一種漂浮式全液壓海浪發電裝置的製作方法
2023-05-28 00:23:16
專利名稱：一種漂浮式全液壓海浪發電裝置的製作方法
技術領域：
本發明屬於海浪發電技術領域，涉及一種漂浮式全液壓海浪發電裝置。
背景技術：
海浪發電技術，是目前世界公認的一種對環境影響小、發展前景廣闊的可再生新能源技術。利用海浪提取電能，不排放二氧化碳、二氧化硫等對環境危害極大的氣體，而且海浪資源豐富，我國廣闊的海域蘊藏著極其巨大的海浪能量。因此，發展海浪發電技術，解決海浪發電的關鍵技術問題並最終實現產業化發展對我國的未來具有重大意義。目前，比較成熟的海浪發電裝置主要有以下幾種一是震蕩水柱型，用一個容積固定的、與海水相通的容器，通過海浪產生的水面位置的變化引起容器內空氣體積的變化，用壓縮空氣驅動葉輪，帶動發電裝置發電。二是機械型，利用波浪的運動推動裝置的活動部分-鴨體、閥體、浮子等，活動部分壓縮油、水等中間介質，通過中間介質推動轉換發電裝置發電。三是流水型，利用收縮水道將波浪引入高位水庫行成水位差(水頭)，利用水頭直接驅動水輪發電機組發電。這幾種類型的海浪發電裝置各有所長，但有一個共同的特點是海浪能轉換成電能的中間環節多，效率低，基建投資大，電力輸出波動性大，造價高，海上施工困難。
發明內容
本發明的目的在於克服上述現有技術的不足，提供一種效率高、製造成本低的漂浮式全液壓海浪發電裝置，它能夠為海洋發電提供方便。本發明採用以下技術方案一種漂浮式全液壓海浪發電裝置，包括頂蓋、支撐架、蓄能器、上浮體、纜繩、定位浮筒、定位配重、桁架、水密接頭、發電機、支架、上浮體配重、聯軸器、液壓馬達、溢流閥、發電油缸、主浮筒、孔蓋、避雷針、電纜、導向滾輪，頂蓋通過支撐架和上浮體相連；上浮體由多塊子浮體連接而成；避雷針固定在頂蓋上；發電油缸的缸筒和主浮筒相連，發電油缸的活塞杆和頂蓋相連；孔蓋位於主浮筒的頂部，孔蓋與主浮筒之間安裝有密封圈；發電機固定在主浮筒內部；液壓馬達通過支架、聯軸器和發電機相連，並通過支架固定在主浮筒內部； 纜繩兩端分別連接主浮筒和桁架，纜繩中心與定位浮筒連接；多個定位浮筒均布在上浮體周圍；定位配重垂吊在定位浮筒下端；水密接頭位於主浮筒下端的小孔裡；導向滾輪固定在上浮體上；其特徵在於它還包括蓄電池、逆變器、差動盤、主體配重、調節浮筒、空氣壓縮機、單向閥橋、防水透氣管、環狀油箱、窗體銷、調節片、折頁；環狀油箱安裝在主浮筒上，環狀油箱採用環形全密封結構；蓄電池、逆變器、空氣壓縮機固定安裝在主浮筒內；主體配重通過纜繩垂吊在差動盤底部；調節浮筒固定在主浮筒外壁上；單向閥橋是由四個單向閥組成，並與溢流閥、蓄能器通過油管和發電油缸相連；差動盤通過桁架和主浮筒相連，差動盤上對稱開有多個調節窗，每個調節窗中安裝兩個調節片，調節片通過折頁與調節窗鉸接，兩個調節片之間通過窗體銷連接；防水透氣管固定在孔蓋的頂端。
所述的一種漂浮式全液壓海浪發電裝置，其特徵是防水透氣管採用防止水進入的倒U形結構，防水透氣管與孔蓋下端接觸的部分安裝有乾燥器，防水透氣管與空氣接觸的下端加工有錐形腔體，錐形腔體上端安裝有截止閥，錐形腔體內壁及下壁加工有通氣孔，錐形腔體內裝有一個浮動球，浮動球在海水淹沒的時候能堵住錐形腔體，防止海水進入。所述的一種漂浮式全液壓海浪發電裝置，其特徵是主浮筒外壁對稱加工有可供導向滾輪滾動的導向平面。所述的一種漂浮式全液壓海浪發電裝置，其特徵是環狀油箱內部安裝有氣囊，氣囊初始狀態為壓縮狀態，氣囊可隨環狀油箱內油液的減少而膨脹，使環狀油箱內不會產生負壓。所述的一種漂浮式全液壓海浪發電裝置，其特徵是調節浮筒下端開有與海水相通的通孔，調節浮筒內安裝有調節囊，當主浮筒需要下沉時，調節囊內的空氣釋放，海水自通孔進入調節浮筒，從而使調節浮筒浮力減小，帶動主浮筒下沉；當主浮筒需要上浮時，空氣壓縮機向調節囊內充入空氣，調節囊膨脹，排出調節浮筒內的海水，使調節浮筒浮力增大，帶動主浮筒上浮。工作時，上浮體隨海浪上下運動，在差動盤的作用下，上浮體和主浮筒產生相對運動，從而使發電油缸運動，產生高壓油，經過單向閥橋，始終使油管內的高壓油沿同一方向流動，進而驅動液壓馬達旋轉，並帶動發電機發電。發電機產生的電能通過電纜輸出。主浮筒頂端開有便於人進出的孔，上面的孔蓋和密封圈共同起密封作用；避雷針防止發電裝置遭受雷擊，環狀油箱為液壓系統提供油液，環狀油箱內部安裝有氣囊，氣囊初始狀態為壓縮狀態，氣囊可隨環狀油箱內油液的減少而膨脹，使環狀油箱內不會產生負壓。溢流閥用來防止系統過載，蓄能器可減少海浪不均造成的液壓脈動，提高發電的穩定性。定位浮筒起到使整個發電裝置穩定的作用。發出的電能部分充入蓄電池內，然後經逆變器轉換為可供用電器使用的交流電。調節浮筒主要依靠調節囊的充放氣狀態來對發電裝置產生作用調節浮筒下端開有與海水相通的通孔，當主浮筒需要下沉時，調節囊內的空氣釋放，海水自通孔進入調節浮筒，從而使調節浮筒浮力減小，帶動主浮筒下沉；當主浮筒需要上浮時，空氣壓縮機向調節囊內充入空氣，調節囊膨脹，排出調節浮筒內的海水，使調節浮筒浮力增大，帶動主浮筒上浮。空氣壓縮機的作用是為調節囊提供壓縮空氣。上浮體內配重的作用是調節上浮體的潛浮深度，並在上浮體向下運動時加速下降。防水透氣管採用防止水進入的倒U形結構，防水透氣管的作用是使外界空氣和主浮筒內的空氣保持流通，從而起到為主浮筒內部散熱和為空壓機提供空氣源的作用，防水透氣管內的浮動球在未被海水浸沒時，位於錐形腔體的底部，當海水浸沒防水透氣管的末端時，浮動球在水的浮力作用下自動上浮，堵住錐形腔體，從而達到防水的目的。乾燥器用來吸收從防水透氣管進入的外界水分。調節窗通過調節片調節開口大小來改變海水對發電裝置的阻力，在發電裝置下潛或打撈的時候， 通過人工潛水打開窗體銷，從而使發電裝置容易下沉或上浮，使發電裝置方便放置或打撈。 一般狀態下，調節片被窗體銷固定，導向滾輪的作用是使主浮筒和上浮體保持相對垂直上下運動。本發明專利的有益效果是，有效地將海浪能轉換為電能，適用海域廣，能根據具體海域情況來自由調節自身參數，高效工作。設計可靠，製造簡單，維護成本低，利於推廣應用。
圖1是本發明的整體結構示意圖。圖2是本發明防水透氣管的結構示意圖。圖3是本發明差動盤的俯視圖。圖4是本發明上浮體的俯視圖。1-頂蓋，2-支撐架，3-氣囊，4-蓄能器，5-蓄電池，6-上浮體，7-逆變器，8-纜繩，9-定位浮筒，10-定位配重，11-差動盤，12-主體配重，13-桁架，14-水密接頭，15-發電機，16-調節浮筒，17-調節囊，18-支架，19-空氣壓縮機，20-上浮體配重，21-聯軸器， 22-液壓馬達，23-溢流閥，24-單向閥橋，25-發電油缸，26-主浮筒，27-孔蓋，28-防水透氣管，29-環狀油箱，30-避雷針，31-密封圈，32-電纜，33-浮動球，34-通氣孔，35-錐形腔體，36-乾燥器，37-窗體銷，38-調節窗，39-折頁，40-調節片，41-導向滾輪，42-連接螺栓， 43-導向平面，44-截止閥。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明詳細說明。如圖1所示，頂蓋1通過支撐架2和上浮體6相連；上浮體6由多塊子浮體連接而成；避雷針30固定在頂蓋1上；發電油缸25的缸筒和主浮筒沈相連，發電油缸25的活塞杆和頂蓋1相連；孔蓋27位於主浮筒沈的頂部，孔蓋27與主浮筒沈之間安裝有密封圈 31 ；發電機15固定在主浮筒沈內部；液壓馬達22通過支架2、聯軸器21和發電機15相連， 並通過支架2固定在主浮筒沈內部；纜繩8兩端分別連接主浮筒沈和桁架13，纜繩8中心與定位浮筒9連接；多個定位浮筒9均布在上浮體6周圍；定位配重10垂吊在定位浮筒 9下端；水密接頭14位於主浮筒沈下端的小孔裡；環狀油箱四安裝在主浮筒沈上，環狀油箱四採用環形全密封結構，環狀油箱四內安裝有氣囊3，氣囊3初始狀態為壓縮狀態，氣囊3可隨環狀油箱四內油液的減少而膨脹，使環狀油箱四內不會產生負壓；蓄電池4、逆變器7、空氣壓縮機19固定安裝在主浮筒沈內；主體配重12通過纜繩8垂吊在差動盤11 底部；調節浮筒16固定在主浮筒沈外壁上，調節浮筒16內安裝有調節囊17 ；單向閥橋M 是由四個單向閥組成，並與溢流閥23、蓄能器4通過油管和發電油缸25相連；差動盤11通過桁架13和主浮筒沈相連，差動盤11上對稱開有多個調節窗38，每個調節窗38中安裝兩個調節片40，調節片40通過折頁39與調節窗38鉸接，兩個調節片40之間通過窗體銷37 連接；防水透氣管觀固定在孔蓋27的頂端。如圖2，防水透氣管28採用防止水進入的倒U形結構，防水透氣管28與孔蓋27下端接觸的部分安裝有乾燥器36，防水透氣管觀與空氣接觸的下端加工有錐形腔體35，錐形腔體35內壁及下壁加工有通氣孔34，錐形腔體35內裝有一個浮動球33，浮動球33在海水淹沒的時候能堵住錐形腔體35，防止海水進入。如圖3，差動盤11上對稱開有多個調節窗38，每個調節窗38中安裝兩個調節片 40，調節片40通過折頁39與調節窗38鉸接，兩個調節片40之間通過窗體銷37連接；防水透氣管28固定在孔蓋27的頂端。如圖4，主浮筒沈外壁對稱加工有可供導向滾輪41滾動的導向平面43，導向滾輪41固定在上浮體6上，並和主浮筒沈上的導向平面43相接觸。實際使用時，將一種漂浮式全液壓海浪發電裝置下潛前，截止閥44處於關閉狀態，防止拖運過程中海水進入主浮筒沈內，調節浮筒16內的調節囊17處於壓縮狀態，使發電裝置容易下潛，安裝在差動盤11的調節窗38內的調節片40處於打開狀態，使發電裝置在下潛過程中受到的阻力大大減小。將發電裝置放入指定的海域後，由於發電裝置的重心在下面而浮心在上面，發電裝置自動下沉。由於主浮筒26所能提供的浮力大於整個發電裝置的重力，所以發電裝置漂浮在海中。發電裝置由纜繩8連接到發電裝置周圍均布的多個定位浮筒9，定位浮筒9下端連接有定位配重10，這就確保了發電裝置不會再海浪的作用下漂走。發電裝置下潛後，通過調整主體配重12的大小和調節浮筒16內的調節囊17的充氣量來調整發電裝置在海水中的深度。調整完成後，利用窗體銷37關閉差動盤11的調節窗38內的調節片，增強差動盤11的差動效果，增大發電的效率，並打開截止閥44，增加主浮筒沈內外的空氣流動。工作時，上浮體6隨海浪上下運動，在差動盤11的作用下，主浮筒沈隨著海浪波動很小，使得上浮體6和主浮筒沈產生相對運動，從而使發電油缸25運動，產生高壓油， 經過單向閥橋M，始終使油管內的高壓油沿同一方向流動，進而驅動液壓馬達22旋轉，並帶動發電機15發電。產生的電能通過電纜32輸出。主浮筒沈頂端開有便於人進出的孔， 上面的孔蓋27和密封圈31共同起密封作用；避雷針30防止發電裝置遭受雷擊，環狀油箱 29為液壓系統提供油液，氣囊3初始狀態為壓縮狀態，氣囊3可隨環狀油箱四內油液的減少而膨脹，使環狀油箱四內不會產生負壓。溢流閥23用來防止系統過載，蓄能器4可減少海浪不均造成的液壓脈動，提高發電的穩定性。定位浮筒9起到使整個發電裝置穩定的作用。發出的電流充入蓄電池5內，然後經過逆變器7轉換為可供用電器使用的交流電。調節浮筒16依靠調節囊17的充氣狀態來對調節浮筒16產生作用調節浮筒16下端開有與海水相通的通孔，當主浮筒沈需要下沉時，調節囊17內的空氣釋放，海水自通孔進入調節浮筒16，從而使調節浮筒16浮力減小，帶動主浮筒下沉；當主浮筒沈需要上浮時，空氣壓縮機19向調節囊17內充入空氣，調節囊17膨脹，排出調節浮筒16內的海水，使調節浮筒 16浮力增大，帶動主浮筒沈上浮。空氣壓縮機19的作用是為調節囊17提供壓縮空氣。上浮體配重20的作用是調節上浮體6的潛浮深度。防水透氣管觀採用防止水進入的倒U形結構，其作用是使外界空氣和主浮筒26內的空氣保持流通，從而起到為主浮筒沈內部散熱和為空壓機19提供空氣源的作用。浮動球33在未被水浸沒時，位於錐形腔體35的底部， 當水浸沒防水透氣管觀的末端時，浮動球33在水的浮力作用下自動上浮，堵住的錐形腔體 35的透氣口，從而達到防水的目的，乾燥器36用來吸收從防水透氣管28進入的外界水分。 導向滾輪41的作用是使主浮筒沈和上浮體6保持相對垂直上下運動。打撈發電裝置時，去掉主體配重12，並利用空氣壓縮機19向調節囊17內充氣，使發電裝置容易上浮，充氣完成後關閉截止閥44。去掉窗體銷37，打開差動盤11的調節窗38 內的調節片，減弱差動盤11的差動效果，使發電裝置上浮的過程中受到的阻力減小，方便打撈。
權利要求
1.一種漂浮式全液壓海浪發電裝置，包括頂蓋(1)、支撐架O)、蓄能器G)、上浮體 (6)、纜繩(8)、定位浮筒(9)、定位配重(10)、桁架(13)、水密接頭(14)、發電機(15)、支架 (18)、上浮體配重(20)、聯軸器(21)、液壓馬達(22)、溢流閥(23)、發電油缸(25)、主浮筒 ( )、孔蓋(27)、避雷針(30)、電纜(32)、導向滾輪(41)，頂蓋(1)通過支撐架(2)和上浮體(6)相連；上浮體(6)由多塊子浮體連接而成；避雷針(30)固定在頂蓋(1)上；發電油缸 (25)的缸筒和主浮筒06)相連，發電油缸0 的活塞杆和頂蓋(1)相連；孔蓋、2Τ)位於主浮筒06)的頂部，孔蓋07)與主浮筒06)之間安裝有密封圈(31)；發電機(15)固定在主浮筒06)內部；液壓馬達0 通過支架O)、聯軸器和發電機(1 相連，並通過支架O)固定在主浮筒06)內部；纜繩(8)兩端分別連接主浮筒06)和桁架(13)，纜繩 (8)中心與定位浮筒(9)連接；多個定位浮筒(9)均布在上浮體(6)周圍；定位配重(10) 垂吊在定位浮筒(9)下端；水密接頭(14)位於主浮筒06)下端的小孔裡；導向滾輪Gl) 固定在上浮體(6)上；其特徵在於它還包括蓄電池(5)、逆變器(7)、差動盤(11)、主體配重 (12)、調節浮筒(16)、空氣壓縮機(19)、單向閥橋(M)、防水透氣管(28)、環狀油箱(29), W 體銷(37)、調節片(40)、折頁(39)；環狀油箱(29)安裝在主浮筒(26)上，環狀油箱(29)採用環形全密封結構；蓄電池(5)、逆變器(7)、空氣壓縮機(19)固定安裝在主浮筒06)內； 主體配重(1 通過纜繩垂吊在差動盤(11)底部；調節浮筒(16)固定在主浮筒06)外壁上；單向閥橋04)是由四個單向閥組成，並與溢流閥(23)、蓄能器(4)通過油管和發電油缸0 相連；差動盤(11)通過桁架(1 和主浮筒06)相連，差動盤(11)上對稱開有多個調節窗(38)，每個調節窗(38)中安裝兩個調節片(40)，調節片00)通過折頁(39)與調節窗(38)鉸接，兩個調節片GO)之間通過窗體銷(37)連接；防水透氣管08)固定在孔蓋(27)的頂端。
2.根據權利要求1所述的一種漂浮式全液壓海浪發電裝置，其特徵是防水透氣管(28)採用防止水進入的倒U形結構，防水透氣管08)與孔蓋(XT)下端接觸的部分安裝有乾燥器(36)，防水透氣管08)與空氣接觸的下端加工有錐形腔體(35)，錐形腔體(35)上端安裝有截止閥(44)，錐形腔體(3 內壁及下壁加工有通氣孔(34)，錐形腔體(3 內裝有一個浮動球(33)，浮動球(3 在海水淹沒的時候能堵住錐形腔體(35)，防止海水進入。
3.根據權利要求1所述的一種漂浮式全液壓海浪發電裝置，其特徵是主浮筒06)外壁對稱加工有可供導向滾輪滾動的導向平面G3)。
4.根據權利要求1所述的一種漂浮式全液壓海浪發電裝置，其特徵是環狀油箱09) 內部安裝有氣囊(3)，氣囊C3)初始狀態為壓縮狀態，氣囊C3)可隨環狀油箱09)內油液的減少而膨脹，使環狀油箱09)內不會產生負壓。
5.根據權利要求1所述的一種漂浮式全液壓海浪發電裝置，其特徵是調節浮筒(16) 下端開有與海水相通的通孔，調節浮筒(16)內安裝有調節囊(17)，當主浮筒06)需要下沉時，調節囊(17)內的空氣釋放，海水自通孔進入調節浮筒(16)，從而使調節浮筒(16)浮力減小，帶動主浮筒下沉；當主浮筒06)需要上浮時，空氣壓縮機(19)向調節囊(17)內充入空氣，調節囊(17)膨脹，排出調節浮筒(16)內的海水，使調節浮筒(16)浮力增大，帶動主浮筒06)上浮。
全文摘要
本發明屬於海浪發電技術領域，是一種漂浮式全液壓海浪發電裝置。它包括上浮體6、定位浮筒9、桁架13、發電機15、液壓馬達22、溢流閥23、發電油缸25、主浮筒26，其特徵是它還包括差動盤11、調節浮筒16、空氣壓縮機19、單向閥橋24、防水透氣管28、環狀油箱29。本發明有效地將海浪能轉換為電能，適用海域廣，能根據具體海域情況來自由調節自身參數，高效工作。設計可靠，製造簡單，維護成本低，利於推廣應用。
文檔編號F03B13/22GK102269105SQ201110179529
公開日2011年12月7日 申請日期2011年6月29日 優先權日2011年6月29日
發明者劉延俊, 劉計斌, 孫興旺, 崔中凱, 彭建軍, 李玉, 李端松, 李超, 程波, 謝玉東, 郝寧 申請人:山東大學