專利名稱：一種海洋流體動(dòng)能綜合發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及發(fā)電系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種基于液壓傳動(dòng)的海洋流體動(dòng)能綜 合發(fā)電系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
由于化石資源的過度使用瀕臨枯竭及其造成的環(huán)境問題日益嚴(yán)重，海洋能作為可 再生能源已深受全世界的重視，海洋流體動(dòng)能主要指的是海流能和波浪能，其發(fā)電裝置形 式有很多，但其基本結(jié)構(gòu)一般包括如下三個(gè)部分1、將流體動(dòng)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的能量捕獲 裝置；2、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；3、將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能的發(fā)電機(jī)構(gòu)，由波浪能捕獲機(jī)構(gòu)連接液壓缸，將 波浪能轉(zhuǎn)換為液壓能，海流能捕獲機(jī)構(gòu)則連接液壓泵，同樣也將海流能轉(zhuǎn)換為液壓能。為了 減小裝置的體積，液壓系統(tǒng)的額定壓力都設(shè)定的很高，機(jī)組設(shè)計(jì)工況也主要針對(duì)能量強(qiáng)度 大時(shí)的海洋能，因此目前的海洋流體動(dòng)能綜合發(fā)電系統(tǒng)只適用于能量高的海洋流體動(dòng)能發(fā) 電，對(duì)于微弱的海洋流體動(dòng)能，由于功率密度低，轉(zhuǎn)換的機(jī)械能或者壓力低，往往不能驅(qū)動(dòng) 液壓傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，即使機(jī)組能啟動(dòng)，其發(fā)電的效率也很低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種適合海洋流體動(dòng)能利用綜合發(fā)電系統(tǒng)，它不僅適用于能 量高的海洋流體動(dòng)能的發(fā)電，更適用于微弱的海洋流體的發(fā)電。為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，采用如下所述的技術(shù)方案一種海洋流體動(dòng)能綜合發(fā)電系統(tǒng)，由發(fā)電機(jī)、與發(fā)電機(jī)相連的液壓馬達(dá)、蓄能器、 將流體動(dòng)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的能量捕獲裝置及由第一單向閥、第一濾油器依次連接組成的液 壓分路連接組成，所述液壓馬達(dá)通過節(jié)流閥與液壓分路的第一單向閥相連接，所述蓄能器 設(shè)置在液壓馬達(dá)與第一單向閥間，在所述的液壓馬達(dá)與節(jié)流閥間連接有增壓閥，由開關(guān)閥 控制增壓閥入口處的流量，所述液壓分路是由至少兩個(gè)以上的液壓分路并聯(lián)的液壓分路 組，每個(gè)液壓分路連接一能量捕獲裝置；所述的每個(gè)能量捕獲裝置分別與每個(gè)液壓分路相連接，所述的液壓馬達(dá)的出口連 接一補(bǔ)油裝置，所述補(bǔ)油裝置由連接電機(jī)的液壓泵、給液壓泵供油的油箱及第三溢流閥組 成，在液壓泵與油箱間連接有第二濾油器；在所述增壓閥與液壓馬達(dá)相連接的液壓管道上連接有第二溢流閥，在所述的開關(guān) 閥與節(jié)流閥間連接第一溢流閥；所述液壓分路與能量捕獲裝置間通過快速接頭連接。使用本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是蓄能器充氣壓力較低，可以實(shí)現(xiàn)微弱海洋流體動(dòng)能的捕獲 存儲(chǔ)；通過增壓器將存儲(chǔ)的低壓液壓油增壓，驅(qū)動(dòng)液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣系統(tǒng)可采用高壓的馬 達(dá)，不僅減小了馬達(dá)的體積，同時(shí)馬達(dá)在高壓情況下工作有助于提高系統(tǒng)的效率；綜合發(fā)電 系統(tǒng)提供多路能量輸入管路，能方便接入不同類型的海洋能捕獲裝置，既可以捕獲高能量 的海洋流體動(dòng)能，也可以捕獲微弱的海洋流體動(dòng)能，可以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模能量捕獲，集中發(fā)電。


下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。圖1為本發(fā)明一種海洋流體動(dòng)能綜合發(fā)電系統(tǒng)一種實(shí)施例的工作原理圖；圖2為本發(fā)明一種海洋流體動(dòng)能綜合發(fā)電系統(tǒng)實(shí)施例的增壓閥工作原理圖；圖3為本發(fā)明一種一種海洋流體動(dòng)能綜合發(fā)電系統(tǒng)接入海洋能捕獲裝置的實(shí)施例工作圖。附圖標(biāo)記說明11蓄能器12節(jié)流閥13第一溢流閥14液壓馬達(dá)15發(fā)電機(jī)16油箱17開 關(guān)閥18增壓閥19第二溢流閥20液壓進(jìn)油分路21第一單向閥22第一濾油器23 快速接頭25液壓出油分路26快速接頭30補(bǔ)油裝置31液壓泵32第三溢流閥33 第二濾油器41海流能捕獲裝置42波浪能捕獲裝置51前液壓管道52后液壓管道 181第二單向閥182第三單向閥183第三濾油器 184第四濾油器 185壓射缸 186 換向閥187液壓桿 191左小腔192右小腔 193左環(huán)形腔194右環(huán)形腔
具體實(shí)施例方式參照附圖1和圖3所示，一種海洋流體動(dòng)能綜合發(fā)電系統(tǒng)，包括蓄能器11、節(jié)流閥 12、第一溢流閥13、增壓閥18、液壓馬達(dá)14、發(fā)電機(jī)15和油箱16，蓄能器11通過節(jié)流閥12 及開關(guān)閥17與增壓閥18的進(jìn)口連接，由增壓閥18的出口與液壓馬達(dá)14的進(jìn)口相連接，液 壓馬達(dá)14的輸出軸連接發(fā)電機(jī)15，其出口與油箱16相連接，第一溢流閥13的進(jìn)口端連接 在開關(guān)閥17及節(jié)流閥12間，其出口與油箱連接；在增壓閥18與液壓馬達(dá)14相連接的液壓 管道上設(shè)有第二溢流閥19，第二溢流閥19的進(jìn)口與液壓馬達(dá)14的進(jìn)口相連接，第二溢流 閥19的出口與油箱連接；開關(guān)閥17的進(jìn)口與節(jié)流閥12連接，其出口與增壓閥18的進(jìn)口連 接。增壓閥18的作用是提高液壓管道內(nèi)液壓油的壓強(qiáng)，流經(jīng)開關(guān)閥17的液壓油經(jīng)過增壓 閥18的作用，使得后液壓管道52中液壓油的壓強(qiáng)大于前液壓管道51中液壓油的壓強(qiáng)，從 而提高發(fā)電機(jī)的發(fā)電功率。如圖2所示，增壓閥18的工作原理為P 口由恒壓源供油，C 口通過第二單向閥181 和第三單向閥182分別與壓射缸185兩端的左、右小腔191和192連接；增壓過程為電磁 鐵Sl得電，換向閥186處于左位，油液經(jīng)換向閥186給壓射缸185的環(huán)形腔194充油，油液 同時(shí)流經(jīng)換向閥186和單向閥184流向壓射缸185的右小腔192，壓射缸右環(huán)形腔194充滿 油后，電磁鐵S2得電，換向閥186處于右位，油液經(jīng)換向閥186進(jìn)入壓射缸185的左環(huán)形腔 193，同時(shí)油液流經(jīng)換向閥186和單向閥183進(jìn)入壓射缸185的左小腔191，液壓桿187向右 運(yùn)動(dòng)將右小腔192中的油液經(jīng)單向閥182壓出C 口，完成一個(gè)增壓過程。換向閥186的電 磁鐵Sl與電磁鐵S2依次得電，可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)的增壓過程。在節(jié)流閥12與開關(guān)閥17相連接的液壓管道上可以設(shè)有多條液壓進(jìn)油分路20，本 發(fā)明實(shí)施例中設(shè)有三條液壓進(jìn)油分路，每條液壓進(jìn)油分路20上都設(shè)有第一單向閥21、第一 濾油器22和快速接頭23，快速接頭23連接第一濾油器22的一端，第一濾油器22的另一端 與第一單向閥21的進(jìn)口相連接，第一單向閥21的出口與開關(guān)閥17的進(jìn)口相連接。在液壓 馬達(dá)14的出口端設(shè)有與三條液壓進(jìn)油分路20相配合的三條液壓出油分路25，每條液壓出油分路25上設(shè)有一快速接頭26，每條液壓進(jìn)油分路和與其相對(duì)應(yīng)的液壓出油分路組成液 壓分路。海流能和波浪能等海洋能捕獲裝置可以通過快速接頭連接在液壓進(jìn)油分路20和 液壓出油分路25間，每組海洋能捕獲裝置捕獲來的海洋能經(jīng)液壓泵轉(zhuǎn)化為液壓能，液壓能 通過液壓進(jìn)油分路20匯集到海洋流體動(dòng)能綜合發(fā)電系統(tǒng)中推動(dòng)液壓馬達(dá)14轉(zhuǎn)動(dòng)，然后液 壓馬達(dá)14帶動(dòng)發(fā)電機(jī)15發(fā)電。在液壓馬達(dá)14的出口與油箱16相連接的液壓管道上設(shè)有補(bǔ)油裝置30，所述補(bǔ)油 裝置30包括液壓泵31、第三溢流閥32、第二濾油器33和電機(jī)34 ；電機(jī)34的輸出軸連接液 壓泵31，液壓泵31的出口與所述液壓馬達(dá)14的出口相連接，液壓泵31的進(jìn)口通過濾油器 33與油箱16相連接；溢流閥32的進(jìn)口與液壓泵31的出口相連接，溢流閥32的出口與油 箱16連接。當(dāng)所述海洋流體動(dòng)能利用綜合發(fā)電系統(tǒng)中的液壓油有泄漏，液壓管道中的液壓 油的工作壓強(qiáng)低于設(shè)定工作壓強(qiáng)時(shí)，液壓泵31將啟動(dòng)，吸入油箱16中的液壓油補(bǔ)入海洋流 體動(dòng)能利用綜合發(fā)電系統(tǒng)中。參照附圖3和圖2，本發(fā)明實(shí)施例的適合微弱海洋流體動(dòng)能利用綜合發(fā)電系統(tǒng)的工作過程為根據(jù)海洋環(huán)境的實(shí)際情況選擇大小合適的帶有液壓泵的葉輪等海流能捕獲裝 置41、合適大小的液壓缸等波浪能捕獲裝置42等海洋能捕獲裝置，將其連接在液壓分路組 中。當(dāng)前液壓管道51中液壓油的壓強(qiáng)沒有達(dá)到工作壓強(qiáng)時(shí)，開關(guān)閥17處于關(guān)閉狀態(tài)，海洋 能捕獲裝置捕獲來的海洋能轉(zhuǎn)換為液壓能，該液壓能通過節(jié)流閥12儲(chǔ)存在蓄能器11中；當(dāng) 前液壓管道51中液壓油的壓強(qiáng)達(dá)到工作壓強(qiáng)時(shí)，開關(guān)閥17開啟，液壓油流經(jīng)開關(guān)閥17經(jīng) 增壓閥18增壓進(jìn)入液壓馬達(dá)14，液壓油推動(dòng)液壓馬達(dá)14轉(zhuǎn)動(dòng)，液壓馬達(dá)14帶動(dòng)發(fā)電機(jī)15 發(fā)電。在本發(fā)明中快速管接頭可以方便地與海洋能捕獲裝置連接，吸收更多的海水動(dòng) 能。由于本系統(tǒng)可以連接多種海流能捕獲裝置吸收海水動(dòng)能，雖然有時(shí)海洋流體動(dòng)能能量 比較弱，但系統(tǒng)仍能將其動(dòng)能吸收儲(chǔ)存，匯集升壓后發(fā)出電能，因此本發(fā)明的海洋流體動(dòng)能 綜合發(fā)電系統(tǒng)不僅適用于海洋流體動(dòng)能能量高的發(fā)電場所，更適用于海洋液體能微弱的發(fā) 電場所。本海洋流體動(dòng)能綜合發(fā)電系統(tǒng)各部件及裝置均位于發(fā)電平臺(tái)上，該發(fā)電平臺(tái)位于 海平面以上。
權(quán)利要求
一種海洋流體動(dòng)能綜合發(fā)電系統(tǒng)，由發(fā)電機(jī)(15)、與發(fā)電機(jī)(15)相連的液壓馬達(dá)(14)、蓄能器(11)、將流體動(dòng)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的能量捕獲裝置及由第一單向閥(21)、第一濾油器(22)依次連接組成的液壓分路連接組成，所述液壓馬達(dá)(14)通過節(jié)流閥(12)與液壓分路的第一單向閥(21)相連接，所述蓄能器(11)設(shè)置在液壓馬達(dá)(14)與第一單向閥(21)間，其特征在于在所述的液壓馬達(dá)與節(jié)流閥間連接有增壓閥，由開關(guān)閥(17)控制增壓閥入口處的流量，所述液壓分路是由至少兩個(gè)以上的液壓分路并聯(lián)的液壓分路組，每個(gè)液壓分路連接一能量捕獲裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的海洋流體動(dòng)能綜合發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于所述的每個(gè)能量捕 獲裝置分別與每個(gè)液壓分路相連接，所述的液壓馬達(dá)的出口連接一補(bǔ)油裝置，所述補(bǔ)油裝 置由連接電機(jī)(34)的液壓泵(31)、給液壓泵供油的油箱及第三溢流閥組成，在液壓泵與油 箱間連接有第二濾油器(33)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的海洋流體動(dòng)能綜合發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于在所述增壓閥 (18)與液壓馬達(dá)(14)相連接的液壓管道上連接有第二溢流閥(19)，在所述的開關(guān)閥與節(jié) 流閥間連接第一溢流閥。
4.如權(quán)利要求1或2所述的海洋流體動(dòng)能綜合發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于所述液壓分路 與能量捕獲裝置間通過快速接頭連接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種海洋流體動(dòng)能綜合發(fā)電系統(tǒng)，包括將流體動(dòng)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的能量捕獲裝置、機(jī)械能傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能的發(fā)電機(jī)構(gòu)，在所述的系統(tǒng)澡連接有增壓閥，由開關(guān)閥控制增壓閥入口處的流量，所述液壓分路是由至少兩個(gè)以上的液壓分路并聯(lián)的液壓分路組，每個(gè)液壓分路連接一能量捕獲裝置，采用此種結(jié)構(gòu)的海洋流體動(dòng)能綜合發(fā)電系統(tǒng)不僅能捕獲高能量的海洋液體動(dòng)能，而且能捕獲微弱的海洋流體動(dòng)能，尤其適合捕獲微弱海洋流體動(dòng)能綜合發(fā)電系統(tǒng)。
文檔編號(hào)F03B13/22GK101871416SQ201010160578
公開日2010年10月27日 申請(qǐng)日期2010年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月29日
發(fā)明者李偉, 林勇剛, 石茂順 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)