一种基于波浪能的海水淡化系统技术方案

本实用新型专利技术属于海水淡化领域，并具体公开了一种基于波浪能的海水淡化系统。该系统的波浪能转化装置包括通过传动轴承依次连接的第一浮筒、第二浮筒、第三浮筒和第四浮筒，还包括四套结构相同的增压单元，每套增压单元分别包括依次连接的活塞、活塞缸和液压油缸，液压油缸的底部为弹性隔膜；海水淡化装置包括四套结构相同的海水淡化单元，每套海水淡化单元与其对应的增压单元连接，利用增压单元施加的压力使得海水透过反渗透膜进行过滤，从而获得淡水。本实用新型专利技术通过对波浪能转化装置的结构和布局进行优化，能够保证一个浮筒的角位移变化过程中，活塞的拉伸和压缩成对出现，从而极大地提高了对波浪能吸收和转化的能力。

A desalination system based on wave energy

【技术实现步骤摘要】
一种基于波浪能的海水淡化系统
本技术属于海水淡化领域，更具体地，涉及一种基于波浪能的海水淡化系统。
技术介绍
海洋蕴藏着巨大的可再生清洁能源和资源，如何对海洋能源和资源进行合理的开发利用是实现可持续发展的重要环节。其中利用波浪能对海水进行淡化不仅可以有效解决水资源危机，还能够充分利用海上的可再生资源，具有经济、环保、可持续等优点。海水淡化的方法包括蒸馏法、反渗透法、结晶法、溶剂萃取法和离子交换法等，其中反渗透法指在半透膜的一侧施加外界压力，使得水透过半透膜而其他物质被截留在表面。目前，利用波浪能提供压力，并运用反渗透法完成海水淡化是一种应用较为广泛的海水淡化方法。而如何将波浪能转化为动能，并且保证系统具有较好的防腐性能是目前研究的重点。CN101811753A公开了一种波浪能海水淡化系统，它包括作为波浪能采集器用的波浪能采集浮体、圆环形的支撑浮体、圆筒状的液压泵、海水预处理系统和海水淡化系统，其中波浪能采集浮体嵌设在支撑浮体内，其顶板上设置四个立轴，中心位置设置活塞连杆；支撑浮体的支撑浮体顶板上设置四个支撑立柱，各支撑立柱的顶部设置工作台，工作台上固定设置液压泵、海水预处理系统和海水淡化系统，支撑浮体底部通过锚索固定在海底。该技术能直接高效地将波浪能转化为液压能，进行海水的预处理和淡化，但是需要在海面上建设一个工作平台，并且工作平台要用锚索固定海底，安装较为复杂，成本较高。CN202926515U公开了一种浮体式波浪能海水淡化系统，它包括波浪能吸收系统、液压系统和海水淡化系统，波浪能吸收系统包括浮体，浮体与固定在岸边的固定物通过铰链活动链接，浮体通过液压缸、高压油管与液压系统的高压油罐连接，高压油罐上安装稳压蓄能器，高压油罐通过液压马达与海水淡化系统的水泵连接将波浪能转换为机械能泵送海水淡化，但该技术主要由一个浮体和一个液压缸吸收波浪能，造成波浪能吸收能力较弱。
技术实现思路
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本技术提供了一种基于波浪能的海水淡化系统，其中通过对波浪能转化装置的结构进行优化，并对其关键组件如增压单元的结构及其具体设置方式进行研究和设计，相应的可有效解决波浪能利用效率低的确定，因而尤其适用于海水淡化的应用场合。为实现上述目的，本技术提出了一种基于波浪能的海水淡化系统，包括波浪能转化装置和海水淡化装置，其中：所述波浪能转化装置包括通过转动轴承依次连接的第一浮筒、第二浮筒、第三浮筒和第四浮筒，所述第四浮筒上设置有固定轴，工作时利用该固定轴与岸边的固定物进行连接固定，该波浪能吸收装置还包括四套结构相同的增压单元，两套增压单元设置在所述第二浮筒内，另外两套增压单元设置在所述第三浮筒内，每套增压单元分别包括依次连接的活塞、活塞缸和液压油缸，所述液压油缸的底部为弹性隔膜，所述活塞的一端与所述第一浮筒或第四浮筒连接，其另一端与其对应的活塞缸配合连接，工作时通过所述第一浮筒或第四浮筒带动所述活塞在所述活塞缸内进行往复运动，从而带动所述液压油缸内的液压油进行往复运动，以此向所述弹性隔膜施压，进而将所述波浪能转化为压力；所述海水淡化装置包括四套结构相同的海水淡化单元，每套海水淡化单元与其对应的增压单元连接，利用所述增压单元施加的压力使得海水透过反渗透膜进行过滤，从而获得淡水。作为进一步优选地，所述第二浮筒和第三浮筒之间设置有减震器，用于缓冲侧向冲击力。作为进一步优选地，每套所述海水淡化单元包括沿液体流动方向依次连接的海水室、反渗透膜海水淡化机构和淡水储存器，其中所述海水室与所述弹性隔膜连接，工作时所述弹性隔膜向所述海水室施压，使得海水进入所述反渗透膜海水淡化机构进行淡化，从而获得淡水和浓盐水，所述淡水进入所述淡水储存器进行储存，所述浓盐水从浓盐水出口排出。作为进一步优选地，所述海水淡化装置还包括海水预处理机构，所述海水预处理机构与所述海水室连接，用于对海水进行预处理并将其送入所述海水室。作为进一步优选地，所述活塞的周缘设置有截面呈L形的密封圈。作为进一步优选地，所述第一浮筒、第二浮筒、第三浮筒、第四浮筒、转动轴承和减震器由不锈钢材料制成。作为进一步优选地，所述海水预处理机构与海水室之间、所述海水室与反渗透膜海水淡化机构之间分别设置有第一单向阀门和第二单向阀门，用于保证液体进行单向流动。总体而言，通过本技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，主要具备以下的技术优点：1.本技术通过对波浪能转化装置的结构和布局进行优化，分别在第一浮筒与第二浮筒之间、第三浮筒与第四浮筒之间设置两套增压单元，能够保证一个浮筒的角位移变化过程中，活塞的拉伸和压缩成对出现，从而极大地提高了对波浪能吸收和转化的能力，并且本技术不需要建立用于固定的工作平台，只需利用固定轴与岸边固定物连接即可，具有安装拆卸简单的优势；2.尤其是，本技术提供的基于波浪能的海水淡化系统能够将波浪能直接转化为用于海水淡化的液压能，无需进行多次能量转化，具有波浪能转化效率较高的优势，并且增压单元不直接与海水接触，避免了腐蚀的风险，具有安全可靠、生产成本低的优点；3.同时，本技术在第二浮筒和第三浮筒之间设置减震器，并利用转动轴承将四个浮筒依次连接，能够保证浮筒随波浪的起伏而发生往复运动，并提高抗风浪冲击能力；4.此外，本技术通过对海水淡化单元的结构进行优化，能够获得较好的海水淡化效果和淡化效率。附图说明图1是按照本技术优选实施例构建的基于波浪能的海水淡化系统的外观示意图；图2是按照本技术优选实施例构建的基于波浪能的海水淡化系统中一套增压单元和海水淡化单元的结构示意图；图3是按照本技术优选实施例构建的基于波浪能的海水淡化系统在海浪作用下的运动示意图。在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：1-第一浮筒，2-第二浮筒，3-第三浮筒，4-第四浮筒，5-减震器，6-转动轴承，7-固定轴，8-第一活塞，9-第三活塞，10-第二活塞，11-第四活塞，12-活塞缸，13-液压油缸，14-反渗透膜海水淡化机构，15-淡水储存器，16-海水预处理机构，17-第一单向阀门，18-海水室，19-第二单向阀门，20-浓盐水出口，21-弹性隔膜。具体实施方式为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。此外，下面所描述的本技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。如图1～2所示，本技术提出了一种基于波浪能的海水淡化系统，包括波浪能转化装置和海水淡化装置，其中：波浪能转化装置包括通过转动轴承6依次连接的第一浮筒1、第二浮筒2、第三浮筒3和第四浮筒4，第四浮筒4上设置有固定轴7，工作时利用该固定轴7与岸边的固定物进行连接固定，同时第二浮筒2和第三浮筒本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于波浪能的海水淡化系统，其特征在于，包括波浪能转化装置和海水淡化装置，其中：/n所述波浪能转化装置包括通过转动轴承(6)依次连接的第一浮筒(1)、第二浮筒(2)、第三浮筒(3)和第四浮筒(4)，所述第四浮筒(4)上设置有固定轴(7)，工作时利用该固定轴(7)与岸边的固定物进行连接固定，该波浪能吸收装置还包括四套结构相同的增压单元，其中两套增压单元设置在所述第二浮筒(2)内，另外两套增压单元设置在所述第三浮筒(3)内，每套增压单元分别包括依次连接的活塞、活塞缸(12)和液压油缸(13)，所述液压油缸(13)的底部为弹性隔膜(21)，所述活塞的一端与所述第一浮筒(1)或第四浮筒(4)连接，其另一端与其对应的活塞缸(12)配合连接，工作时通过所述第一浮筒(1)或第四浮筒(4)带动所述活塞在所述活塞缸(12)内进行往复运动，从而带动所述液压油缸(13)内的液压油进行往复运动，以此向所述弹性隔膜(21)施压，进而将所述波浪能转化为压力；/n所述海水淡化装置包括四套结构相同的海水淡化单元，每套海水淡化单元与其对应的增压单元连接，利用所述增压单元施加的压力使得海水透过反渗透膜进行过滤，从而获得淡水。/n...

【技术特征摘要】
1.一种基于波浪能的海水淡化系统，其特征在于，包括波浪能转化装置和海水淡化装置，其中：
所述波浪能转化装置包括通过转动轴承(6)依次连接的第一浮筒(1)、第二浮筒(2)、第三浮筒(3)和第四浮筒(4)，所述第四浮筒(4)上设置有固定轴(7)，工作时利用该固定轴(7)与岸边的固定物进行连接固定，该波浪能吸收装置还包括四套结构相同的增压单元，其中两套增压单元设置在所述第二浮筒(2)内，另外两套增压单元设置在所述第三浮筒(3)内，每套增压单元分别包括依次连接的活塞、活塞缸(12)和液压油缸(13)，所述液压油缸(13)的底部为弹性隔膜(21)，所述活塞的一端与所述第一浮筒(1)或第四浮筒(4)连接，其另一端与其对应的活塞缸(12)配合连接，工作时通过所述第一浮筒(1)或第四浮筒(4)带动所述活塞在所述活塞缸(12)内进行往复运动，从而带动所述液压油缸(13)内的液压油进行往复运动，以此向所述弹性隔膜(21)施压，进而将所述波浪能转化为压力；
所述海水淡化装置包括四套结构相同的海水淡化单元，每套海水淡化单元与其对应的增压单元连接，利用所述增压单元施加的压力使得海水透过反渗透膜进行过滤，从而获得淡水。


2.如权利要求1所述的基于波浪能的海水淡化系统，其特征在于，所述第二浮筒(2)和第三浮筒(3)之间设置有减震器(5)，用于缓冲侧向冲击力。


3.如权利要求1或2所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：王广航，张宗好，刘伟，朱话时，刘敬喜，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：新型
国别省市：湖北;42