本發(fā)明涉及一種動(dòng)力裝置，特別涉及一種利用波浪能的動(dòng)力裝置。

背景技術(shù)：
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風(fēng)能來源于太陽能，而海洋波浪又來源于風(fēng)能(小部分波浪能來源于地月引力變化和地球自轉(zhuǎn))，風(fēng)吹過海面形成波浪，波浪能與風(fēng)速成比例。波浪能是海洋表面波浪運(yùn)動(dòng)所形成的能量，可利用波浪能作不同用途，例如發(fā)電、海水淡化或作為船舶的備用動(dòng)力等。波浪能是海洋能中能量最不穩(wěn)定又無規(guī)律的能源。波浪運(yùn)動(dòng)形成的位能差可以轉(zhuǎn)化成其他更規(guī)則的能量輸出。2008年第一個(gè)試驗(yàn)波浪能發(fā)電農(nóng)場 Wave Farm在葡萄牙開設(shè)，雖然自從1890年已有人嘗試使用波浪能，但商業(yè)上它目前仍未被廣泛采用。波浪能發(fā)電與潮汐能發(fā)電和海洋環(huán)流發(fā)電是不同的，波浪能發(fā)電的主要競爭對(duì)手是海上的離岸風(fēng)力發(fā)電。與風(fēng)能相比波浪能的能量密度更加的集中，據(jù)統(tǒng)計(jì)，全世界海上風(fēng)能平均密度為0.5kW/m²，而波浪能的平均密度為2-3kW/m²，此外，波浪能的采集裝置不必像離岸風(fēng)力發(fā)電那樣深入高空。世界范圍內(nèi)沖擊海岸線的波浪能達(dá)1TW的數(shù)量級(jí)，如果考慮開放海域的波浪能，波浪能的數(shù)量級(jí)達(dá)10TW(與當(dāng)前世界的能源消耗相當(dāng))。在海岸線附近或淺水區(qū)的海洋能利用存在多種方式，主要思路是浮體隨波浪運(yùn)動(dòng)，利用浮體相對(duì)海底固定位置的運(yùn)動(dòng)做功。但是在深海區(qū)，動(dòng)力裝置無法以海底作為支點(diǎn)，動(dòng)力裝置只能依靠裝置各部件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)做功。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
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本發(fā)明的目的在于提供一種利用波浪能的動(dòng)力裝置，其利用裝置中大慣性組件和小慣性組件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)液壓回路的循環(huán)，具有獨(dú)立、緊湊和適應(yīng)強(qiáng)的特點(diǎn)。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：

一種利用波浪能的動(dòng)力裝置，包括殼體，以及設(shè)置在殼體內(nèi)的陀螺容器、活塞、儲(chǔ)油罐和液壓發(fā)動(dòng)機(jī)；其中，

陀螺容器垂直布置在殼體內(nèi)，該陀螺容器內(nèi)設(shè)置有高速旋轉(zhuǎn)部件以及用于帶動(dòng)高速旋轉(zhuǎn)部件旋轉(zhuǎn)的電動(dòng)機(jī)，陀螺容器的一端與殼體的內(nèi)側(cè)鉸接，另一端與活塞的活塞桿鉸接，該活塞的活塞缸與殼體的內(nèi)側(cè)鉸接，且鉸接點(diǎn)與高速旋轉(zhuǎn)部件轉(zhuǎn)軸與殼體內(nèi)側(cè)的鉸接點(diǎn)相對(duì)；

液壓發(fā)動(dòng)機(jī)安裝在殼體內(nèi)側(cè)，其輸出軸伸出至殼體外，活塞的活塞缸進(jìn)出油口通過軟管與液壓發(fā)動(dòng)機(jī)的第一進(jìn)出油口相連通，液壓發(fā)動(dòng)機(jī)的第二進(jìn)出油口與儲(chǔ)油罐的進(jìn)出油相連通；使用時(shí)，殼體固定在浮體上。

本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，陀螺容器的一端通過第一萬向節(jié)與殼體的內(nèi)側(cè)鉸接，另一端通過第二萬向節(jié)與活塞的活塞桿鉸接，該活塞的活塞缸通過第三萬向節(jié)與殼體的內(nèi)側(cè)鉸接。

本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，在靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，第一萬向節(jié)、第二萬向節(jié)及第三萬向節(jié)在垂直方向上成一條直線，當(dāng)殼體隨著波浪的運(yùn)動(dòng)發(fā)生傾斜時(shí)，第一萬向節(jié)與第二萬向節(jié)形成的一條直線和第三萬向節(jié)與第二萬向節(jié)形成的另一條直線成一定角度，且該角度為鈍角。

本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，液壓發(fā)動(dòng)機(jī)的第二進(jìn)出油口通過管道與儲(chǔ)油罐的進(jìn)出油相連通。

本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，液壓發(fā)動(dòng)機(jī)的內(nèi)部采用威爾斯透平或者齒輪泵。

本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，陀螺容器內(nèi)部為真空狀態(tài)。

相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有如下的優(yōu)點(diǎn)：

本發(fā)明提供的利用波浪能的動(dòng)力裝置，包括一個(gè)垂直布置的陀螺容器，陀螺容器內(nèi)布置有高速旋轉(zhuǎn)部件，陀螺容器與高速旋轉(zhuǎn)部件構(gòu)成了裝置的大慣性組件；還包括殼體，殼體與浮體固定連接，構(gòu)成了裝置的小慣性組件。小慣性組件的慣性較小，可以快速地跟隨波浪運(yùn)動(dòng)；而大慣性組件由于慣性較大，趨向于保持相對(duì)靜止的狀態(tài)。由此在裝置內(nèi)部形成了組件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。利用大慣性組件和小慣性組件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)推動(dòng)液壓活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而將組件之間的相對(duì)動(dòng)能轉(zhuǎn)化為流體動(dòng)能，不需要將裝置連接到海底或其他固定位置，因此本裝置可以自成一體，具有獨(dú)立性。利用液壓回路中的高壓流體驅(qū)動(dòng)液壓發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)外輸出功，從而將流體的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)機(jī)械功。利用高速旋轉(zhuǎn)部件陀螺效應(yīng)以及單擺力矩共同提升大慣性組件的慣性。

進(jìn)一步，本發(fā)明利用了萬向節(jié)連接陀螺容器與殼體、陀螺容器與活塞、活塞與殼體。在靜止?fàn)顟B(tài)，三個(gè)萬向節(jié)成一條直線，當(dāng)發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，三個(gè)萬向節(jié)形成一個(gè)三角形，其中一條邊將被拉長或壓縮，由此將相對(duì)搖擺運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化成活塞內(nèi)部的相對(duì)平移運(yùn)動(dòng)。

更進(jìn)一步，由于采用了萬向節(jié)，陀螺容器和活塞可以沿任何一個(gè)方向擺動(dòng)，三個(gè)萬向節(jié)可以在任何一個(gè)垂直平面內(nèi)形成三角形，意味著本裝置可以適應(yīng)不同的波浪方向。

最后，利用高速旋轉(zhuǎn)部件陀螺效應(yīng)以及單擺力矩共同提升大慣性組件的慣性，這樣的設(shè)計(jì)可以保證本裝置的緊湊性，緊湊的設(shè)計(jì)對(duì)于船舶的驅(qū)動(dòng)尤其重要。

綜上所述，本發(fā)明提出的動(dòng)力裝置采用了部件間相對(duì)運(yùn)動(dòng)的思路，并利用了陀螺效應(yīng)，使得本發(fā)明的裝置更加的緊湊，特別適用于船舶等的備用動(dòng)力。

附圖說明：

圖1為本發(fā)明一種利用波浪能的動(dòng)力裝置的透視圖。

圖2為本發(fā)明一種利用波浪能的動(dòng)力裝置的剖視圖。

圖3本發(fā)明一種利用波浪能的動(dòng)力裝置的原理圖，其中，圖3(a)為水平狀態(tài)，圖3(b)為傾斜狀態(tài)。

圖中：1-殼體，2-第一萬向節(jié)，3-陀螺容器，4-第二萬向節(jié)，5-活塞缸，6-第三萬向節(jié)，7-儲(chǔ)油罐，8-管道，9-液壓發(fā)動(dòng)機(jī)，10-輸出軸，11-軟管，12-高速旋轉(zhuǎn)部件，13-活塞桿，14-電動(dòng)機(jī)。

具體實(shí)施方式：

以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。

如圖1和圖2所示，本發(fā)明提供的利用波浪能的動(dòng)力裝置，包括殼體1，以及設(shè)置在殼體1內(nèi)的陀螺容器3、活塞、儲(chǔ)油罐7和液壓發(fā)動(dòng)機(jī)9。

其中，陀螺容器3通過第一萬向節(jié)2懸掛在殼體1上，陀螺容器3內(nèi)部空心，安裝有高速旋轉(zhuǎn)部件12，為了增加高速旋轉(zhuǎn)部件12的慣性，采用圓盤形設(shè)計(jì)，圓盤的質(zhì)量集中在遠(yuǎn)離中心的位置。需要說明的是，圓盤依靠電動(dòng)機(jī)14驅(qū)動(dòng)。為了減小圓盤旋轉(zhuǎn)過程中摩擦造成的能量損失，陀螺容器3內(nèi)部可以抽成真空。陀螺容器3又通過第二萬向節(jié)4與活塞的活塞桿13連接，活塞的活塞缸5通過第三萬向節(jié)6與殼體1連接。在靜止的狀態(tài)下三個(gè)萬向節(jié)將成一條垂直的直線?；钊?的輸出端口通過軟管11與液壓發(fā)動(dòng)機(jī)9相連接，液壓發(fā)動(dòng)機(jī)9通過管道8與儲(chǔ)油罐7相連接。液壓發(fā)動(dòng)機(jī)9內(nèi)部可以采用威爾斯透平，此時(shí)輸出軸10輸出的是單向力矩，也可采用齒輪泵，此時(shí)輸出軸10輸出的是往復(fù)的雙向力矩。

下面結(jié)合原理圖3對(duì)本發(fā)明的原理進(jìn)行說明，如圖3(a)所示，當(dāng)整個(gè)裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，三個(gè)萬向節(jié)將成一條垂直的直線。第二萬向節(jié)4到第三萬向節(jié)6的距離最短，活塞桿13相對(duì)于活塞缸5處于下行程的極限位置。如圖3(b)所示，當(dāng)殼體1隨著波浪的運(yùn)動(dòng)發(fā)生傾斜時(shí)，陀螺容器3和高速旋轉(zhuǎn)部件12在重力和陀螺效應(yīng)的作用下，其軸線將具有很大慣性來保持其垂直位置，此時(shí)其軸線將與第二萬向節(jié)2與第三萬向節(jié)6之間的連線成一角度，三個(gè)萬向節(jié)將無法保持在一條直線上，在第一萬向節(jié)2到第二萬向節(jié)4以及第一萬向節(jié)2到第三萬向節(jié)6的距離保持不變的情況下，第二萬向節(jié)4到第三萬向節(jié)6的距離會(huì)增大，活塞桿13相對(duì)于活塞缸5向上運(yùn)動(dòng)，此時(shí)將抽吸儲(chǔ)油罐7中的液壓油向液壓缸5中運(yùn)動(dòng)，在這個(gè)過程中將帶動(dòng)液壓發(fā)動(dòng)機(jī)9的輸出軸10旋轉(zhuǎn)，從而對(duì)外做功。當(dāng)殼體1在波浪的作用下往復(fù)搖擺時(shí)，將帶動(dòng)活塞桿13在活塞缸5中往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而通過液壓發(fā)動(dòng)機(jī)9不斷的對(duì)外輸出功。