利用波浪能的海洋深层水提升装置.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202011041238.0 (22)申请日 2020.09.28 (71)申请人 国家海洋局南海调查技术中心 （国 家海洋局南海浮标中心） 地址 510300 广东省广州市新港西路155号 1栋 申请人 青岛海研电子有限公司 (72)发明人 陈亮吕修亚刘雨恒农学伟 彭聪刘紫荆苏锡宝黄国平 刘强殷征欣王策 (74)专利代理机构 广州三环专利商标代理有限 公司 44202 代理人 颜希文管莹 (51)Int.Cl. F03B 13/14(2006.01) (54)发明名称 一种利用。

2、波浪能的海洋深层水提升装置 (57)摘要 本发明涉及海洋科学与能源技术领域， 公开 了一种利用波浪能的海洋深层水提升装置。 所述 利用波浪能的海洋深层水提升装置包括桶体、 浮 体、 单向阀和配重机构。 其中， 桶体上设置有沿轴 线方向上下贯通的水体通道。 浮体设置在桶体上 部的外壁上。 单向阀设置在水体通道的底部开口 处。 配重机构包括连接组件和配重块， 桶体与连 接组件的第一端可转动连接， 配重块与连接组件 的第二端连接。 本发明提供的利用波浪能的海洋 深层水提升装置， 能够借助波浪的作用将海洋底 层水提升至表层， 无需另外供能， 且布置在海底 之后无需派人值守， 同时可布置在海况条件差的 。

3、外海海域。 权利要求书1页 说明书4页 附图1页 CN 112065638 A 2020.12.11 CN 112065638 A 1.一种利用波浪能的海洋深层水提升装置， 其特征在于， 包括： 桶体(1)， 其上设置有沿轴线方向上下贯通的水体通道； 浮体(2)， 设置在所述桶体(1)上部的外壁上； 单向阀(3)， 设置在所述水体通道的底部开口处； 配重机构(4)， 包括连接组件和配重块(41)， 所述桶体(1)与所述连接组件的第一端可 转动连接， 所述配重块(41)与所述连接组件的第二端连接。 2.根据权利要求1所述的利用波浪能的海洋深层水提升装置， 其特征在于， 所述连接组 件包括旋转环(。

4、42)和缆绳(43)， 所述桶体(1)可转动地穿设在所述旋转环(42)中， 所述缆绳 (43)的一端与所述旋转环(42)连接， 另一端与所述配重块(41)连接。 3.根据权利要求2所述的利用波浪能的海洋深层水提升装置， 其特征在于， 所述旋转环 (42)的内径大于所述桶体(1)的外径。 4.根据权利要求1所述的利用波浪能的海洋深层水提升装置， 其特征在于， 所述桶体 (1)的上部开设有溢流孔(11)， 所述水体通道中的海水能够由所述溢流孔(11)流出。 5.根据权利要求4所述的利用波浪能的海洋深层水提升装置， 其特征在于， 所述溢流孔 (11)位于所述浮体(2)的下方。 6.根据权利要求4所述。

5、的利用波浪能的海洋深层水提升装置， 其特征在于， 所述桶体 (1)的两侧均设置有所述溢流孔(11)； 或 多个所述溢流孔(11)沿所述桶体(1)的周向间隔设置。 7.根据权利要求1所述的利用波浪能的海洋深层水提升装置， 其特征在于， 还包括聚水 板(5)， 所述聚水板(5)与所述桶体(1)底部的边缘连接。 8.根据权利要求7所述的利用波浪能的海洋深层水提升装置， 其特征在于， 所述聚水板 (5)呈开口朝下的敞口状。 9.根据权利要求1所述的利用波浪能的海洋深层水提升装置， 其特征在于， 所述浮体 (2)沿所述桶体(1)的周向设置； 或 所述桶体(1)的两侧均设置有所述浮体(2)。 10.根据权。

6、利要求1-9任一项所述的利用波浪能的海洋深层水提升装置， 其特征在于， 还包括发电机， 所述发电机设置在所述桶体(1)内。 权利要求书 1/1 页 2 CN 112065638 A 2 一种利用波浪能的海洋深层水提升装置 技术领域 0001 本发明涉及海洋科学与能源技术领域， 特别是涉及一种利用波浪能的海洋深层水 提升装置。 背景技术 0002 海洋中能进行光合作用的主要在表层， 对于200m以下海域， 一般难以开展光合作 用。 由于表层水被太阳光加热后密度降低， 主要位于上层， 海洋底层水主要来自于高纬度地 区， 其携带了大量营养盐物质， 但由于海水层化， 底层水一般难以进入表层参与光合作用。

7、， 同时由于温跃层的存在， 阻碍了底层海水的上升， 使得表层海水处于贫营养化， 不利于藻类 生长， 限制了渔业资源的发展。 因此， 将底层水提升至表层， 能大大促进表层生产力， 进而促 进渔业等生产。 0003 将海洋底层水提升至表层， 也被成为制造人工上升流。 目前， 底层海水提升主要通 过人工注气制造上升流， 该方法能够在一些海况较好的港湾地区开展， 但在海况较恶劣的 外海运用有一定难度， 而且将气体注入海底需要耗费大量的能量， 同时注气平台上需人员 值守， 而人员远离大陆长期在海上工作较为困难。 0004 因此， 亟需一种新型的利用波浪能的海洋深层水提升装置， 以解决上述问题。 发明内容。

8、 0005 本发明的目的是提供一种利用波浪能的海洋深层水提升装置， 其能够借助波浪的 作用将海洋底层水提升至表层， 无需另外供能， 且布置在海底之后无需派人值守， 同时可布 置在海况条件差的外海海域。 0006 为了实现上述目的， 本发明采用以下技术方案： 0007 一种利用波浪能的海洋深层水提升装置， 包括： 0008 桶体， 其上设置有沿轴线方向上下贯通的水体通道； 0009 浮体， 设置在所述桶体上部的外壁上； 0010 单向阀， 设置在所述水体通道的底部开口处； 0011 配重机构， 包括连接组件和配重块， 所述桶体与所述连接组件的第一端可转动连 接， 所述配重块与所述连接组件的第二端。

9、连接。 0012 作为优选方案， 所述连接组件包括旋转环和缆绳， 所述桶体可转动地穿设在所述 旋转环中， 所述缆绳的一端与所述旋转环连接， 另一端与所述配重块连接。 0013 作为优选方案， 所述旋转环的内径大于所述桶体的外径。 0014 作为优选方案， 所述桶体的上部开设有溢流孔， 所述水体通道中的海水能够由所 述溢流孔流出。 0015 作为优选方案， 所述溢流孔位于所述浮体的下方。 0016 作为优选方案， 所述桶体的两侧均设置有所述溢流孔； 或 0017 多个所述溢流孔沿所述桶体的周向间隔设置。 说明书 1/4 页 3 CN 112065638 A 3 0018 作为优选方案， 还包括聚。

10、水板， 所述聚水板与所述桶体底部的边缘连接。 0019 作为优选方案， 所述聚水板呈开口朝下的敞口状。 0020 作为优选方案， 所述浮体沿所述桶体的周向设置； 或 0021 所述桶体的两侧均设置有所述浮体。 0022 作为优选方案， 还包括发电机， 所述发电机设置在所述桶体内。 0023 本发明提供的利用波浪能的海洋深层水提升装置与现有技术相比， 其有益效果 为： 0024 本发明提供的利用波浪能的海洋深层水提升装置， 在桶体上加装浮体和配重机 构， 通过波浪上下运动， 使得浮体提供的浮力发生变化， 进而使得装置上下运动获取能量， 即通过借助波浪的作用将海洋底层水提升至表层， 无需另外供能，。

11、 且布置在海底之后无需 派人值守， 同时可布置在海况条件差的外海海域。 附图说明 0025 图1是本发明实施例一提供的利用波浪能的海洋深层水提升装置的结构示意图； 0026 图2是本发明实施例一提供的利用波浪能的海洋深层水提升装置的运动过程图。 0027 图中： 0028 1-桶体； 11-溢流孔； 0029 2-浮体； 0030 3-单向阀； 0031 4-配重机构； 41-配重块； 42-旋转环； 43-缆绳； 0032 5-聚水板。 具体实施方式 0033 下面将结合本发明实施例中的附图， 对本发明实施例中的技术方案进行清楚、 完 整地描述， 显然， 所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施。

12、例， 而不是全部的实施例。 基于 本发明中的实施例， 本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例， 都属于本发明保护的范围。 0034 实施例一 0035 如图1所示， 本实施例提供一种利用波浪能的海洋深层水提升装置， 包括桶体1、 浮 体2、 单向阀3和配重机构4。 其中， 桶体1上设置有沿轴线方向上下贯通的水体通道。 浮体2设 置在桶体1上部的外壁上。 单向阀3设置在水体通道的底部开口处。 配重机构4包括连接组件 和配重块41， 桶体1与连接组件的第一端可转动连接， 配重块41与连接组件的第二端连接。 0036 本实施例提供的利用波浪能的海洋深层水提升装置， 利用。

13、波浪的上下运动提供能 量， 由于海水在做波浪运动时， 主要为原地上下运动， 在桶体1上加装浮体2和配重机构4， 通 过波浪上下运动， 使得浮体2提供的浮力发生变化， 进而使得装置上下运动获取能量。 0037 本实施例提供的利用波浪能的海洋深层水提升装置， 在桶体1上设置上下贯通的 水体通道， 并在水体通道的底部设置单向阀3， 可以使水流能够从底部进入到水体通道内， 并不会再次向下流出； 通过在桶体1上部的外壁上设置浮体2， 可以使桶体1的上部能略微浮 出水面； 将桶体1与连接组件的第一端可转动连接， 配重块41与连接组件的第二端连接， 有 说明书 2/4 页 4 CN 112065638 A 。

14、4 利于使桶体1在外力作用下围绕配重块41转圈时不被缠绕， 连接组件的第一端与桶体1的连 接位置可适当调整， 保证桶体1下部横向作用力的合力， 远远大于桶体1上部受到风浪等的 横向作用力， 保证桶体1在海水中处于直立状态。 0038 本实施例提供的利用波浪能的海洋深层水提升装置， 在使用时， 首先根据装置本 身结构及所在海域情况， 适当调整连接组件的第一端与桶体1的连接位置， 使得装置横向所 受作用力基本处于平衡状态， 因此， 水平受力暂时不予考虑。 在海水中装置运动主要受垂向 作用力的影响， 其垂向受力主要由浮力及重力组成， 浮力主要由装置自身及浮体2提供， 重 力主要为配重块41及装置自身。

15、重量组成。 在波浪作用下， 装置会按图2所示做上下往返运 动， 位置A为波峰处， 该处装置为顶部平衡状态， 重力G与浮力F达到平衡， 当波浪由波峰向波 谷转换时， 由于顶部浮体2露出水面， GF， 装置会在重力作用下克服阻力向下运动， 到达位 置B处， 波浪继续向波谷转换， 最终到底位置C处， 此处装置达到最低点平衡态， 之后， 随着波 浪作用开始由波谷向波峰转换， 更多浮体2被海水淹没， 此时FG， 装置会在浮力作用下克 服阻力向上运动， 到达位置D处， 随着波浪进一步升高， 最终回到位置A处。 自A到C处， 单向阀 3会由于水流作用而打开， 使得底部海水进入桶体1内， 其顶部海水会向外溢出。

16、， 由位置C回 到位置A处， 由于单向阀3关闭， 桶体1内的海水会在浮力作用下被提升， 经过多次往返运动， 底层水会被提升至表层。 0039 本实施例提供的利用波浪能的海洋深层水提升装置， 借助波浪的作用将海洋底层 水提升至表层， 无需另外供能， 且布置在海底之后无需派人值守， 同时可布置在海况条件差 的外海海域。 0040 可选地， 配重块41为水泥墩或铁块。 0041 在本实施例中， 桶体1呈圆柱形。 桶体1的长度可根据实际需要调整。 0042 可选地， 连接组件包括旋转环42和缆绳43， 桶体1可转动地穿设在旋转环42中， 缆 绳43的一端与旋转环42连接， 另一端与配重块41连接。 0。

17、043 优选地， 旋转环42的内径大于桶体1的外径， 以便于桶体1能够在旋转环42内旋转。 0044 优选地， 桶体1的上部开设有溢流孔11， 水体通道中的海水能够由溢流孔11流出。 通过设置溢流孔11， 有利于将桶体1内的海水排出。 进一步地， 溢流孔11位于浮体2的下方。 0045 在本实施例中， 桶体1的两侧均设置有溢流孔11。 当然， 在其他实施例中， 可以根据 实际需求调整溢流孔11的设置形式， 例如， 沿桶体1的整个周向间隔设置多个溢流孔11。 0046 本实施例提供的利用波浪能的海洋深层水提升装置还包括聚水板5， 聚水板5与桶 体1底部的边缘连接。 通过设置聚水板5， 有利于使桶。

18、体1下降时能有更多的海水进入到水体 通道中， 聚水板5的面积适中可调， 以便保证更多海水进入的同时， 其阻力不会过大， 保证桶 体1可以顺利上浮。 0047 优选地， 聚水板5呈开口朝下的敞口状， 以便于更多的海水由圆桶1的底部进入到 水体通道中。 0048 在本实施例中， 浮体2沿桶体1的周向设置。 当然， 在其他实施例中， 可以根据装置 本身结构及所在海域的情况， 调整浮体2的设置形式， 例如桶体1的两侧设置浮体2。 0049 实施例二 0050 本实施例提供另外一种利用波浪能的海洋深层水提升装置， 本实施例与实施例一 的区别之处在于在实施例一的基础上增设了发电机。 说明书 3/4 页 5 CN 112065638 A 5 0051 具体地， 本实施例提供的利用波浪能的海洋深层水提升装置， 还包括发电机， 发电 机设置在桶体1内。 在波浪能作用强烈区域， 可在桶体1内加装发电机， 将波浪能转换为电 能。 0052 以上所述仅是本发明的优选实施方式， 应当指出， 对于本技术领域的普通技术人 员来说， 在不脱离本发明技术原理的前提下， 还可以做出若干改进和替换， 这些改进和替换 也应视为本发明的保护范围。 说明书 4/4 页 6 CN 112065638 A 6 图1 图2 说明书附图 1/1 页 7 CN 112065638 A 7 。