一種利用海洋波浪能的液壓電磁混合能量轉(zhuǎn)換裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種利用海洋波浪能的液壓電磁混合能量轉(zhuǎn)換裝置，屬于能源動力工程機(jī)械裝置領(lǐng)域，包括浮船、導(dǎo)浪屏、液壓缸和直線電機(jī)，導(dǎo)浪屏通過連桿與液壓缸形成一個波浪能收集裝置，液壓缸通過管道、單向閥與液壓能分配機(jī)構(gòu)相連接，液壓能分配機(jī)構(gòu)分別與直線電機(jī)和液壓儲能罐連接，導(dǎo)浪屏在海洋波浪的沖擊下，在液壓缸中形成高壓液體，通過液壓能分配機(jī)構(gòu)將液壓缸中的液壓能分配到液壓氣缸和液壓儲能罐中，液壓氣缸中的液壓能通過直線電機(jī)轉(zhuǎn)換為電能，液壓儲能罐中的液壓能通過液壓發(fā)動機(jī)驅(qū)動浮船行駛。本發(fā)明在工作過程中，實現(xiàn)海洋波浪能轉(zhuǎn)換為電能和液壓能，整體結(jié)構(gòu)簡單，整個裝置易于生產(chǎn)，加工成本低，可以廣泛使用。
【專利說明】一種利用海洋波浪能的液壓電磁混合能量轉(zhuǎn)換裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及能源動力工程機(jī)械裝置【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種利用海洋波浪能的液壓電磁混合能量轉(zhuǎn)換裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著社會經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展和人民生活水平的提高，現(xiàn)代社會對能源的需求持續(xù)增長，傳統(tǒng)以碳為核心的能源面臨諸多挑戰(zhàn)。為了能夠充分利用自然界的海洋能源，近年來國內(nèi)外諸多研究人員提出了多種結(jié)構(gòu)形式的波浪能能量轉(zhuǎn)換裝置。其中，海洋能發(fā)電裝置已經(jīng)被發(fā)明了，并且一些研究機(jī)構(gòu)已經(jīng)對其展開了研究，但目前提出的海洋能發(fā)電裝置通常未施加主動控制，由于受到海洋波浪不均勻不規(guī)則的作用力，海洋能并不是穩(wěn)定的傳遞到發(fā)電負(fù)載，導(dǎo)致了發(fā)電機(jī)工作效率較低，能量轉(zhuǎn)換效率也不太高，因此不能夠滿足穩(wěn)定的能量傳遞的要求，無形中降低了海洋能的使用范圍。另外，由于實際工作時，發(fā)電負(fù)載需要根據(jù)不同的工作狀況，對外輸出不同的電能，因此如果不能對海洋能進(jìn)行合理分配，則難以保證發(fā)電機(jī)根據(jù)外界不同工況進(jìn)行工作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供一種結(jié)構(gòu)簡單、高效循環(huán)、可靠性較高的利用海洋波浪能的液壓電磁混合能量轉(zhuǎn)換裝置。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種利用海洋波浪能的液壓電磁混合能量轉(zhuǎn)換裝置，包括浮船(I)、導(dǎo)浪屏(2)、液壓缸(3)和直線電機(jī)，所述直線電機(jī)內(nèi)設(shè)有直線電機(jī)動子(15)和與其匹配的直線電機(jī)定子(16)，還包括液壓氣缸(12)，所述液壓氣缸
(12)兩端均通過第一輸出管(22)連接有液壓能分配機(jī)構(gòu)(11)，所述兩個液壓能分配機(jī)構(gòu)
(11)外部均通過第二輸出管(21)與液壓儲能罐(13)連接，所述導(dǎo)浪屏(2)通過連桿(4)與液壓缸(3)內(nèi)部的活塞(5)相連,液壓缸(3)被活塞(5)分成液壓左氣缸(6)和液壓右氣缸
(7)，液壓缸左側(cè)和右側(cè)的上下兩端均分別設(shè)有單向閥(8)和(9)，液壓缸下端的兩個單向閥(8 )均與海水相連通，所述液壓缸上端的兩個單向閥(9 )均通過管道(10 )與兩個液壓能分配機(jī)構(gòu)(11)相連，所述液壓氣缸(12)內(nèi)部設(shè)有液壓活塞(14)，液壓活塞(14)與直線電機(jī)動子(15)固定連接，所述液壓儲能罐(13)的兩側(cè)端面上分別設(shè)有第一閥門(17)和第二閥門(18)，第一閥門(17)通過管道與安裝在浮船上的液壓發(fā)動機(jī)(19)相連，第二閥門(18)通過管道與其他形式的能量轉(zhuǎn)換裝置(20)相連。
[0005]所述導(dǎo)浪屏為圓形或矩形的不銹鋼盤，導(dǎo)浪屏的中心、活塞中心與連桿中心在同一水平線上。
[0006]所述液壓能分配機(jī)構(gòu)包括有分配氣缸和分配活塞，分配活塞設(shè)置在分配氣缸內(nèi)部，分配氣缸的左右兩側(cè)分別通過第一輸出管和第二輸出管與液壓氣缸(12)和液壓儲能罐
(13)聯(lián)通，分配活塞上設(shè)有左右兩個活塞液體流道，所述分配活塞通過連桿與電磁控制器連接，在所述分配氣缸里面部分的連桿上設(shè)有可伸縮的彈簧。[0007]所述液壓能的傳遞介質(zhì)為海水。
[0008]本發(fā)明的有益積極效果是:本發(fā)明充分利用海洋環(huán)境中的資源，不需要其他能量源，實現(xiàn)了海洋能的自收集功能，并且克服了一般海洋能發(fā)電裝置難以根據(jù)不同負(fù)載工況調(diào)節(jié)分配能源轉(zhuǎn)換程度的問題。整個裝置輸出結(jié)構(gòu)簡單，具有良好的環(huán)保性能。主要關(guān)鍵部件技術(shù)成熟，可靠性高，制造加工方便，造價低，便于實現(xiàn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明中液壓能分配機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]圖中:1、浮船，2、導(dǎo)浪屏，3、液壓缸，4、連桿，5、活塞，6、液壓左氣缸，7、液壓右氣缸，8、單向閥，9、單向閥，10、管道，11、液壓能分配機(jī)構(gòu)，12、液壓氣缸，13、液壓儲能罐，14、液壓活塞，15、直線電機(jī)動子，16、直線電機(jī)定子，17、第一閥門，18、第二閥門，19、液壓發(fā)動機(jī)，20、能量轉(zhuǎn)換裝置，21、第二輸出管，22、第一輸出管，111、分配氣缸，112、活塞液體流道，113、分配活塞，114、彈簧，115、連桿，116、電磁控制器。
【具體實施方式】
[0011]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
[0012]參見圖1、圖2，本發(fā)明一種利用海洋波浪能的液壓電磁混合能量轉(zhuǎn)換裝置，包括浮船1、導(dǎo)浪屏2、液壓缸3和直線電機(jī)，所述直線電機(jī)內(nèi)設(shè)有直線電機(jī)動子15和與其匹配的直線電機(jī)定子16，還包括液壓氣缸12，所述液壓氣缸12兩端均通過第一輸出管22連接有液壓能分配機(jī)構(gòu)11，所述兩個液壓能分配機(jī)構(gòu)11外部均通過第二輸出管21與液壓儲能罐13連接，所述導(dǎo)浪屏2通過連桿4與液壓缸3內(nèi)部的活塞5相連，液壓缸3被活塞5分成液壓左氣缸6和液壓右氣缸7，液壓缸左側(cè)和右側(cè)的上下兩端均分別設(shè)有單向閥8和9，液壓缸下端的兩個單向閥8均與海水相連通，所述液壓缸上端的兩個單向閥9均通過管道10與兩個液壓能分配機(jī)構(gòu)11相連，所述液壓氣缸12內(nèi)部設(shè)有液壓活塞14，液壓活塞14與直線電機(jī)動子15固定連接，所述液壓儲能罐13的兩側(cè)端面上分別設(shè)有第一閥門17和第二閥門18，第一閥門17通過管道與安裝在浮船上的液壓發(fā)動機(jī)19相連，第二閥門18通過管道與其他形式的能量轉(zhuǎn)換裝置20相連。
[0013]所述導(dǎo)浪屏2為圓形或矩形的不銹鋼盤，導(dǎo)浪屏2的中心、活塞5中心與連桿4中心在同一水平線上。
[0014]所述液壓能分配機(jī)構(gòu)11包括有分配氣缸111和分配活塞113，分配活塞113設(shè)置在分配氣缸111內(nèi)部，分配氣缸111的左右兩側(cè)分別通過第一輸出管22和第二輸出管21與液壓氣缸12和液壓儲能罐13聯(lián)通，分配活塞113上設(shè)有左右兩個活塞液體流道112，所述分配活塞113通過連桿115與電磁控制器116連接，在所述分配氣缸111里面部分的連桿115上設(shè)有可伸縮的彈簧114。
[0015]所述液壓能的傳遞介質(zhì)為海水。
[0016]本發(fā)明的一種利用海洋波浪能的液壓電磁混合能量轉(zhuǎn)換裝置，其工作過程包括海洋能收集和能量轉(zhuǎn)換分配兩個過程，具體介紹如下:
(I)海洋能收集過程。本發(fā)明的海洋能收集過程通過導(dǎo)浪屏2完成，在海洋波浪的沖擊作用下，導(dǎo)浪屏2將波浪沖擊力通過連桿4傳遞到液壓缸3的腔體內(nèi)，并作用于活塞5上，帶動活塞5運動并壓縮液壓右氣缸7中的低壓海水至額定工作壓力，實現(xiàn)海洋能的收集。當(dāng)導(dǎo)浪屏2帶動活塞5壓縮液壓右氣缸7中的低壓海水時，液壓左氣缸6中海水由于體積的變化壓力會下降，此時外界海洋中的海水通過左下側(cè)的單向閥門8流入到液壓左氣缸6中，實現(xiàn)能量傳遞介質(zhì)的補(bǔ)充。當(dāng)海洋波浪能沖擊另外一側(cè)的導(dǎo)浪屏?xí)r，具有相似的液壓能收集過程。
[0017](2)能量轉(zhuǎn)換分配過程?；钊?壓縮液壓右氣缸7中的低壓海水至額定工作壓力時，液壓缸右上端的單向閥門9開啟，高壓海水通過管道10流入液壓能分配機(jī)構(gòu)11。液壓能分配機(jī)構(gòu)11根據(jù)不同工況，調(diào)節(jié)流向液壓氣缸12和液壓儲能罐13的流通面積，控制液壓能的分配比例。其中流入液壓氣缸12的高壓海水推動液壓活塞14運動，并帶動固定連接在液壓活塞14上的直線電機(jī)動子15直線運行，并切割直線電機(jī)定子16的磁導(dǎo)線，將液壓能轉(zhuǎn)化為電能。從液壓能分配機(jī)構(gòu)11流入液壓儲能罐13的高壓海水存儲在儲能罐中，根據(jù)不同的工作要求，一部分通過第一閥門17流入液壓發(fā)動機(jī)19中驅(qū)動浮船I行駛，另一部分經(jīng)過第二閥門18流入其他形式的能量轉(zhuǎn)換裝置20，對外輸出相應(yīng)的能量。
[0018]本發(fā)明的整個能量傳遞過程，液壓缸從海洋中吸入低壓海水，經(jīng)過壓縮后傳遞給直線電機(jī)、液壓發(fā)動機(jī)及其他能量裝換裝置，最后以低壓海水的形式返回到海洋中，實現(xiàn)了能量的收集和海水的自循環(huán)。
[0019]本發(fā)明在工作過程中，實現(xiàn)海洋波浪能轉(zhuǎn)換為電能和液壓能，整體結(jié)構(gòu)簡單，其特有的利用海水傳遞能量方式，不增加額外的傳遞介質(zhì)，整個裝置易于生產(chǎn)，加工成本低，可以廣泛使用。
【權(quán)利要求】
1.一種利用海洋波浪能的液壓電磁混合能量轉(zhuǎn)換裝置，包括浮船(I)、導(dǎo)浪屏(2)、液壓缸(3)和直線電機(jī)，所述直線電機(jī)內(nèi)設(shè)有直線電機(jī)動子(15)和與其匹配的直線電機(jī)定子(16)，其特征在于:還包括液壓氣缸(12)，所述液壓氣缸(12)兩端均通過第一輸出管(22)連接有液壓能分配機(jī)構(gòu)(11)，所述兩個液壓能分配機(jī)構(gòu)(11)外部均通過第二輸出管(21)與液壓儲能罐(13)連接，所述導(dǎo)浪屏(2)通過連桿(4)與液壓缸(3)內(nèi)部的活塞(5)相連，液壓缸(3)被活塞(5)分成液壓左氣缸(6)和液壓右氣缸(7),液壓缸左側(cè)和右側(cè)的上下兩端均分別設(shè)有單向閥(8)和(9)，液壓缸下端的兩個單向閥(8)均與海水相連通，所述液壓缸上端的兩個單向閥(9 )均通過管道(10 )與兩個液壓能分配機(jī)構(gòu)(11)相連，所述液壓氣缸(12)內(nèi)部設(shè)有液壓活塞(14)，液壓活塞(14)與直線電機(jī)動子(15)固定連接，所述液壓儲能罐(13)的兩側(cè)端面上分別設(shè)有第一閥門(17)和第二閥門(18)，第一閥門(17)通過管道與安裝在浮船上的液壓發(fā)動機(jī)(19)相連，第二閥門(18)通過管道與其他形式的能量轉(zhuǎn)換裝置(20)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用海洋波浪能的液壓電磁混合能量轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于:所述導(dǎo)浪屏為圓形或矩形的不銹鋼盤，導(dǎo)浪屏的中心、活塞中心與連桿中心在同一水平線上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用海洋波浪能的液壓電磁混合能量轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于:所述液壓能分配機(jī)構(gòu)包括有分配氣缸和分配活塞，分配活塞設(shè)置在分配氣缸內(nèi)部，分配氣缸的左右兩側(cè)分別通過第一輸出管和第二輸出管與液壓氣缸(12)和液壓儲能罐(13)聯(lián)通，分配活塞上設(shè)有左右兩個活塞液體流道，所述分配活塞通過連桿與電磁控制器連接，在所述分配氣缸里面部分的連桿上設(shè)有可伸縮的彈簧。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用海洋波浪能的液壓電磁混合能量轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于:所述液壓能的傳遞介質(zhì)為海水。
【文檔編號】F03B13/14GK103775276SQ201410037188
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2014年1月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月26日
【發(fā)明者】秦朝舉, 楊振中, 高玉國, 郭樹滿, 孫永生 申請人:華北水利水電大學(xué)