专利名称：活塞式海浪发电机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种能源行业的新设备，具体涉及一种活塞式海浪发电机。
背景技术：
在矿物质能源逐步枯竭和气候变化的双重压力下，人类在不断研究开发可再生能 源和低碳能源。目前，石油、天然气和煤炭等矿物质能源是主要的能源， 一方面资源日益减 少，国际油价不断攀升；另一方面矿物质使用后产生大量的温室气体C02，引起地球气候变 化，为此世界各国十分关注。在2009年哥本哈根气候大会上世界各国对减少碳排放，研究 开发清洁能源形成共识，大部分国家制订了减碳计划。 目前，可供利用的清洁能源有太阳能、风能、核能、水能、潮汐能等，这些能源技术 成熟，在世界各国得到广泛应用，而海浪能源应用还处于起步阶段，只有英国、葡萄牙、澳大 利亚、日本等少数国家研究开发了不同形式的海浪发电设备并开始发电。海浪蕴藏巨大的 能源，据有关部门分析统计，全世界有700亿kW的海浪能源可供利用，可见海浪能源利用前 景十分广阔。海浪能源资源丰富，只需要一次性投资，不会造成环境、安全等其它影响，比风 能具有更高的可靠性，比水能有更高的储量，比核能、水能不会带来其它不利影响，然而海 浪发电功率仍然十分有限，据英国政府部门"碳信托基金"最近公布的一份报告，海浪能的 开发没有得到应有的重视。研究开发海浪能源前景广阔，也十分必要。 为了解决温室气体给全球带来气候变化的问题，世界各国都在积极寻找清洁能 源，以满足经济发展和环境保护的需要。
发明内容
本发明的目的提供一种活塞式海浪发电机，将海浪能源转化为电能加以利用，本
发明具有来源广泛、持久、清洁的特点，适用于海边任何地方。 本发明的技术方案如下 活塞式海浪发电机，由大活塞、小活塞、蓄水池和水力发电机四部分组成，其特征 在于大活塞与小活塞之间通过连杆连接，小活塞的出水口通过管道与蓄水池的进水口相 连，蓄水池出水口通过管道与水力发电机进水口连接，且小活塞的横截面积小于大活塞的 横截面积。 所述的大活塞由缸体、二个活塞环组成，二个活塞环分别紧密地安装在缸体内，且 二个活塞通过二根连接杆连接在一起，其中一个活塞环通过连杆与小活塞的活塞环连接， 缸体为长方体，长为l-6m，宽为l-100m，高为0. 5-4m，所述的大活塞采用耐海水腐蚀的材料 加工而成。 所述的小活塞由缸体、活塞环、单向阀门组成，活塞环紧密地安装在缸体内，在缸 体一侧设有进水口 ，缸体一端设有出水口 ，进水口 、出水口处分别安装有单向阀门。所述的 小活塞的活塞环为圆形，面积为0. 1 100m2所述的小活塞采用耐海水腐蚀的材料加工而 成。
本发明的工作原理大活塞在海浪冲击和水压力作用下推动其向前移动，进一步 推动小活塞，将小活塞内的海水输入蓄水池，同时利用海浪波峰向前推进的特点，当其达到 大活塞末端时，后部压力加大，推动活塞返回。蓄水池源源不断地给水力发电极供水，达到 不间断发电的目的。
图1为本发明的结构示意图。
具体实施例方式
结合附图对本发明作进一步的描述。 如图l所示，本发明由大活塞、小活塞、蓄水池和水力发电机四部分组成，大活塞 与小活塞之间通过连杆连接，小活塞的出水口通过管道与蓄水池的进水口相连，蓄水池出 水口通过管道与水力发电机进水口连接，且小活塞的横截面积小于大活塞的横截面积。
所述的大活塞由缸体、二个活塞环组成，二个活塞环分别紧密地安装在缸体内，且 二个活塞通过二根连接杆连接在一起，其中一个活塞环通过连杆与小活塞的活塞环连接， 缸体为长方体，长为l-6m，宽为l-100m，高为0. 5-4m，所述的大活塞采用耐海水腐蚀的材料 加工而成。 所述的小活塞由缸体、活塞环、单向阀门组成，活塞环紧密地安装在缸体内，在缸
体一侧设有进水口 ，缸体一端设有出水口 ，进水口 、出水口处分别安装有单向阀门。所述的
小活塞的活塞环为圆形，面积为0. 1 1001112，直径为0. 36-11. 3m，所述的小活塞采用耐海
水腐蚀的材料加工而成。 活塞式海浪发电机，工作原理如下 大活塞一通过连杆与小活塞相连，大活塞的活塞环横截面设计为矩形，面积Sp 利用海浪冲击力和水压力推动活塞前进，同时利用海浪水压力推动其返回，大活塞固定于 海床上，大活塞采用耐海水腐蚀的材料加工。 小活塞——一端通过连杆与大活塞相连，另一端与蓄水池相连，小活塞的活塞环 设计为圆形，面积^，S2 < S"利用这一特点可达到抽水和加压的目的，加压比例n = S乂&， 相应的水头高度h二h。Xn，h。为海浪的高度，以调节蓄水池内水头高度，小活塞上侧安装进 水的单向阀门，加压时关闭，减压时在海水作用下打开进水，并推动活塞后退。后端安装出 水的单向阀门，加压时打开，使海水进入蓄水池；减压时在蓄水池水压作用下关闭，防止蓄 水池内海水回流。小活塞也固定于靠近海岸的海床上，采用耐海水腐蚀的钢材加工。
蓄水池——设置于岸上，一个水管与小活塞连接，另一个水管与水力发电机连接。 可根据水力发电的需要选择合适的高度，以达到提高水头的作用，保障不间断地给水力发 电机供水。 水力发电机——通过水管与蓄水池相连，设于高于海平面的较低位置，由蓄水池 内的水推动水力发电机源源不断地发电，通过水力发电机的海水排入大海中。水力发电机 采用现有的水力发电机。 本发明的大活塞接受海浪产生的冲击力和水压力，通过连杆推动小活塞移动，将 小活塞内的海水推进有一定水头高度的蓄水池内，再由海水推动水力发电机发电。利用大、小活塞的活塞环面积的不同达到提高水头的作用，大、小活塞的行程为海浪波峰的长度，每 一循环的水量为小活塞的横截面积与行程的积。活塞来回通过海浪波峰达到大活塞前后端 部产生的压力推动，当海浪波峰达到大活塞前端时推动活塞前进，当海浪波峰达到大活塞 尾端时推动其返回。 大活塞设计有前、后两个活塞环，活塞环与海浪前进方向垂直，大活塞行程与海浪 波峰长度一致，缸体为长方体，长度可根据发电机的设计功率进行调整，可长可短，高度设 计为海浪波峰高度，考虑到海浪波峰不是定值，一般根据当地海浪高度统计值设定。发电机 功率完全由大活塞的长度和高度确定，功率可大可小。 当小活塞的活塞环前进时进水口处的单向阀门关闭，迫使海水推开出水口处的单 向阀门进入蓄水池；当小活塞的活塞环后退时，进水口处的单向阀门打开进入海水，出水口 处的单向阀门在蓄水池水压作用下关闭。小活塞的活塞环面积小于大活塞的活塞环面积， 可达到提高水头的作用，具体水头高度可根据需要由大、小活塞环面积的比例和海浪高度 确定。 蓄水池有一个进水管与小活塞出水口连接，一个出水管与水力发电机连接。可不 间断地给水力发电机供水，解决小活塞间断供水的问题。
活塞式海浪发电机应用实例 水力发电机设计水头高度h = 20m，大活塞截面宽度a = 10m，高度b = 2m，小活塞 的行程L。 = 2m，假设浪高h。 = lm。大活塞的活塞环面积为S工=aXb = 20m、那么设计的 小活塞的活塞环面积为S2 = S工Xh。/h = lm2，每1个海浪输入蓄水池的水量为V = S2*L。= 2m3，如果海浪周期T = 10s，则流量Q = V/T = 0. 2mVs。
发电机功率W = r^Xr^XgXQX p Xh = 12. 5kW-18. 62kW。 其中，r^为机组效率为0. 4-0. 5，n2为引水效率为0. 8_0. 95，g为重力加速度9. 8N/ kg， P为海水的密度1000kg/m3。 由于未计海浪前进对大活塞的冲击力，因此实际功率大于12. 5KW，可供10个家庭
日常用电。
权利要求
活塞式海浪发电机，由大活塞、小活塞、蓄水池和水力发电机四部分组成，其特征在于大活塞与小活塞之间通过连杆连接，小活塞的出水口通过管道与蓄水池的进水口相连，蓄水池出水口通过管道与水力发电机进水口连接，且小活塞的横截面积小于大活塞的横截面积。
2. 根据权利要求1所述的活塞式海浪发电机，其特征在于所述的大活塞由缸体、二 个活塞环组成，二个活塞环分别紧密地安装在缸体内，且二个活塞通过二根连接杆连接在一起，其中一个活塞环通过连杆与小活塞的活塞环连接，缸体为长方体，长为l-6m，宽为 l-100m，高为0. 5-4m。
3. 根据权利要求l所述的活塞式海浪发电机，其特征在于所述的小活塞由缸体、活塞 环、单向阀门组成，活塞环紧密地安装在缸体内，在缸体一侧设有进水口 ，缸体一端设有出 水口 ，进水口 、出水口处分别安装有单向阀门。
4. 根据权利要求1所述的活塞式海浪发电机，其特征在于所述的大活塞采用耐海水 腐蚀的材料加工而成。
5. 根据权利要求1所述的活塞式海浪发电机，其特征在于所述的小活塞采用耐海水 腐蚀的材料加工而成。
6. 根据权利要求3所述的活塞式海浪发电机，其特征在于所述的小活塞的活塞环为圆形，面积为0. l-100m2。
全文摘要
本发明涉及活塞式海浪发电机，由大活塞、小活塞、蓄水池和水力发电机四部分组成，大活塞与小活塞之间通过连杆连接，小活塞的出水口通过管道与蓄水池的进水口相连，蓄水池出水口通过管道与水力发电机进水口连接，且小活塞的横截面积小于大活塞的横截面积。本发明的大活塞在海浪冲击和水压力作用下推动其向前移动，进一步推动小活塞，将小活塞内的海水输入蓄水池，同时利用海浪波峰向前推进的特点，当其达到大活塞末端时，后部压力加大，推动活塞返回。蓄水池源源不断地给水力发电机供水，达到不间断发电的目的。
文档编号F03B13/14GK101737235SQ201010112128
公开日2010年6月16日 申请日期2010年2月9日 优先权日2010年2月9日
发明者刘博斌, 刘松, 朱文琪 申请人:刘松