[實用新型]一種覆蓋潮差全程利用海浪能壓縮空氣的浮筒氣缸組合結構

有效

• 申請號: 202020209769.5
• 申請日: 2020-02-20
• 公開（公告）號: CN212003422U
• 公開（公告）日: 2020-11-24
• 發明（設計）人: 邢志光
• 申請（專利權）人: 邢志光
• 主分類號: F03B13/24
• 分類號: F03B13/24;F03B13/26
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實用新型公開一種覆蓋潮差全程利用海浪能壓縮空氣的浮筒氣缸組合結構，為解決采用浮筒?氣缸結構在海洋潮差全程均可以利用海浪能量獲得壓縮空氣而設計，屬于海洋能開發利用領域。一種覆蓋潮差全程利用海浪能壓縮空氣的浮筒氣缸組合結構包括依次連接的7個部分，即伸縮氣缸、鎖緊氣缸、工作氣缸、連管、鉸鏈、浮筒、框架。其中伸縮氣缸作為工作氣缸的連接及固定，在潮差全程隨著海洋潮汐高度變化起到伸縮作用；工作氣缸在浮筒隨著海浪起伏海水浮力作用下實現吸氣、壓縮功能，并將壓縮空氣排出；鎖緊氣缸在海浪上升過程中將伸縮氣缸鎖緊以實現海浪高度全部作用在工作氣缸上；浮筒被限制在框架內僅能隨海浪做上下垂直運動且不被卡死。

技術領域

本實用新型涉及一種覆蓋潮差全程利用海浪能壓縮空氣的浮筒氣缸組合結構，在海洋潮汐全程高度將海浪能量轉化為壓縮空氣能。

背景技術

海洋占地球表面積的71％，海洋表面存在著海浪及潮汐現象，海浪能量主要來源于天體引力及風能等，其每時每刻存在亙古不變；潮汐主要與月球、太陽對地球的引力有關，一般情況下為較規律的半日潮即每隔12小時一次，潮差隨海區的不同也有所不同，例如我國潮差由北向南有逐步增大的趨勢，且具有較大隨機性。海洋能以其清潔、穩定、能量巨大、取之不盡用之不竭等諸多優勢為人類開發海洋能量奠定了基礎。海浪能的開發一直以來都得到世界范圍廣泛重視，海浪能量是動能與勢能的結合體，兩種能量互相依存、此消彼長，其開發形式也多種多樣。其中利用海浪高度差(海浪勢能)及海水浮力壓縮空氣，將海浪能量轉變為壓縮空氣能，從而達到汲取海浪能量的目的，也是其中的方法之一，壓縮空氣的利用較為廣泛，例如可以用來推動透平發電等。

采用浮筒、普通氣缸結構利用海浪能量獲得壓縮空氣過程中，潮汐起到了阻礙作用。在海浪推動普通氣缸獲得壓縮空氣過程中(氣缸與海底高度固定)，隨著潮汐的漲潮及落潮(海平面高低變化)，浮筒逐漸上升或下降使普通氣缸活塞行程變短或脫離海面失去海水浮力作用而無法有效捕獲海浪能量，造成壓縮不足或無法壓縮更不能將壓縮空氣排出，而不能在潮差全程獲得壓縮空氣，從而大大降低了海浪能利用效率。

實用新型內容

為了實現覆蓋潮差全程采用浮筒-氣缸結構均能實現海浪能壓縮空氣的目的，本實用新型提供一種覆蓋潮差全程利用海浪能壓縮空氣的浮筒氣缸組合結構，將海浪能轉變為壓縮空氣能。

為達到上述目的，本實用新型是通過以下措施實現的：一種覆蓋潮差全程利用海浪能壓縮空氣的浮筒氣缸組合結構，包括伸縮氣缸、鎖緊氣缸、工作氣缸、連管、鉸鏈、浮筒、框架7部分，其特征在于：伸縮氣缸上端通過鉸鏈與上固定點固定連接，即上固定點與海底間高度固定不變，下端與工作氣缸相連；工作氣缸連桿與固定在浮筒上的鉸鏈連接；浮筒漂浮在海面上，并被與海底固定連接的框架所限制僅能做上下垂直運動且不被卡死；鎖緊氣缸設置在伸縮氣缸端面上；鎖緊氣缸與工作氣缸間有連管相連；在伸縮氣缸頂部設置較小直徑長通氣孔與外部大氣相通，工作氣缸上部設置較大直徑進氣單向閥、出氣單向閥。

特別是，所述伸縮氣缸為多級伸縮氣缸，包括依次連接直徑逐漸增大的多級氣缸、設置在筒壁上的鎖孔板及頂部較小直徑的長通氣孔，鎖孔板為與伸縮氣缸缸筒外壁固定連接的帶有一定深度圓形鎖孔的貫穿缸筒長度的長條板，并均布在缸筒圓周上。在漲潮時，海平面從底部逐漸抬高，每次海浪將工作氣缸壓縮完成后鎖緊氣缸將伸縮氣缸解鎖，伸縮氣缸可以自由下行，從低潮到高潮過程中每次伸縮氣缸的下行行程較上次遞減，直至伸縮氣缸行程全部收起，即潮汐達到最高潮；在落潮時，海平面從頂部逐漸降低，每次海浪將工作氣缸壓縮完成后鎖緊氣缸將伸縮氣缸解鎖，伸縮氣缸可以自由下行，從高潮到低潮過程中每次伸縮氣缸的下行量較上次遞增，直至伸縮氣缸行程全部伸出，即潮汐達到最低潮。海洋潮汐是個緩慢的過程，例如標準的半日潮為每隔12小時重復一次(每天后推1小時)，所以伸縮氣缸的每次行程變化非常微小，伸縮氣缸其主要作用是在潮汐高度變化時拉伸或縮短，并不參與海浪壓縮空氣，伸縮氣缸的級數和單級長度可根據當地平均海洋潮差高度確定，同時海洋潮汐、海浪等海況的隨機性很強，在實際設計應用中伸縮氣缸長度可考慮留有一定余量。