基于液壓傳動(dòng)的多軸點(diǎn)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(dòng)的多軸點(diǎn)吸收式波浪能發(fā)電裝置。本發(fā)明包括兩個(gè)過濾器、先導(dǎo)式溢流閥、比例節(jié)流閥、十個(gè)單向閥、液壓缸、兩個(gè)油泵、變量馬達(dá)、發(fā)電機(jī)、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(yùn)動(dòng)，通過液壓傳動(dòng)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，由此構(gòu)成一種基于液壓傳動(dòng)的新型波浪能發(fā)電裝置。本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)來波方向上波浪能的同時(shí)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(jìn)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(yīng)用。
【專利說明】基于液壓傳動(dòng)的多軸點(diǎn)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(dòng)的多軸點(diǎn)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(diǎn)吸收式等其他波浪利用形式，它們都有一個(gè)共同特點(diǎn)，就是只能吸收一個(gè)來波或最多兩個(gè)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(jī)械傳動(dòng)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?xí)蔀槟芰课兆杂啥榷说呢?fù)載，而采用多軸吸收液壓傳動(dòng)方案可以根據(jù)單向波況實(shí)現(xiàn)兩自由度或單自由度的獨(dú)立能量吸收而互不影響，從而實(shí)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(dòng)的多軸點(diǎn)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(gè)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(gè)過濾器、先導(dǎo)式溢流閥、比例節(jié)流閥、十個(gè)單向閥、液壓缸、兩個(gè)油泵、變量馬達(dá)、發(fā)電機(jī)、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(jìn)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(jìn)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(dǎo)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(jìn)油口和第二油泵進(jìn)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(jī)和轉(zhuǎn)速變送器的變量馬達(dá)進(jìn)油口經(jīng)第二過濾器接油箱，變量馬達(dá)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(jì)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(dòng)的多軸點(diǎn)吸收式波浪能發(fā)電裝置可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)來波方向上波浪能的同時(shí)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(jìn)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(yīng)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(jì)，2.空氣過濾器，3、4.過濾器，5.先導(dǎo)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(dá)，21.發(fā)電機(jī)，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(shí)施方式】
[0009]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
[0010]如圖1所示，本發(fā)明包括兩個(gè)過濾器3、4、先導(dǎo)式溢流閥5、比例節(jié)流閥6、十個(gè)單向閥7?16、液壓缸17、兩個(gè)油泵18、19、變量馬達(dá)20、發(fā)電機(jī)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(jìn)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(jìn)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(dǎo)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(jìn)油口和第二油泵18進(jìn)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(jī)21和轉(zhuǎn)速變送器22的變量馬達(dá)20進(jìn)油口經(jīng)第二過濾器4接油箱，變量馬達(dá)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(jì)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(yùn)動(dòng)將通過活塞桿27帶動(dòng)活塞26的上下運(yùn)動(dòng)。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(dāng)活塞向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，液壓缸17的有桿腔的油液都是朝變量馬達(dá)20輸入端供油，與此同時(shí)油箱30向液壓缸17的無桿腔補(bǔ)充油液；當(dāng)活塞向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，液壓缸17的無桿腔的油液都是朝變量馬達(dá)20輸入端供油，與此同時(shí)油箱30向液壓缸17的有桿腔補(bǔ)充油液；變量馬達(dá)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(dá)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(jì)1，用來檢測(cè)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(yùn)動(dòng)時(shí)起到對(duì)液壓缸無桿腔的油液補(bǔ)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(yùn)動(dòng)時(shí)起到對(duì)液壓缸有桿腔的油液補(bǔ)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(yùn)動(dòng)將通過第一轉(zhuǎn)軸28帶動(dòng)第一油泵18工作，浮體31的縱搖運(yùn)動(dòng)將通過第二轉(zhuǎn)軸29帶動(dòng)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(dá)20輸入端方向輸出。變量馬達(dá)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(dá)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(jì)1，用來檢測(cè)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(duì)進(jìn)入第一油泵18、第二油泵19的油液進(jìn)行過濾的作用。
[0014]變量馬達(dá)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(dá)安全穩(wěn)定工作，從而帶動(dòng)發(fā)電機(jī)21發(fā)電，供負(fù)載與用戶使用；發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速大小由轉(zhuǎn)速變送器22檢測(cè)；波速變化引起的能量波動(dòng)通過蓄能器25來緩和，當(dāng)波速增大時(shí)，蓄能器25把多余的能量儲(chǔ)存起來，波速減小時(shí)，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(dǎo)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(shí)沿垂向、縱蕩、橫蕩三個(gè)方向分別作垂蕩、橫搖和縱搖運(yùn)動(dòng)，分別帶動(dòng)液壓缸17、第一油泵18、第二油泵19同時(shí)運(yùn)動(dòng)，從而保證變量馬達(dá)20帶動(dòng)發(fā)電機(jī)21高效率工作，實(shí)現(xiàn)可同時(shí)捕獲三個(gè)方向上的波浪能。
[0016]本發(fā)明的工作原理是:
工作時(shí)，浮體的上下垂蕩運(yùn)動(dòng)將通過活塞桿帶動(dòng)活塞的上下運(yùn)動(dòng)；浮體的橫搖、縱搖運(yùn)動(dòng)將分別通過與之連接的轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)相應(yīng)的油泵工作；液壓缸的有桿腔通過油管與相應(yīng)的單向閥相連，液壓缸的無桿腔通過油管與相應(yīng)的單向閥相連，從而保證當(dāng)活塞向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，液壓缸的有桿腔的油液都是朝變量馬達(dá)輸入端供油，與此同時(shí)油箱向液壓缸的無桿腔補(bǔ)充油液；當(dāng)活塞向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，液壓缸的無桿腔的油液都是朝變量馬達(dá)輸入端供油，與此同時(shí)油箱向液壓缸的有桿腔補(bǔ)充油液；橫搖、縱搖運(yùn)動(dòng)分別所對(duì)應(yīng)的油泵通過油管與相應(yīng)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(dá)輸入端供油。
[0017]變量馬達(dá)的輸入端接有比例節(jié)流閥，用于控制輸入流量的大??；變量馬達(dá)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(dá)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(gè)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(duì)進(jìn)入油泵的油液進(jìn)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(yùn)動(dòng)時(shí)起到對(duì)液壓缸無桿腔的油液補(bǔ)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(yùn)動(dòng)時(shí)起到對(duì)液壓缸有桿腔的油液補(bǔ)充作用；變量馬達(dá)的主軸與發(fā)電機(jī)同軸相連，通過轉(zhuǎn)速變送器檢測(cè)其轉(zhuǎn)速大小。[0018]浮體在波浪力的作用下可同時(shí)沿垂向、縱蕩、橫蕩三個(gè)方向分別作垂蕩、橫搖和縱搖運(yùn)動(dòng)，分別帶動(dòng)液壓缸、兩個(gè)油泵同時(shí)運(yùn)動(dòng)，從而保證變量馬達(dá)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)高效率工作，實(shí)現(xiàn)可同時(shí)捕獲三個(gè)方向上的波浪能。
【權(quán)利要求】
1.一種基于液壓傳動(dòng)的多軸點(diǎn)吸收式波浪能發(fā)電裝置，其特征在于:包括兩個(gè)過濾器(3、4)、先導(dǎo)式溢流閥(5)、比例節(jié)流閥(6)、十個(gè)單向閥(7?16)、液壓缸(17)、兩個(gè)油泵(18、19)、變量馬達(dá)(20)、發(fā)電機(jī)(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(jìn)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(jìn)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(dǎo)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(jìn)油口和第二油泵(18)進(jìn)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(jī)(21)和轉(zhuǎn)速變送器(22)的變量馬達(dá)(20)進(jìn)油口經(jīng)第二過濾器⑷接油箱，變量馬達(dá)(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(dòng)的多軸點(diǎn)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(jì)(I)和空氣過濾器(2)。
【文檔編號(hào)】F15B1/02GK103742344SQ201310715462
【公開日】2014年4月23日 申請(qǐng)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(qǐng)人:浙江大學(xué)