本發(fā)明涉及波浪能發(fā)電系統(tǒng)，具體涉及一種單缸全周期做功的漂浮擺式波浪能發(fā)電系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

一方面，現(xiàn)有的波浪能發(fā)電裝置中，大多是以單個液壓缸單行程做功實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換，結(jié)構(gòu)簡單，易于實現(xiàn)，但存在做功時間短、波浪能利用率低和發(fā)電時間間斷的明顯不足。

另一方面，現(xiàn)有的波浪能發(fā)電裝置受波浪沖擊影響大，設(shè)備易損壞。而波浪能發(fā)電裝置布置在岸邊或海面上，維修不便。一個運行平穩(wěn)的機械運動結(jié)構(gòu)設(shè)計不僅能提高波浪能發(fā)電裝置的可靠性，更能推廣波浪能發(fā)電技術(shù)的使用。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了克服背景技術(shù)中的不足，本發(fā)明的目的在于提供了一種單缸全周期做功的漂浮擺式波浪能發(fā)電裝置。機械傳動的設(shè)計能較平穩(wěn)的吸收波浪能，避免巨大的波浪沖擊對裝置的破壞；液壓系統(tǒng)的設(shè)計可實現(xiàn)單缸全周期做功，波浪能做功時間翻倍，能量輸出更加平穩(wěn)，受波浪沖擊影響減小，發(fā)電質(zhì)量更高。

為了達到上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

本發(fā)明包括雙作用式液壓油缸、基座、浮體、第一連接桿和第二連接桿；浮體為內(nèi)部空心密封結(jié)構(gòu)，第一連接桿和第二連接桿的一端焊接在浮體上，第一連接桿和第二連接桿的另一端與基座的后端水平桿鉸接，使得浮體隨波浪的起伏繞支點擺動；雙作用式液壓油缸的有桿端與浮體鉸接，雙作用式液壓油缸的無桿端與基座的前端水平桿鉸接，浮體的擺動帶動雙作用式液壓油缸活塞桿的伸縮，從而使浮體擺動的機械能經(jīng)雙作用式液壓油缸的液壓系統(tǒng)，轉(zhuǎn)化為液壓能傳遞發(fā)電機進行發(fā)電。

所述液壓系統(tǒng)，包括：雙作用式液壓油缸、第一單向閥、第二單向閥、第三單向閥、第四單向閥、第一安全閥、第二安全閥、高壓壓力表、高壓蓄能器、發(fā)電機、低壓蓄能器、低壓壓力表、第一截止閥、第二截止閥、第三截止閥、第四截止閥、液壓馬達和回油系統(tǒng)；

雙作用式液壓油缸的無桿腔與第一單向閥的出口和第二單向閥的入口相連，第一單向閥入口和第二單向閥出口之間連有第一安全閥；雙作用式液壓油缸的有桿腔與第三單向閥的入口和第四單向閥的出口相連，第三單向閥出口和第四單向閥入口之間連有第二安全閥；

第二單向閥的出口和第三單向閥的出口均為高壓油管，分別經(jīng)第一截止閥接高壓壓力表，經(jīng)第二截止閥接高壓蓄能器后，并與液壓馬達入口相接，液壓馬達連接發(fā)電機進行發(fā)電；第一單向閥的入口和第四單向閥的入口均為低壓油管，分別接回油系統(tǒng)，經(jīng)第四截止閥接低壓壓力表，經(jīng)第三截止閥接低壓蓄能器后，并與液壓馬達出口相接。

所述回油系統(tǒng)，包括：電動機、液壓泵、溢流閥、濾油器和油箱；溢流閥的一端接低壓油管，溢流閥的另一端接油箱，由電動機驅(qū)動的液壓泵的一端接低壓油管，液壓泵的一端經(jīng)濾油器接油箱。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明機械傳動的設(shè)計能較平穩(wěn)的吸收波浪能，避免巨大的波浪沖擊對裝置的破壞；液壓系統(tǒng)的設(shè)計可實現(xiàn)單缸全周期做功，波浪能做功時間翻倍，能量輸出更加平穩(wěn)，受波浪沖擊影響減小，發(fā)電質(zhì)量更高。具有良好的技術(shù)效果。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的總體結(jié)構(gòu)圖。

圖2是本發(fā)明的液壓缸與浮體鉸接部分的結(jié)構(gòu)圖。

圖3是本發(fā)明的液壓系統(tǒng)圖。

圖4是本發(fā)明在波浪帶動浮體遠離水平位置，液壓油缸被拉伸時，液壓系統(tǒng)內(nèi)工作過程圖。

圖5是本發(fā)明在波浪帶動浮體回到水平位置，液壓油缸被壓縮時，液壓系統(tǒng)內(nèi)工作過程圖。

圖中：1、雙作用式液壓油缸，2、基座，3、浮體，4、第一連接桿，5、第二連接桿，6、第一單向閥，7、第二單向閥，8、第三單向閥， 9、第四單向閥，10、第一安全閥，11、第二安全閥，12、高壓壓力表，13、高壓蓄能器，14、發(fā)電機，15、低壓蓄能器，16、低壓壓力表，17、第一截止閥，18、第二截止閥，19、第三截止閥，20、第四截止閥，21、液壓馬達，22、電動機，23、液壓泵，24、溢流閥，25、濾油器，26、油箱，27、高壓油管，28、低壓油管。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖與實施例對本發(fā)明作進一步說明。

如圖1和2所示，本發(fā)明包括雙作用式液壓油缸1、基座2、浮體3、第一連接桿4和第二連接桿5；浮體3為內(nèi)部空心的鋼鐵焊接而成的密封結(jié)構(gòu)，第一連接桿4和第二連接桿5的一端焊接在浮體3上，第一連接桿4和第二連接桿5的另一端與基座2的后端水平桿鉸接，使得浮體3隨波浪的起伏繞支點擺動；雙作用式液壓油缸1的有桿端與浮體3鉸接，雙作用式液壓油缸1的無桿端與基座2的前端水平桿鉸接，浮體3的擺動帶動雙作用式液壓油缸1活塞桿的伸縮，從而使浮體擺動的機械能經(jīng)與雙作用式液壓油缸1相連的液壓系統(tǒng)，轉(zhuǎn)化為液壓能傳遞給發(fā)電機進行發(fā)電。這里的液壓系統(tǒng)是和液壓缸通過液壓管路直接相連，液壓系統(tǒng)是安裝在岸上的，和機械系統(tǒng)并無直接接觸，故圖中沒有畫出。

當(dāng)浮體3位于水平位置時，浮體3、第一連接桿4和第二連接桿5和雙作用式液壓油缸1在同一水平面。此時，雙作用式液壓油缸2被壓縮到最短。當(dāng)浮體3在波浪帶動下向上或向下做遠離水平位置運動時，雙作用式液壓油缸1均被拉伸；當(dāng)浮體3在波浪帶動下向上或向下做靠近水平位置運動時，雙作用式液壓油缸1均被壓縮。即在一個波浪周期內(nèi)，雙作用式液壓油缸1完成兩次拉伸與壓縮。

如圖3所示，所述液壓系統(tǒng)，包括：雙作用式液壓油缸1、第一單向閥6、第二單向閥7、第三單向閥8、第四單向閥9、第一安全閥10、第二安全閥11、高壓壓力表12、高壓蓄能器13、發(fā)電機14、低壓蓄能器15、低壓壓力表16、第一截止閥17、第二截止閥18、第三截止閥19、第四截止閥20、液壓馬達21和回油系統(tǒng)。

雙作用式液壓油缸1的無桿腔與第一單向閥6的出口和第二單向閥7的入口相連，第一單向閥6入口和第二單向閥7出口之間連有第一安全閥10；雙作用式液壓油缸1的有桿腔與第三單向閥8的入口和第四單向閥9的出口相連，第三單向閥8出口和第四單向閥9入口之間連有第二安全閥11；第二單向閥7的出口和第三單向閥8的出口均為高壓油管27，分別經(jīng)第一截止閥17接高壓壓力表12，經(jīng)第二截止閥18接高壓蓄能器13后，并與液壓馬達21入口相接，液壓馬達21連接發(fā)電機14進行發(fā)電；第一單向閥6的入口和第四單向閥9的入口均為低壓油管28，分別接回油系統(tǒng)，經(jīng)第四截止閥20接低壓壓力表16，經(jīng)第三截止閥19接低壓蓄能器15后，并與液壓馬達21出口相接。

如圖3所示，所述回油系統(tǒng)，包括：電動機22、液壓泵23、溢流閥24、濾油器25和油箱26；溢流閥24的一端接低壓油管28，溢流閥24的另一端接油箱26，由電動機22驅(qū)動的液壓泵23的一端接低壓油管28，液壓泵23的一端經(jīng)濾油器25接油箱26。

液壓系統(tǒng)中雙作用式液壓油缸1無桿腔被擠壓時，高壓油經(jīng)第二單向閥7流入高壓油管27，帶動液壓馬達21工作，液壓馬達21連接發(fā)電機14進行發(fā)電，從液壓馬達21流出的低壓油進入低壓油管28，經(jīng)第四單向閥9流回雙作用式液壓油缸1有桿腔；雙作用式液壓油缸1有桿腔被擠壓時，高壓油經(jīng)第三單向閥8流入高壓油管27，帶動液壓馬達21工作，液壓馬達21連接發(fā)電機14進行發(fā)電，從液壓馬達21流出的低壓油進入低壓油管28，經(jīng)第一單向閥6流回雙作用式液壓油缸1無桿腔。本發(fā)明中的高壓是指液壓系統(tǒng)壓力范圍在大于2Mpa而小于16Mpa,低壓是指液壓系統(tǒng)壓力范圍在0.1Mpa-2Mpa。

本發(fā)明的具體實施工作過程如下：

（1）整體系統(tǒng)在下水運作之前，首先要對液壓系統(tǒng)進行充油，確保液壓系統(tǒng)充滿油，檢查油箱的密封性，檢查各鉸接部分轉(zhuǎn)動是否平滑，確保無卡死現(xiàn)象。

（2）根據(jù)當(dāng)?shù)爻蔽磺闆r選擇裝置合適的布放水深，將基座固定在岸邊或水底。

（3）如圖4所示，當(dāng)波浪水位帶動浮體3遠離水平位置，雙作用式液壓油缸1被拉伸時。有桿腔受壓流出的液壓油流經(jīng)第三單向閥8，注入高壓油路27。低壓油管28中的液壓油流經(jīng)第一單向閥6補充到雙作用式液壓油缸1的無桿腔。在液壓強差作用下，油液從高壓油管27流經(jīng)液壓馬達21進入到低壓油管28。發(fā)電機14在液壓馬達21的帶動下工作。

（4）如圖5所示，當(dāng)波浪水位帶動浮體3靠近水平位置，雙作用式液壓油缸1被壓縮。無桿腔受壓流出的液壓油流經(jīng)第二單向閥7，注入高壓油路27。低壓油路28中的液壓油流經(jīng)第四單向閥9補充到雙作用式液壓油缸1的有桿腔。在液壓強差作用下，油液從高壓油管27流經(jīng)液壓馬達21進入到低壓油管28。發(fā)電機14在液壓馬達21的帶動下工作。

（5）當(dāng)液壓系統(tǒng)中低壓回路回油壓力不足時，主動開啟電動機22帶動液壓泵23工作，將油箱26中的油經(jīng)濾油器25過濾后補充進低壓油管28中，提升回油壓力。

（6）當(dāng)液壓系統(tǒng)中低壓回路回油壓力過大時，溢流閥24開啟，多余的油將通過溢流閥24回到油箱26中。

上述具體實施方式用來解釋說明本發(fā)明，而不是對本發(fā)明進行限制，在本發(fā)明的精神和權(quán)利要求的保護范圍內(nèi)，對本發(fā)明作出的任何修改和改變，都落入本發(fā)明的保護范圍。