本發(fā)明涉及波浪能利用技術(shù)，具體是一種復(fù)合液壓驅(qū)動式波浪能發(fā)電裝置。

背景技術(shù)：

隨著人類社會的進(jìn)步，社會對能源的需求越來越大，傳統(tǒng)能源等非再生能源日漸枯竭，其碳排放量過高也會引起世界關(guān)注的環(huán)境問題，波浪能作為一種清潔可再生能源，其儲量巨大。利用其發(fā)電成了世界各大海洋大國研究趨勢。波浪能所含的動能大概是風(fēng)能的1000倍，它允許更小的設(shè)備來利用其生產(chǎn)電力。同時，水的密度是空氣的850倍，因此水的電力產(chǎn)量要比空氣顯著高很多。和風(fēng)能及太陽能不同，波浪能生產(chǎn)的電力具有持續(xù)性。同時波浪能也具有不穩(wěn)定性，所以采用液壓傳動成了一種比較適用的傳動方式。由于液壓傳動系統(tǒng)體積小，傳遞功率較大，可以實現(xiàn)在較小空間內(nèi)傳遞復(fù)雜的運動形式，以及容易實現(xiàn)過載保護(hù)蓄能保護(hù)等優(yōu)點，液壓方式在波浪能發(fā)電領(lǐng)域運用廣泛。世界各海洋大國都十分重視波浪能發(fā)電方面的研究，我國起步較晚，主要從事波浪能研究的機構(gòu)主要有中國科學(xué)院廣州能源研究所等，因此，運用波浪能發(fā)電對我們科研工作者而言意義重大。

中國專利號為201410179733.6的發(fā)明公開了一種用于變負(fù)載有差調(diào)節(jié)波浪能發(fā)電液壓傳動系統(tǒng)，包括雙桿活塞液壓缸在波浪能收集裝置的帶動下往復(fù)運動，進(jìn)而帶動兩端四個單桿活塞液壓缸往復(fù)運動，可以通過電磁閥的調(diào)節(jié)來調(diào)節(jié)四缸變?yōu)殡p缸運行。但是，該發(fā)明對波浪能收集裝置沒有明顯的回退助力，以及沒有明確指出系統(tǒng)中電磁閥供電從何而來，存在較弱缺陷。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決上述的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種液壓蓄能，輸出恒定，并利用太陽能供電的復(fù)合液壓驅(qū)動式波浪能發(fā)電裝置。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

一種復(fù)合液壓驅(qū)動式波浪能發(fā)電裝置，包括波浪能收集裝置和與該裝置連接的油路，與現(xiàn)有技術(shù)不同的是：

還包括單桿活塞液壓缸、雙作用增壓器、單向閥、三位四通電磁換向閥、壓力繼電器、蓄能器、電磁減壓閥、比例調(diào)速閥、溢流閥、液壓馬達(dá)、發(fā)電裝置、補油箱、壓力傳感器、光電編碼器、控制器和太陽能電池板；

所述單桿活塞液壓缸與波浪能吸收裝置連接，單桿活塞液壓缸兩端接口與雙作用增壓器連接；雙作用增壓器與單向閥并聯(lián)，單向閥出油口與高壓油路連通，高壓油路通過三位四通電磁換向閥與蓄能器連接，蓄能器與壓力繼電器并聯(lián)，電磁減壓閥、比例調(diào)速閥、壓力傳感器、溢流閥和液壓馬達(dá)依次串聯(lián)在高壓油路上，并分別與控制器連接，液壓馬達(dá)輸出軸分別與發(fā)電裝置、光電編碼器連接，蓄能器并聯(lián)在單向閥的進(jìn)油口和出油口之間，單向閥與補油箱串聯(lián)接入低壓油路。

所述單向閥包括第一單向閥、第二單向閥、第三單向閥、第四單向閥和第五單向閥，其中：雙作用增壓器一端分別與第一單向閥與第二單向閥并聯(lián)，另一端分別與第三單向閥和第四單向閥并聯(lián)，第三單向閥出油口與第二單向閥出油口連通后并入高壓油路，第一單向閥與第四單向閥進(jìn)油口并聯(lián)，第五單向閥與補油箱串聯(lián)后接入低壓油路。

所述壓力繼電器包括第一壓力繼電器和第二壓力繼電器；蓄能器包括第一蓄能器，第二蓄能器和第三蓄能器，其中：第一蓄能器和第二蓄能器分別與三位四通電磁換向閥連接，第一蓄能器進(jìn)油口與第一壓力繼電器并聯(lián)，第二蓄能器進(jìn)油口與第二壓力繼電器并聯(lián)，第三蓄能器并聯(lián)在第三單向閥進(jìn)油口和第四單向閥出油口之間。

所述太陽能電池板為電控系統(tǒng)供電。

本發(fā)明的工作原理是：通過海水帶動波浪能收集裝置，推動單桿活塞液壓缸、雙作用增壓器油路輸入高壓油，高壓油經(jīng)過第三單向閥、第二單向閥送到高壓油路蓄能組，并不斷充排油達(dá)到給系統(tǒng)提供穩(wěn)定高壓的目的。系統(tǒng)的壓力和流量由電磁減壓閥和比例調(diào)速閥來調(diào)節(jié)，系統(tǒng)低壓油路設(shè)置有蓄能器提供補油和助推的作用。該系統(tǒng)中蓄能器組有持續(xù)充排油為系統(tǒng)提供持續(xù)高壓油的功能，蓄能器組在工作過程中，通過控制器控制三位四通電磁換向閥由中位調(diào)到左位為第一蓄能器充油，當(dāng)?shù)谝恍钅芷鲏毫_(dá)到調(diào)定壓力時，第一壓力繼電器向控制器發(fā)出訊號，控制器控制三位四通電磁換向閥調(diào)到右位，繼續(xù)給第二蓄能器供油，同時第一蓄能器排油，當(dāng)達(dá)到第二蓄能器調(diào)定壓力時，第二壓力繼電器向控制器發(fā)出訊號，控制器再控制三位四通電磁換向閥調(diào)到左位，依次工作下去，能夠達(dá)到持續(xù)不斷為系統(tǒng)供出高壓油的目的，同時，太陽能電池板為電控系統(tǒng)供電。

本發(fā)明所產(chǎn)生的有益效益是：利用波浪的上下運動將波浪能轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的機械能，從而帶動發(fā)電機發(fā)電，通過增壓器增壓和蓄能器蓄能為系統(tǒng)提供穩(wěn)定高效的能量，有效地提高了波浪能的利用效率，適合近海岸的波浪能利用。

附圖說明

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)一步說明。

圖1為本發(fā)明機構(gòu)原理圖；

圖2為本發(fā)明控制框圖。

圖中：1.單桿活塞液壓缸、2.雙作用增壓器、3.第一單向閥、4.第二單向閥、5.第三單向閥、6.第四單向閥、7.第五單向閥、8.第三蓄能器、9.三位四通電磁換向閥、10.第一壓力繼電器、11.第二壓力繼電器、12.第一蓄能器、13.第二蓄能器、14.電磁減壓閥、15.比例調(diào)速閥、16.溢流閥、17.液壓馬達(dá)、18.發(fā)電裝置、19.補油箱、20.壓力傳感器、21.光電編碼器、22.PID控制器、23.太陽能電池板。

具體實施方式

參閱圖1，一種復(fù)合液壓驅(qū)動式波浪能發(fā)電裝置，由單桿活塞液壓缸1，雙作用增壓器2，第一單向閥3，第二單向閥4，第三單向閥5，第四單向閥6，第五單向閥7，三位四通電磁換向閥9，第一壓力繼電器10，第二壓力繼電器11，第一蓄能器12，第二蓄能器13，第三蓄能器8，電磁減壓閥14，比例調(diào)速閥15，溢流閥16，液壓馬達(dá)17，發(fā)電裝置18，補油箱19，壓力傳感器20，光電編碼器21，PID控制器22和太陽能電池板23構(gòu)成；

單桿活塞液壓缸1與波浪能吸收裝置連接； 單桿活塞液壓缸1兩端接口與雙作用增壓器2連接；雙作用增壓器2一端并聯(lián)第一單向閥3與第二單向閥4，另一端并聯(lián)第三單向閥5和第四單向閥6，第三單向閥5出油口接向第二單向閥4出油口并入高壓油路，高壓油路接入三位四通電磁換向閥9進(jìn)油口，三位四通電磁換向閥9接出第一蓄能器12和第二蓄能器13，在第一蓄能器12進(jìn)油口并聯(lián)第一壓力繼電器10，在第二蓄能器13進(jìn)油口并聯(lián)第二壓力繼電器11，三位四通電磁換向閥9出油口接回高壓油路，高壓油路上依次串聯(lián)電磁減壓閥14，電磁調(diào)速閥15，壓力傳感器20，溢流閥16，液壓馬達(dá)17，液壓馬達(dá)輸出軸接有發(fā)電裝18，且接有光電編碼器21，第三蓄能器8并聯(lián)在第三單向閥5進(jìn)油口和第四單向閥6出油口之間，第一單向閥3與第四單向閥6進(jìn)油口并聯(lián)，第五單向閥7與補油箱19串聯(lián)接入低壓油路。太陽能電池板23為電控系統(tǒng)供電。

本發(fā)明的實際工作過程為：波浪吸收裝置吸收能量后，通過帶動單桿活塞液壓缸1運動，進(jìn)而帶動雙作用增壓器2往復(fù)運動為系統(tǒng)提供高壓油，高壓油為蓄能器組持續(xù)不斷充油，蓄能器組向系統(tǒng)持續(xù)不斷排油，同時第三蓄能器8能夠起到低壓油路補油和助推單桿活塞液壓缸的作用。同時，電控系統(tǒng)由太陽能電池板23來供電，能夠復(fù)合利用清潔能源，更大地提高波浪能的利用效率。

當(dāng)單杠活塞液壓缸1如圖1中向右運動時，液壓油經(jīng)過雙作用增壓器2左腔加壓經(jīng)過第二單向閥4流向高壓油路，當(dāng)單杠活塞液壓缸1向左運動時，液壓油經(jīng)雙作用增壓器2右腔加壓經(jīng)過第三單向閥5流向高壓油路。

該系統(tǒng)中蓄能器組包括三位四通電磁換向閥9、第一壓力繼電器10、第二壓力繼電器11、第一蓄能器12、第二蓄能器13、其具有持續(xù)充排油為系統(tǒng)提供持續(xù)高壓油的功能，其工作過程如下，控制器22控制三位四通電磁換向閥由中位調(diào)到左位為第一蓄能器12充油，當(dāng)?shù)谝恍钅芷?2壓力達(dá)到調(diào)定壓力時，第一壓力繼電器10向控制器22發(fā)訊，控制器22控制三位四通電磁換向閥調(diào)到右位，繼續(xù)給第二蓄能器13供油，同時第一蓄能器12排油，當(dāng)達(dá)到第二蓄能器調(diào)定壓力時，第二壓力繼電器向控制器22發(fā)訊，控制器再控制三位四通電磁換向閥調(diào)到左位，依次工作下去，能夠達(dá)到持續(xù)不斷為系統(tǒng)供出高壓油的目的。

壓力傳感器20將油液壓力轉(zhuǎn)換成電訊號傳給控制器22，控制器22根據(jù)電信號發(fā)訊控制電磁減壓閥14從而穩(wěn)定系統(tǒng)壓力。

要保證液壓馬達(dá)17轉(zhuǎn)速恒定，故在液壓馬達(dá)17上安裝電磁編碼器21檢測液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)速，光電編碼器21將電信號傳輸給控制器22，控制器22發(fā)訊控制比例調(diào)速閥15節(jié)流口大小從而保證輸入到液壓馬達(dá)17的流量恒定。

為防止系統(tǒng)因泄露引起管路內(nèi)壓降損失，在低壓油路設(shè)置補油箱21，同時在低壓油路設(shè)置第三蓄能器8，通過充排油可以為系統(tǒng)補油，并且能夠助推液壓缸回程。

太陽能電池板26通過吸收太陽能將轉(zhuǎn)換的電能儲存到多級蓄電池中，從而為系統(tǒng)持續(xù)供電。

如圖2所示，發(fā)電系統(tǒng)通過光電編碼器將液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)速發(fā)送給控制器，控制器根據(jù)傳輸信號控制比例調(diào)速閥節(jié)流口大小從而控制液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)速恒定；通過壓力傳感器將液壓馬達(dá)壓力發(fā)送給控制器，控制器根據(jù)壓力傳感器傳出的信號控制電磁減壓閥來調(diào)整系統(tǒng)壓力；通過第一壓力繼電器將第一蓄能器調(diào)定壓力轉(zhuǎn)換成電信號傳送給控制器，控制器將三位四通電磁閥調(diào)到左位，控制第一蓄能器充油，第二蓄能器排油；通過第二壓力繼電器將第二蓄能器調(diào)定壓力轉(zhuǎn)換成電信號傳送給控制器，控制器將三位四通電磁閥調(diào)到右位，控制第一蓄能器排油，第二蓄能器充油。