波浪能驱动的空气压海水淡化系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明专利属于海洋可再生能源与海水资源联合利用技术领域，尤其涉及一种波浪能驱动的空气压海水淡化系统。
【背景技术】
[0002]海洋中的波浪能分布广泛、能流密度大，是一种清洁的可再生能源。波浪能规模化有效采集和利用，将是未来波浪能利用装置的发展方向。目前波浪能利用装置一般多将采集的波浪能通过多级转化变为电能来加以利用，而将波浪能应用于海水淡化技术则相对较少。现有的波浪能海水淡化技术通常依靠波浪能驱动液压泵压缩预处理海水，首先得到高压的海水，高压海水再输送至陆地上装有反渗透膜的海水淡化设备得到淡水。该工艺由于高压海水存在较高的腐蚀性，因此对液压泵、输送管道、液压容器等具有较高的抗腐蚀要求，各种液压设备的使用寿命也受到很大的影响，难以商业化利用。因而如果能够高效、稳定地大规模收集波浪能，将其能量应用于海水淡化设备，同时尽量避免各种设备与高压海水接触，简化海水淡化步骤，降低淡化成本，将有望更好地推广应用波浪能海水淡化技术。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种能有效收集波浪能并利用波浪能驱动的空气压海水淡化系统。
[0004]为实现上述目的，本发明的技术解决方案是:
本发明是一种波浪能驱动的空气压海水淡化系统，它包括基座、多组振荡浮子、多套波浪能机械转化装置、海水淡化装置、太阳能电池板；所述的基座由两座梯形钢筋混凝土结构组成，海水淡化装置安装于基座中间，多组振荡浮子位于基座内侧且分别通过多套波浪能机械转化装置与基座连接，太阳能电池板安装于基座上部且通过导线与海水淡化装置的蓄电池组连接。
[0005]所述的波浪能机械转化装置包括下轴承座、上轴承座、连杆、支撑件、气缸活塞、气缸、出气管、进气管；所述的振荡浮子固定在连杆的下端，连杆的上端与下轴承座铰接；所述的支撑件位于连杆中部，一端固定焊接在连杆上，另一端与气缸活塞固定连接；所述的气缸上端与上轴承座铰接，气缸下端与气缸活塞活动套接，气缸活塞与气缸之间可相对运动，气缸上安装有出气管和进气管，所述的进气管一端与大气连通，进气管另一端经由进气阀与气缸连通，出气管一端通往蓄气罐，出气管另一端经由出气阀与气缸连通。
[0006]所述的海水淡化装置包括蓄电池组、控制装置、蓄气罐、压力传感器、安全阀、电子控制阀、过滤器、海水泵、水箱、反渗透膜、液位计、高压气室、输气主管道；所述的蓄电池组通过导线与控制装置电连接，向控制装置提供电力；所述的蓄气罐通过出气管收集多套气缸输送的高压空气，压力传感器安装于蓄气罐上且压力传感器通过数据线与控制装置连接，将检测信号传递给控制装置；所述的安全阀和电子控制阀安装于输气主管道上，所述的输气主管道一端与蓄气罐连通，另一端经由电子控制阀与高压气室连通；所述的海水泵一端与水箱左侧连通，另一端经由过滤器与海里的海水连通；所述的液位计安装于水箱左侧底部并通过数据线与控制装置连接，反渗透膜安装于水箱中部；所述的蓄电池组为控制装置和海水泵提供电能，所述的控制装置通过馈线与电子控制阀和海水泵的开关连接，控制电子控制阀和海水泵的开关。
[0007]采用上述方案后，本发明具有的优点是:
(1)本发明的基座通过两梯形混凝土结构形成夹角，开口朝向海浪方向，可将传递过来的波浪聚集，起到聚波增浪的作用，最大程度利用波浪能；
(2)本发明可利用多个振荡浮子同时采集波浪能，并将多点波浪能汇集转化为压缩空气能，直接供海水淡化设备使用，减少了波浪能转化环节，提高波浪能的采集效率，并能较好地抑制波浪能的波动性，对环境无任何污染；
(3)本发明利用空气压技术代替传统的高压海水液压技术来进行海水淡化，可使得本系统中除了基座、海水泵、多组振荡浮子等较少部件与海水接触外，其它装置和设备均不与海水接触，最大程度的降低了海水对各设备的腐蚀，具有较长的使用寿命。
[0008]下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的说明。
【附图说明】
[0009]图1是本发明的整体结构示意图；
图2是本发明的波浪能机械转化装置结构示意图图3是本发明的空气压海水淡化装置原理示意图。
【具体实施方式】
[0010]如图1所示，是本发明的整体结构示意图，它包括基座1、多组振荡浮子2、多套波浪能机械转化装置3、海水淡化装置4、太阳能电池板5。
[0011]所述的基座I固定于海岸附近，由两座梯形的钢筋混凝土结构组成，基座I成夹角分布，夹角开口朝向海洋波浪传递的方向，结构一端位于海岸边缘，一端延伸至海里。所述的海水淡化装置4安装于基座I中间的海水淡化室10内，基座I也可以作为码头或其它用途使用。所述的多组振荡浮子2分别通过多套波浪能机械转化装置3与基座I相连接，多组振荡浮子2位于基座I夹角内侧，成列状分布，采集波浪上下垂直运动的能量，产生压缩空气。所述的太阳能电池板5安装于基座I上部且通过导线与海水淡化装置4的蓄电池组6连接，收集太阳能，并给安装于海水淡化室10内部的蓄电池组6充电。
[0012]如图2所示，是本发明的波浪能机械转化装置结构示意图。所述的一套波浪能机械转化装置3与一组振荡浮子2相连。所述的波浪能机械转化装置3包括下轴承座11、上轴承座12、连杆31、支撑件32、气缸活塞33、气缸34、出气管35、进气管36。
[0013]所述的振荡浮子2是一个壳体结构，具有浮力，可浮在水面，振荡浮子2固定于连杆31的下端，连杆31的上端与下轴承座11铰接，连杆31在振荡浮子2的驱动下可以绕着下轴承座11上的铰接点上下自由旋转。所述的支撑件32位于连杆中部，一端固定焊接在连杆31上，支撑件32另一端与气缸活塞33固定连接，气缸活塞33可随着连杆31的上下旋转而伸长或缩短。气缸34的上端与上轴承座12铰接，并可以绕着轴承座12自由旋转，气缸34的下端与气缸活塞33活动套接，气缸34与气缸活塞33可相对运动。气缸34上安装有出气管35和进气管36，出气管35通往安装在海水淡化室10内部的蓄气罐39，进气管36与大气相通。
[0014]如图3所示为本发明的空气压海水淡化装置原理示意图。所述的海水淡化装置4安装于海水淡化室10内部，海水淡化装置4包括蓄电池组6、控制装置7、蓄气罐39、安全阀40、压力传感器41、电子控制阀42、过滤器43、海水泵44、水箱45、反渗透膜46、液位计47、高压气室48、输气主管道49。所述的蓄电池组6通过导线与控制装置7电连接，向控制装置7提供电力。
[0015]结合图2所示，所述的进气管36 —端与大气连通，另一端经由进气阀38与气缸34连通。出气管35 —端经由出气阀37与气缸34连通，另一端通往蓄气罐39。本系统中有多个气缸34，每个气缸34的压缩空气均通过出气管35直接输送至蓄气罐39汇集。压力传感器41安装于蓄气罐39上且通过数据线与控制装置7连接