基于液壓傳動的多軸點吸收式波浪能發(fā)電裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于液壓傳動的多軸點吸收式波浪能發(fā)電裝置。本發(fā)明包括兩個過濾器、先導式溢流閥、比例節(jié)流閥、十個單向閥、液壓缸、兩個油泵、變量馬達、發(fā)電機、轉(zhuǎn)速變送器、壓力變送器、球閥、蓄能器、活塞、活塞桿、兩根轉(zhuǎn)軸和油箱。浮體在波浪作用下，產(chǎn)生橫搖、縱搖、垂蕩三種運動，通過液壓傳動帶動發(fā)電機發(fā)電，由此構(gòu)成一種基于液壓傳動的新型波浪能發(fā)電裝置。本發(fā)明可以實現(xiàn)多個來波方向上波浪能的同時捕獲，從而使系統(tǒng)裝置的一次能量捕獲和系統(tǒng)轉(zhuǎn)換效率得到較大提高，進而使得系統(tǒng)能量輸出更加平穩(wěn)，發(fā)電質(zhì)量得到較大提高。適于在波浪能利用裝置系統(tǒng)上推廣應用。
【專利說明】基于液壓傳動的多軸點吸收式波浪能發(fā)電裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及波浪能發(fā)電裝置，尤其涉及一種基于液壓傳動的多軸點吸收式波浪能發(fā)電裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前的海洋波浪能利用裝置中，無論是擺式，還是點吸收式等其他波浪利用形式，它們都有一個共同特點，就是只能吸收一個來波或最多兩個來波方向上的波浪能，其他方向上的波浪能只能以向后輻射、繞射、透射的波的形式而被白白消耗掉，大大減少了理論上每次來波過程中系統(tǒng)裝置可捕獲的波浪能總量，殊為可惜。在無入射角的單向波浪海況下，多軸各自由度上波浪能量捕獲差異很大，如果采用機械傳動直接相連，多自由度之間不僅互相干擾，無能量吸收的自由度端甚至會成為能量吸收自由度端的負載，而采用多軸吸收液壓傳動方案可以根據(jù)單向波況實現(xiàn)兩自由度或單自由度的獨立能量吸收而互不影響，從而實現(xiàn)“來多少波吸收多少能量”的波浪能高效利用模式。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了克服【背景技術(shù)】中的波浪能發(fā)電裝置技術(shù)的缺陷不足，本發(fā)明的目的在于提供一種基于液壓傳動的多軸點吸收式波浪能發(fā)電裝置，它是一種波浪能量捕獲量大、轉(zhuǎn)換效率高、一次可捕獲多個來波方向上的波浪能的發(fā)電裝置。
[0004]本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
本發(fā)明包括兩個過濾器、先導式溢流閥、比例節(jié)流閥、十個單向閥、液壓缸、兩個油泵、變量馬達、發(fā)電機、轉(zhuǎn)速變送器、壓力變送器、球閥、蓄能器、活塞、活塞桿、兩根轉(zhuǎn)軸和油箱；其中:
液壓缸的活塞桿與浮體固接，液壓缸的有桿腔分為三路，第一路與第一單向閥的出油口相連，第二路與第二單向閥的進油口連接，第二單向閥的出油口和第三單向閥的出油口相連，第三單向閥的進油口經(jīng)第四單向閥接油箱，第三路經(jīng)與第六單向閥接油箱；液壓缸的無桿腔分為兩路，一路接第四單向閥的出油口，另一路接第五單向閥的出油口 ；第二單向閥和第三單向閥的出油口分兩路，一路經(jīng)先導式溢流閥接油箱，另一路經(jīng)壓力變送器、球閥接蓄能器；第一油泵進油口和第二油泵進油口并接經(jīng)第一過濾器接油箱；第一油泵的出油口分為兩路，一路經(jīng)第七單向閥接第二單向閥的出油口，另一路接第八單向閥的出油口 ；第二油泵的出油口分為兩路，一路經(jīng)第九單向閥接第二單向閥的出油口，另一路接第十單向閥的出油口 ；帶有發(fā)電機和轉(zhuǎn)速變送器的變量馬達進油口經(jīng)第二過濾器接油箱，變量馬達出油口經(jīng)比例節(jié)流閥接第二單向閥的出油口。
[0005]所述油箱內(nèi)接有液位液溫計和空氣過濾器。
[0006]本發(fā)明具有的有益效果是:
相比【背景技術(shù)】中的波浪能發(fā)電裝置，本發(fā)明的基于液壓傳動的多軸點吸收式波浪能發(fā)電裝置可以實現(xiàn)多個來波方向上波浪能的同時捕獲，從而使系統(tǒng)裝置的一次能量捕獲和系統(tǒng)轉(zhuǎn)換效率得到較大提高，進而使得系統(tǒng)能量輸出更加平穩(wěn)，發(fā)電質(zhì)量得到較大提高。本發(fā)明適于在波浪能利用裝置系統(tǒng)上推廣應用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]圖1是本發(fā)明的液壓原理結(jié)構(gòu)示意圖。
[0008]圖中:1.液位液溫計，2.空氣過濾器，3、4.過濾器，5.先導式溢流閥，6.比例節(jié)流閥，7?16.單向閥，17.液壓缸，18、19.油泵，20.變量馬達，21.發(fā)電機，22.轉(zhuǎn)速變送器，23.壓力變送器，24.球閥，25.蓄能器，26.活塞，27.活塞桿，28、29.轉(zhuǎn)軸，30.油箱，31.浮體。
【具體實施方式】
[0009]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步的說明。
[0010]如圖1所示，本發(fā)明包括兩個過濾器3、4、先導式溢流閥5、比例節(jié)流閥6、十個單向閥7?16、液壓缸17、兩個油泵18、19、變量馬達20、發(fā)電機21、轉(zhuǎn)速變送器22、壓力變送器23、球閥24、蓄能器25、活塞26、活塞桿27、兩根轉(zhuǎn)軸28、29和油箱30 ;其中:
液壓缸17的活塞桿27與浮體31固接，液壓缸17的有桿腔分為三路，第一路與第一單向閥11的出油口相連，第二路與第二單向閥12的進油口連接，第二單向閥12的出油口和第三單向閥13的出油口相連，第三單向閥13的進油口經(jīng)第四單向閥15接油箱30，第三路經(jīng)與第六單向閥16接油箱30 ；
液壓缸17的無桿腔分為兩路，一路接第四單向閥15的出油口，另一路接第五單向閥14的出油口 ；
第二單向閥12和第三單向閥13的出油口分兩路，一路經(jīng)先導式溢流閥5接油箱30，另一路經(jīng)壓力變送器23、球閥24接蓄能器25 ；
第一油泵18進油口和第二油泵18進油口并接經(jīng)第一過濾器3接油箱30 ;第一油泵18的出油口分為兩路，一路經(jīng)第七單向閥9接第二單向閥12的出油口，另一路接第八單向閥10的出油口 ；第二油泵19的出油口分為兩路，一路經(jīng)第九單向閥8接第二單向閥12的出油口，另一路接第十單向閥7的出油口 ；
帶有發(fā)電機21和轉(zhuǎn)速變送器22的變量馬達20進油口經(jīng)第二過濾器4接油箱，變量馬達20出油口經(jīng)比例節(jié)流閥6接第二單向閥12的出油口。
[0011]所述油箱30內(nèi)接有液位液溫計I和空氣過濾器2。
[0012]如圖1所示，液壓缸17內(nèi)安裝活塞26，活塞26固定連接在活塞桿27上，活塞桿27另一端鉸接浮體31，浮體31的上下垂蕩運動將通過活塞桿27帶動活塞26的上下運動。液壓缸17的有桿腔通過油管與第一單向閥11、第二單向閥12和第六單向閥16相連，液壓缸17的無桿腔通過油管與第三單向閥13、單向閥第五14和第四單向閥15相連，從而保證當活塞向下運動時，液壓缸17的有桿腔的油液都是朝變量馬達20輸入端供油，與此同時油箱30向液壓缸17的無桿腔補充油液；當活塞向上運動時，液壓缸17的無桿腔的油液都是朝變量馬達20輸入端供油，與此同時油箱30向液壓缸17的有桿腔補充油液；變量馬達20的輸出端通過油管與第二過濾器4相連，第二過濾器4通過油管與油箱30相連，使變量馬達20輸出的油液能夠經(jīng)過過濾回流到油箱30中；油箱30中接有液位液溫計1，用來檢測液壓油的溫度及液面高度。油箱30通過油管與第四單向閥15相連，第四單向閥15通過油管與液壓缸17的無桿腔相連，從而在活塞向液壓缸17有桿腔運動時起到對液壓缸無桿腔的油液補充作用；油箱30通過油管與第六單向閥16相連，第六單向閥16通過油管與液壓缸17的有桿腔相連，從而在活塞向液壓缸17無桿腔運動時起到對液壓缸有桿腔的油液補充作用，從而保證液壓回路工作的持續(xù)穩(wěn)定。
[0013]第一油泵18、第二油泵19分別與第一轉(zhuǎn)軸28、第二轉(zhuǎn)軸29同軸相連，浮體31的橫搖運動將通過第一轉(zhuǎn)軸28帶動第一油泵18工作，浮體31的縱搖運動將通過第二轉(zhuǎn)軸29帶動第二油泵19工作，這兩者的液壓回路工作原理相同:第一油泵18通過油管與第七單向閥9和第八單向閥10相連，第二油泵19通過油管與第十單向閥7和第九單向閥8相連，從而保證油泵排出的油液都是朝變量馬達20輸入端方向輸出。變量馬達20的輸出端通過油管與第二過濾器4相連，第二過濾器4通過油管與油箱30相連，使變量馬達20輸出的油液能夠經(jīng)過過濾回流到油箱30中；油箱30中接有液位液溫計1，用來檢測液壓油的溫度及液面高度。油箱30通過油管與第一過濾器3相連，第一過濾器3通過油管分別與第一油泵18、第二油泵19的輸入端相連，使油箱30的油液能通過過濾流入第一油泵18、第二油泵19中，起到對進入第一油泵18、第二油泵19的油液進行過濾的作用。
[0014]變量馬達20的輸入端接有比例節(jié)流閥6，用于控制輸入流量的大小，保證變量馬達安全穩(wěn)定工作，從而帶動發(fā)電機21發(fā)電，供負載與用戶使用；發(fā)電機轉(zhuǎn)速大小由轉(zhuǎn)速變送器22檢測；波速變化引起的能量波動通過蓄能器25來緩和，當波速增大時，蓄能器25把多余的能量儲存起來，波速減小時，主回路蓄能器25把能量釋放出來，使功率平穩(wěn)輸出；回路中接有先導式溢流閥5，用于調(diào)定回路油液壓力，保證回路安全穩(wěn)定。
[0015]本發(fā)明中，浮體31在波浪力的作用下可同時沿垂向、縱蕩、橫蕩三個方向分別作垂蕩、橫搖和縱搖運動，分別帶動液壓缸17、第一油泵18、第二油泵19同時運動，從而保證變量馬達20帶動發(fā)電機21高效率工作，實現(xiàn)可同時捕獲三個方向上的波浪能。
[0016]本發(fā)明的工作原理是:
工作時，浮體的上下垂蕩運動將通過活塞桿帶動活塞的上下運動；浮體的橫搖、縱搖運動將分別通過與之連接的轉(zhuǎn)軸帶動相應的油泵工作；液壓缸的有桿腔通過油管與相應的單向閥相連，液壓缸的無桿腔通過油管與相應的單向閥相連，從而保證當活塞向下運動時，液壓缸的有桿腔的油液都是朝變量馬達輸入端供油，與此同時油箱向液壓缸的無桿腔補充油液；當活塞向上運動時，液壓缸的無桿腔的油液都是朝變量馬達輸入端供油，與此同時油箱向液壓缸的有桿腔補充油液；橫搖、縱搖運動分別所對應的油泵通過油管與相應的單向閥相連，從而保證油泵排出的油液也都是朝變量馬達輸入端供油。
[0017]變量馬達的輸入端接有比例節(jié)流閥，用于控制輸入流量的大?。蛔兞狂R達的輸出端通過油管與過濾器相連，過濾器通過油管與油箱相連，使變量馬達輸出的油液能夠經(jīng)過過濾回流到油箱中；油箱通過油管與過濾器相連，過濾器通過油管分別與兩個油泵的輸入端相連，使油箱的油液能通過過濾流入油泵中，起到對進入油泵的油液進行過濾的作用；油箱通過油管與單向閥相連，單向閥通過油管與液壓缸的無桿腔相連，從而在活塞向液壓缸有桿腔運動時起到對液壓缸無桿腔的油液補充作用；油箱通過油管與單向閥相連，單向閥通過油管與液壓缸的有桿腔相連，從而在活塞向液壓缸無桿腔運動時起到對液壓缸有桿腔的油液補充作用；變量馬達的主軸與發(fā)電機同軸相連，通過轉(zhuǎn)速變送器檢測其轉(zhuǎn)速大小。[0018]浮體在波浪力的作用下可同時沿垂向、縱蕩、橫蕩三個方向分別作垂蕩、橫搖和縱搖運動，分別帶動液壓缸、兩個油泵同時運動，從而保證變量馬達帶動發(fā)電機高效率工作，實現(xiàn)可同時捕獲三個方向上的波浪能。
【權(quán)利要求】
1.一種基于液壓傳動的多軸點吸收式波浪能發(fā)電裝置，其特征在于:包括兩個過濾器(3、4)、先導式溢流閥(5)、比例節(jié)流閥(6)、十個單向閥(7?16)、液壓缸(17)、兩個油泵(18、19)、變量馬達(20)、發(fā)電機(21)、轉(zhuǎn)速變送器(22)、壓力變送器(23)、球閥(24)、蓄能器(25)、活塞(26)、活塞桿(27)、兩根轉(zhuǎn)軸(28,29)和油箱(30);其中: 液壓缸(17)的活塞桿(27)與浮體(31)固接，液壓缸(17)的有桿腔分為三路，第一路與第一單向閥(11)的出油口相連，第二路與第二單向閥(12)的進油口連接，第二單向閥(12)的出油口和第三單向閥(13)的出油口相連，第三單向閥(13)的進油口經(jīng)第四單向閥(15)接油箱(30)，第三路經(jīng)與第六單向閥(16)接油箱(30);液壓缸(17)的無桿腔分為兩路，一路接第四單向閥(15)的出油口，另一路接第五單向閥(14)的出油口 ；第二單向閥(12)和第三單向閥(13)的出油口分兩路，一路經(jīng)先導式溢流閥(5)接油箱(30)，另一路經(jīng)壓力變送器(23)、球閥(24)接蓄能器(25);第一油泵(18)進油口和第二油泵(18)進油口并接經(jīng)第一過濾器(3)接油箱(30);第一油泵(18)的出油口分為兩路，一路經(jīng)第七單向閥(9)接第二單向閥(12)的出油口，另一路接第八單向閥(10)的出油口 ；第二油泵(19)的出油口分為兩路，一路經(jīng)第九單向閥(8)接第二單向閥(12)的出油口，另一路接第十單向閥(7)的出油口 ；帶有發(fā)電機(21)和轉(zhuǎn)速變送器(22)的變量馬達(20)進油口經(jīng)第二過濾器⑷接油箱，變量馬達(20)出油口經(jīng)比例節(jié)流閥(6)接第二單向閥(12)的出油口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于液壓傳動的多軸點吸收式波浪能發(fā)電裝置，其特征在于:所述油箱(30)內(nèi)接有液位液溫計(I)和空氣過濾器(2)。
【文檔編號】F15B1/02GK103742344SQ201310715462
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2013年12月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月23日
【發(fā)明者】張大海, 顧欣星, 李偉, 王佳琪 申請人:浙江大學