本发明属于能量收集、能量转换、高效利用波浪能的流体机械技术领域，涉及一种利用波浪动水压力收集波浪能的装置。
背景技术：
能源危机和环境污染的日趋严重，促使社会越来越重视新能源的开发和利用以维持发展，新能源以其可再生、环保、低污染的特点得到广泛利用，当下有关新能源的技术主要包括核能、风能、太阳能、海洋能、波浪能等。
波浪能是由于风把能量传递给海洋而产生的，波浪能以机械能形式出现，是海洋能中最大的能量、品质较好的能量，但也是很不稳定的能量。而以现有的技术，波浪能收集主要有两种类型：一种是能量收集装置直接与海水接触，主要有振荡水柱式(owc)、筏式(raft)、摆式(pendulum)、浮力摆式(oyster)、收缩波道式(tapchan)、点吸收式(pointabsorber)、鸭式(duck)等。其中震荡水柱波浪能的提取是目前应用最广泛的波浪能发电技术。而国内也有较多震荡水柱式波浪能试验电站在运行。但是它的造价成本高，转换效率低。摆式波浪能是利用海水波动推动摆板来回摆动吸收波浪的能量。悬挂摆式波浪能发电装置的摆动板的轴在上方，摆板在下方摆动，像钟摆一样，故称为悬挂摆。虽然悬挂摆式的装置简单然而它的转换效率很低。筏式波浪能转换装置由筏体、铰接链、液压系统组成，筏式波浪能转换装置顺波浪方向布置，筏体随波浪运动，把波浪能转换为筏体运动的机械能。但由于海浪的波长较长导致于筏式波浪能转换装置造价昂贵。第二种波浪能收集装置是将能量收集装置集成在搭载平台内部，通过收集平台受到波浪作用产生的振动能量，间接地收集波浪能。由于第二类的收集装置发展较晚，现有的种类并不多。
显然，第一。二类装置均不能做到高效收集波浪能，因此。为了弥补上述的缺陷，应发明一种能够对波浪充分利用和收集的装置，使其具有实用价值。
技术实现要素：
为了解决上述技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种利用波浪动水压力收集波浪能的装置，该装置利用波浪动水压力的原理，将有效的实现收集波浪能以及将波浪能转化为电能。
为了达到上述目的，本发明的方案为：
一种利用波浪动水压力收集波浪能的装置，所述的装置包括刚性活塞1、多级液压收集缸2、单向阀3、回路管道5、透平发电机、喷管8、储能器9，其中透平发电机包括透平7和发电机6两部分。
所述的多级液压收集缸2串联连接，两个液压收集缸2之间设有单向阀3，单向阀3使工作液体只能按一个方向运动，系统两侧的液压收集缸2与回路管道5的两端连接，回路管道5使工作液体在系统中流动，完成循环。所述回路管道5上设置储能器9、喷管8、透平7、发电机6；多级液压收集缸2内的工作液体从系统一侧的液压收集缸2流出，储能器9用于收集液压能，喷管8用于对工作液体进行降压增速，透平发电机中的透平7将工作液体的液压能转换为可以被电机6直接转化的机械能，电机6将该机械能转换成可共利用的电能，工作液体经过回路管道5从系统一侧的液压收集缸2流向系统另一侧的液压收集缸2，完成循环，实现将波浪能转换成能够直接利用的电能，电能通过收集装置收集。
所述的每个多级液压收集缸2包括箱体2-1、箱体内部2-2、弹簧2-3、过滤网2-4四部分。所述的弹簧2-3固定在箱体内部2-2下表面，所述的刚性活塞1通过密封圈密封连接在箱体内部2-2内部，防止海水进入到内部液压缸体，造成腐蚀，刚性活塞1设置在弹簧2-3上方，箱体内部2-2的空间保证刚性活塞1能够往复运动，弹簧2-3产生弹簧力，用较少的液体就可以推动活塞往上运动。所述的过滤网2-4设置在多级液压缸离底部一定距离处，使液体能够在多个液压缸内流动，从而推动刚性活塞1往上方运动。所述的刚性活塞1上表面部分直接与海水接触，当风平浪静的时候，刚性活塞1所受的重力+液面差产生的压力与弹簧所受的弹力平衡，当海水运动时，波浪使海面与海底产生较大压力差，压力差产生的动水压力直接作用在刚性活塞1上表面，使刚性活塞1往下运动，刚性活塞1的四周与液压收集缸2接触。
所述的单向阀3包括单向阀进口3-1、阀体3-2、阀芯3-3、单向阀弹簧3-4、单向阀出口3-5。单向阀工作原理是当进口液体的压力大于弹簧3-4所产生的弹力时，单向阀进口3-1处的液体压力克服弹簧3-4弹性力使单向阀出口3-5通道打开，液体从单向阀出口3-5流入下一级液压收集缸2或者回路管道5。单向阀3的存在，既保证了高压工作液体不会发生回流，也保证了前一级与后一级液压收集缸的连贯性。
所述的装置置于海底位于海平面下方，顺波浪推进方向布置，液面和海底之间产生压力差，压力差产生的动水压力推动刚性活塞1上下运动，将波浪能通过刚性活塞1运动转变成液压能的目的。具体为：当风平浪静的时候，整体装置处于平衡状态，多级液压缸2内的弹簧2-3所受的弹力等于刚性活塞1与液面差所产生的微小的动水压力之和。而当海水流动时产生波浪，波浪产生的动水压力增大，使刚性活塞1向下运动，在波浪4波峰到波谷之间，波峰下对应的液压收集缸2所受的动水压力最大，波谷下对应的液压收集缸所受的动水压力最小，由于单向阀3的原因，工作液体从压强大的地方流向压强小的地方，通过回路管道5循环。
所述的液压收集缸2采用耐油密封圈进行密封，这是为了防止缸内工作液体在活塞运动过程中泄露到海水中，造成系统效率的下降；液压收集缸2材料采用耐腐蚀液体，保证系统的寿命及可靠性。液压收集缸2采用圆柱结构，一方面可以使之与刚性活塞1更好地配合，另一方面也可以尽可能的减小在海水中受到海水的冲击。
所述的透平7为高压液体透平。所述的活塞为刚性材料。所述的储能器主要是储存能量，它的两端分别和回路管道5连接，将多级液压缸2内所产生的液压能储存起来。
本发明的有益效果为：克服了传统的低效收集波浪能的弊端，装置置于海底，不影响水面通航，结构简单可靠，并且在海底波浪荷载小，不容易结构破坏。
附图说明
图1利用波浪动水压力收集波浪能装置的整体结构示意图；
图2是单个液压收集缸示意图；
图3是单向阀结构示意图；
图中：1刚性活塞；2多级液压收集缸；3单向阀；4波浪；5回路管道；6发电机；7透平；8喷管；9储能器；2-1箱体；2-2箱体内部；2-3弹簧；2-4过滤网；3-1单向阀出口；3-2单向阀阀体；3-3单向阀阀芯；3-4单向阀弹簧；3-5单向阀进口。
具体实施方式
以下结合技术方案和附图详细叙述本发明的具体实施方式。
一种利用波浪动水压力收集波浪能的装置，所述的装置包括刚性活塞1、多级液压收集缸2、单向阀3、回路管道5、透平发电机、喷管8、储能器9，其中透平发电机包括透平7和发电机6两部分。整个装置如下连接：整体装置置于一个波浪4波谷到波峰之间，整体装置置于海底，六个液压缸2串联连接，刚性活塞1在液压缸箱体内部2-2密封连接，液压缸2与液压缸之间有单向阀3，液压缸2左侧与回路管道5连接，回路管道5上有储能器9、喷管8、透平7、发电机6。回路管道5与液压缸2右侧连接。整体装置顺波浪推进方向布置，当海面风平浪静的时候，多级液压缸2内的弹簧2-3所受的弹力等于刚性活塞1与液面差所产生的微小的动水压力之和。当海水流动的时候，产生波浪，波浪产生的动水压力增大，使得刚性活塞1向下运动，在波浪4波峰到波谷之间，波峰下对应的液压缸所受的动水压力最大，波谷下对应的液压缸所受的动水压力最小，由于单向阀3的原因，工作液体只能从压强大的地方流向压强小的地方。在通过回路管道5达到循环。多级液压收集缸2与刚性活塞1之间通过密封圈连接，防止海水进入到内部液压缸体，造成腐蚀。储能器9与透平7发电机6、喷管8等部分，可以根据具体应用地点来选择陆上安装或者海底安装，在陆上安装时，可以减少海水的腐蚀与冲刷，可以最大限度的保证储能器与透平发电机的寿命，但同时也会使回路管道增长，使发电效率略微的减小；选择海底安装时，则可以最大限度的保证发电效率，但同时也需要对装置进行保护，增加保护外壳，减少海水对其进行的腐蚀和冲刷。
当波浪4向前推进时，随着波高的变换，海底对应的压强也随之改变，这就造成了海底各个水平位置压强的大小不一，从而产生压力差，这些压力作用在刚性活塞1上，促使刚性活塞的上下往复运动。在多级液压收集缸2中，当刚性活塞1向下运动时，会使液压缸2中的工作液受压，当压力达到液压缸左侧单向阀3设定压力时，左侧单向阀3开启，而由于右侧单向阀3的存在使液体不能向右流动，工作液只能向左单向流通，同时，由于波浪持续不断，所以本级液压收集缸2同时也会接收到来自右侧的高压收集液，各级单向阀3除最右侧单向阀进口单向阀以外，从右向左的设定压力依次递减，这样就保证了工作液体可以顺利地进入下一级液压收集缸2，位于最左侧的液压收集缸与回路管道相连接，最终使高压收集液汇集到回路管道中，实现工作液体的循环使用。
液压收集缸2内的工作液体从左侧流出，经储能器9后收集液压能，从储能器9中流出的工作液体沿回路管道5经喷管8降压增速后，到达透平7、发电机6，透平7将工作液体的液压能转换为可以被电机6直接转化的机械能，进一步的，电机6又将该机械能转换成可共利用的电能，最终，工作液体经透平发电机后，通过回路管道5流回系统右侧的液压收集缸2，完成循环，实现将波浪能转换成能够直接利用的电能，电能可以通过收集装置收集。如此反复进行，就构成了系统持续稳定工作，实现了波浪能收集并最终发电的目的。
以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，但并不能因此而理解为对本发明专利的范围的限制，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些均属于本发明的保护范围。