚴(yán)格無污染的新型儲(chǔ)能方式，如何與波浪能以及海水淡化能量耦合，提升波浪能利用率、海水淡化效率是必須要解決的關(guān)鍵問題。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的技術(shù)任務(wù)是針對(duì)上述技術(shù)上的不足，提出的一種新型海水波浪能淡化裝置。

本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問題采用的技術(shù)方案為：海水波浪能淡化裝置包括兩正交浮子組、曲柄聯(lián)桿結(jié)構(gòu)、海水淡化、壓縮空氣儲(chǔ)能以及水氣存儲(chǔ)單元。兩正交浮子組根據(jù)波浪方向全方位捕獲波浪能，并經(jīng)曲柄聯(lián)桿結(jié)構(gòu)驅(qū)動(dòng)淡化活塞上下運(yùn)動(dòng)，完成海水吸入、海水淡化以及淡水和高壓濃鹽水排出，壓縮空氣儲(chǔ)能平抑波浪能波動(dòng)性和間歇性問題，確保海水淡化恒壓高效轉(zhuǎn)化，提升反滲透膜淡化效率和使用壽命。

兩正交浮子組為兩組正交設(shè)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(lián)桿、俯仰中軸、俯仰齒輪、錐形齒輪Ⅰ、水平聯(lián)軸以及調(diào)向結(jié)構(gòu)。所述圓柱體浮子在海浪浮力和激蕩力共同作用下，上下運(yùn)動(dòng)捕獲波浪能，驅(qū)動(dòng)浮子聯(lián)桿作俯仰運(yùn)動(dòng)，并由俯仰中軸、俯仰齒輪以及錐形齒輪Ⅰ協(xié)同轉(zhuǎn)化成水平聯(lián)軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，水平聯(lián)軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)經(jīng)調(diào)向結(jié)構(gòu)與曲柄聯(lián)桿結(jié)構(gòu)機(jī)械耦合，驅(qū)動(dòng)淡化活塞運(yùn)動(dòng)完成海水淡化。所述調(diào)向結(jié)構(gòu)包括內(nèi)嵌電磁離合器Ⅱ的錐形齒輪Ⅱ以及內(nèi)嵌電磁離合器Ⅰ的牽引齒輪，錐形齒輪Ⅱ經(jīng)電磁離合器Ⅱ與捕獲裝置Ⅰ的水平聯(lián)軸耦合，將捕獲裝置Ⅰ捕獲能量傳遞至牽引齒輪；所述牽引齒輪內(nèi)嵌電磁離合器Ⅰ與捕獲裝置Ⅱ水平聯(lián)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(jié)構(gòu)，與錐形齒輪Ⅱ機(jī)械耦合，所述電磁離合器根據(jù)波浪方向改變耦合至牽引齒輪的捕獲裝置數(shù)量；所述曲柄聯(lián)桿結(jié)構(gòu)上端和牽引齒輪剛性聯(lián)接，下部經(jīng)約束軸承和淡化活塞剛性聯(lián)接，完成牽引齒輪旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)到淡化活塞上下運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)化。

海水淡化包括淡化活塞、淡水腔以及淡化腔，所述淡化活塞為內(nèi)嵌反滲透膜的圓柱體活塞，在曲柄聯(lián)桿推動(dòng)下分離淡水和濃鹽水，縱向設(shè)置多個(gè)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(nèi)壁，用于存儲(chǔ)淡化活塞下移產(chǎn)生的淡水；淡水腔上端設(shè)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(chǔ)室存儲(chǔ)。所述淡化腔是海水淡化主要場(chǎng)所，由淡化活塞、淡化腔內(nèi)壁、海水進(jìn)入通道以及淡化腔底板構(gòu)成，淡化活塞由曲柄聯(lián)桿以及壓縮空氣儲(chǔ)能共同作用，完成海水吸入、海水淡化以及淡水排出；所述海水進(jìn)入通道為圓環(huán)式柱狀結(jié)構(gòu)，內(nèi)嵌圓環(huán)式柱狀大氣進(jìn)出通道，海水進(jìn)入通道上端設(shè)置海水進(jìn)入閥Ⅰ，下端設(shè)置海水進(jìn)入閥Ⅱ，控制海水進(jìn)入淡化腔的流量；所述淡化腔底板為外套在大氣進(jìn)出通道的圓盤式固定端板，用于支撐淡化海水質(zhì)量以及反滲透膜淡化壓力；淡化腔底板設(shè)置圓盤式端蓋，由內(nèi)嵌在端板上的電磁鐵控制，用于開關(guān)圓環(huán)式濃鹽水排出通道Ⅰ。