用于波浪能液壓發(fā)電的浮子組件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于波力發(fā)電領(lǐng)域，涉及一種用于波浪能液壓發(fā)電的浮子組件，包括兩個外形和結(jié)構(gòu)相同的浮子(2)，兩個浮子(2)通過支撐梁(1)連接在一起，每個浮子(2)包括外殼、內(nèi)部托架(15)、旋轉(zhuǎn)驅(qū)動桿(3)和二號液壓缸(14)，內(nèi)部托架(15)的一端與二號液壓缸(14)的缸體固定連接，另一端與所述的支撐梁(1)固定連接，所述的浮子(2)的外殼，一側(cè)通過軸承(12)與支撐梁(1)相連，另一側(cè)通過軸承(13)與旋轉(zhuǎn)驅(qū)動桿(3)相連，從而使得浮子(2)的外殼能夠圍繞支撐梁(1)和旋轉(zhuǎn)驅(qū)動桿(3)轉(zhuǎn)動；二號液壓缸(14)包括缸體，固定在旋轉(zhuǎn)驅(qū)動桿(3)上的旋轉(zhuǎn)軸(20)，液壓缸內(nèi)部為環(huán)柱形腔體(23)；在內(nèi)部托架(15)上固定有一號液壓缸(10)，其兩側(cè)的每個活塞(18)各通過一個活塞連接桿(11)固定連接到浮子的外殼內(nèi)表面上。本發(fā)明能充分吸收波能吸收裝置投放處波浪的能量，穩(wěn)定性高。
【專利說明】用于波浪能液壓發(fā)電的浮子組件
所屬【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明屬于波力發(fā)電領(lǐng)域，具體涉及一種波浪能吸收裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]由于全球化石能源等不可再生能源的日益枯竭以及環(huán)境污染日趨加劇，有效利用清潔、可再生的能源成為世界主要沿海國家能源戰(zhàn)略的重要選擇。我國有18，000多千米的海岸線，據(jù)計算，如果將可以利用的海洋能轉(zhuǎn)化為電能，大約能提供1.5億kW的電力，相當于我國目前裝機容量的兩倍多，因此發(fā)展波浪發(fā)電技術(shù)適應(yīng)我國的國情和需要?！笆濉笔俏覈Ｑ髽I(yè)加快發(fā)展的重要時期，也是推動經(jīng)濟結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級、轉(zhuǎn)變經(jīng)濟發(fā)展方式的關(guān)鍵期。我們應(yīng)緊跟新一輪世界科技革命與能源革命的步伐，以高端技術(shù)、高端產(chǎn)品、高端產(chǎn)業(yè)為引領(lǐng)，提高海洋可再生能源開發(fā)利用的核心競爭力，通過優(yōu)化我國能源生產(chǎn)及消費結(jié)構(gòu)，來支撐國民經(jīng)濟及全社會的可持續(xù)發(fā)展。波浪能發(fā)電技術(shù)是通過波浪能吸收裝置，將波浪能首先轉(zhuǎn)換為機械能，再轉(zhuǎn)換成電能。我國已經(jīng)成功研制了振蕩水柱式和聚波水庫式等波浪發(fā)電裝置，一些波浪發(fā)電技術(shù)甚至達到了世界先進水平。但是上述已有的裝置中波浪能吸收裝置部分一般僅對波能吸收裝置的某一個運動方向上的能量進行捕獲，或上下運動，或水平運動，或縱搖，或橫搖等等，波能利用率不高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明針對以上問題，提供一種適用于波浪能吸收的浮子組件，該浮子組件通過比較簡單的結(jié)構(gòu)和部件，從不同的自由度方向充分吸收波能吸收裝置投放處波浪的能量。本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0004]一種用于波浪能液壓發(fā)電的浮子組件，包括兩個外形和結(jié)構(gòu)相同的浮子(2)，兩個浮子(2)通過支撐梁(I)連接在一起，每個浮子(2)包括外殼、內(nèi)部托架(15)、旋轉(zhuǎn)驅(qū)動桿
(3)和二號液壓缸(14)，所述的內(nèi)部托架(15)的一端與二號液壓缸(14)的缸體固定連接，另一端與所述的支撐梁(I)固定連接，所述的浮子(2)的外殼，一側(cè)通過軸承(12)與支撐梁⑴相連，另一側(cè)通過軸承(13)與旋轉(zhuǎn)驅(qū)動桿(3)相連，從而使得浮子(2)的外殼能夠圍繞支撐梁(I)和旋轉(zhuǎn)驅(qū)動桿(3)轉(zhuǎn)動；
[0005]二號液壓缸(14)，包括缸體，固定在旋轉(zhuǎn)驅(qū)動桿(3)上的旋轉(zhuǎn)軸(20)，由旋轉(zhuǎn)軸(20)的外表面和缸體的內(nèi)表面圍成的腔體的橫截面為圓環(huán)形，稱該腔體為環(huán)柱形腔體
(23)，在環(huán)柱形腔體(23)內(nèi)填充有高壓油，在環(huán)柱形腔體(23)的不同部位分別設(shè)置有擋板
(22)和運動活塞(21)，擋板(22)與缸體(14)內(nèi)表面固定連接，運動活塞(21)與旋轉(zhuǎn)軸
(20)固定連接；二號液壓缸(14)的缸體的兩個側(cè)面通過動密封連接到旋轉(zhuǎn)驅(qū)動桿(3)的一端，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動桿(3)的另一端通過連接桿(4)與設(shè)置在浮子外部的擺板(5)相連，使得旋轉(zhuǎn)驅(qū)動桿(3)能夠隨著擺板(5)的擺動而轉(zhuǎn)動；
[0006]所述的浮子(2)還包括固定在內(nèi)部托架(15)上的一號液壓缸(10),在一號液壓缸
(10)的兩側(cè)各設(shè)置一個活塞(18)，每個活塞(18)各通過一個活塞連接桿(11)固定連接到浮子的外殼內(nèi)表面上，兩個活塞連接桿(11)均為彎形桿，兩個彎形桿向同一側(cè)彎曲。
[0007]本發(fā)明提供的浮子組件，將海面上波浪的動能通過浮子繞固定軸的轉(zhuǎn)動提取出來；海面下波浪的動能通過擺板的擺動提取出來，上述兩種被提取出來的能量均被統(tǒng)一轉(zhuǎn)化為活塞的運動，進而擠壓液壓缸內(nèi)的高壓油，最終轉(zhuǎn)化為液壓能，通過液壓馬達帶動發(fā)電機發(fā)電。具有如下的技術(shù)效果:1)浮子利用多個自由度的運動，能充分吸收波能吸收裝置投放處波浪的能量。2)裝置結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)備便于安裝和維護，可以批量生產(chǎn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1是多自由度波浪能吸收裝置示意圖。
[0009]圖中，I為支撐梁；2為浮子；3為旋轉(zhuǎn)驅(qū)動桿；4為連接桿；5為擺板；6為支架；7為活塞驅(qū)動桿；8為固定底座；9為海面。
[0010]圖2是浮子基本結(jié)構(gòu)圖。
[0011]圖中，IO為一號液壓缸；11為活塞連接桿，固定在浮子上；12、13為軸承，12、13分別壓裝在支撐梁I以及旋轉(zhuǎn)驅(qū)動桿3上，再分別安裝在半圓柱形浮子2的兩個半圓形底面上，12用于連接支撐梁和浮子，13用于連接旋轉(zhuǎn)驅(qū)動桿與浮子；14為二號液壓缸；15為內(nèi)部托架，用于將10、14與支撐梁連結(jié)起來，為不可旋轉(zhuǎn)部分。
[0012]圖3為10 (一號液壓缸)平面圖。
[0013]圖中，虛線矩形框內(nèi)為一號液壓缸；16為液壓油管道；17為高壓油；18為活塞。
[0014]圖4為14 (二號液壓缸)平面圖。
[0015]圖中，19為液壓油管道；20為旋轉(zhuǎn)軸，隨著擺板的擺動而旋轉(zhuǎn)；21為運動活塞，連接在旋轉(zhuǎn)軸上；22為擋板，固定在液壓缸上；23為高壓油。
[0016]圖5為固定底座內(nèi)結(jié)構(gòu)圖，左側(cè)為立體圖，右側(cè)為平面圖。
[0017]圖中，24為三號液壓缸；25為彈簧；26為高壓油；27為液壓油管道；28為運動活塞。
【具體實施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明的浮子組件及其應(yīng)用場景作進一步描述。
[0019]本發(fā)明的浮子組件，應(yīng)用于波浪能吸收，圖1為整個波浪能吸收裝置示意圖。本發(fā)明采用兩個半圓柱形浮子2，浮子為內(nèi)部安裝了液壓缸等部件的中空的殼體，兩個浮子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和外部殼體的形狀是相同的，浮子2的一端通過軸承12與支撐梁I 一端相連，支撐梁另一端固定在支架6上；浮子2的另一端通過軸承13與旋轉(zhuǎn)驅(qū)動桿3 —端相連。旋轉(zhuǎn)驅(qū)動桿3、擺板5通過連接桿4連接到一起,組成一個擺動旋轉(zhuǎn)機構(gòu)。支架同時與活塞驅(qū)動桿7的一端相連，活塞驅(qū)動桿7的另一端與固定底座內(nèi)的運動活塞相連。固定底座8選用密度大的質(zhì)量塊沉入海底，理論上固定不動。當海面有浪時，一方面由于海面的升高、降低，浮子受到的浮力發(fā)生改變，進而做豎直方向的運動；另一方面浮子會由于海浪入射方向的動能而做旋轉(zhuǎn)運動；海面下，波浪垂直作用于擺板，擺板繞擺軸前后擺動。
[0020]圖2、圖3和圖4是浮子結(jié)構(gòu)圖。浮子可以圍繞支撐梁旋轉(zhuǎn)，支撐梁為不可旋轉(zhuǎn)部分，只能做豎直方向的上下運動，液壓缸10、14通過內(nèi)部托架15與支撐梁固定為一個整體，也只能做上下方向的運動?；钊B接桿11 一端固定在浮子上，另一端與活塞18固定，由于浮子相對于液壓缸10會發(fā)生旋轉(zhuǎn)，這樣連接桿11就會推動活塞18壓縮液壓缸10內(nèi)的高壓油，將浮子的旋轉(zhuǎn)動能轉(zhuǎn)化為液壓油的液壓能。擋板22固定在液壓缸14上。旋轉(zhuǎn)驅(qū)動桿3的一端與二號液壓缸14的缸體的兩個側(cè)面相連，連接方式為填料密封。旋轉(zhuǎn)驅(qū)動桿3與液壓缸14內(nèi)的旋轉(zhuǎn)軸20固定在一起，兩者做相同的旋轉(zhuǎn)運動，活塞21 —端與20連接，使得當20發(fā)生旋轉(zhuǎn)時21可以隨著旋轉(zhuǎn)，這樣當擺板隨著海下波浪發(fā)生運動時，21就可以做旋轉(zhuǎn)運動，壓縮液壓缸14內(nèi)的高壓油23，將擺板的動能轉(zhuǎn)化為液壓油的液壓能。
[0021]固定底座結(jié)構(gòu)圖如圖5所示?；钊?qū)動桿7—端焊接在支架上，另一端連接在運動活塞25上。當有海浪時，浮子會帶動支架做上下運動，進而使得28上下運動，壓縮液壓缸24內(nèi)的高壓油，將浮子的動能轉(zhuǎn)化為液壓能。彈簧25—端固定在液壓缸上，另一端固定在活塞上，用于減小浮子上升、下降的高度和速度，增加系統(tǒng)穩(wěn)定性。本發(fā)明在固定底座上也設(shè)置了一個液壓缸，使得固定底座有了雙重功能，即增加了系統(tǒng)穩(wěn)定性，又能夠提高波浪能的吸收效率。
[0022]最終將液壓油管道16、19、27內(nèi)的液壓油匯聚到一個主管道中，通過液壓馬達帶動發(fā)電機發(fā)電。
【權(quán)利要求】
1.一種用于波浪能液壓發(fā)電的浮子組件，包括兩個外形和結(jié)構(gòu)相同的浮子(2)，兩個浮子(2)通過支撐梁(I)連接在一起，其特征在于，每個浮子(2)包括外殼、內(nèi)部托架(15)、旋轉(zhuǎn)驅(qū)動桿(3)和二號液壓缸(14),所述的內(nèi)部托架(15)的一端與二號液壓缸(14)的缸體固定連接，另一端與所述的支撐梁⑴固定連接，所述的浮子⑵的外殼，一側(cè)通過軸承(12)與支撐梁⑴相連，另一側(cè)通過軸承(13)與旋轉(zhuǎn)驅(qū)動桿(3)相連，從而使得浮子(2)的外殼能夠圍繞支撐梁⑴和旋轉(zhuǎn)驅(qū)動桿⑶轉(zhuǎn)動； 二號液壓缸(14)，包括缸體，固定在旋轉(zhuǎn)驅(qū)動桿(3)上的旋轉(zhuǎn)軸(20)，由旋轉(zhuǎn)軸(20)的外表面和缸體的內(nèi)表面圍成的腔體的橫截面為圓環(huán)形，稱該腔體為環(huán)柱形腔體(23)，在環(huán)柱形腔體(23)內(nèi)填充有高壓油，在環(huán)柱形腔體(23)的不同部位分別設(shè)置有擋板(22)和運動活塞(21)，擋板(22)與缸體(14)內(nèi)表面固定連接，運動活塞(21)與旋轉(zhuǎn)軸(20)固定連接；二號液壓缸(14)的缸體的兩個側(cè)面通過動密封連接到旋轉(zhuǎn)驅(qū)動桿(3)的一端，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動桿(3)的另一端通過連接桿(4)與設(shè)置在浮子外部的擺板(5)相連，使得旋轉(zhuǎn)驅(qū)動桿(3)能夠隨著擺板(5)的擺動而轉(zhuǎn)動。所述的浮子(2)還包括固定在內(nèi)部托架(15)上的一號液壓缸(10),在一號液壓缸(10)的兩側(cè)各設(shè)置一個活塞(18)，每個活塞(18)各通過一個活塞連接桿(11)固定連接到浮子的外殼內(nèi)表面上，兩個活塞連接桿(11)均為彎形桿，兩個彎形桿向同一側(cè)彎曲。
【文檔編號】F03B13/14GK103850863SQ201410079215
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2014年3月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月5日
【發(fā)明者】方紅偉, 方思遠 申請人:天津大學(xué)