一種新型蠔式波浪能發電裝置的製作方法

2023-05-19 00:52:56

專利名稱：一種新型蠔式波浪能發電裝置的製作方法
技術領域：
本發明屬於新能源技術領域，具體涉及一種新型蠔式波浪能發電裝置。
背景技術：
從近代工業革命以來，人類一直以化石燃料作為主要的一次能源，主要包括煤炭、 石油、天然氣等，這類能源最終是要被消耗殆盡的，被稱為非可再生能源。統計資料顯示，按本世紀初全球已探明儲量和消耗水平對開採時間進行估算，石油資源只夠維持約40年，天然氣約60年，煤炭約200多年。我國又是能源短缺的相當嚴重國家，目前我國是僅次於美國的世界第二能源消耗國和原油進口國，而自身能源礦藏儲量僅佔全球儲量的1/10。我國發展可再生能源刻不容緩。我國是一個海洋大國，擁有300多萬平方公裡的管轄海域。進入上世紀90年代之後，我國海洋經濟一直保持在年均兩位數的快速增長水平，海洋經濟在全國國民經濟體系中的地位日益提高，已成為國民經濟新的重要增長點。2007年全國海洋生產總值達到 24929億元，比上年增長15. 1%，佔國內生產總值的比重為10. 11%。海水養殖、海洋油氣、 濱海旅遊、海洋醫藥、海水利用等新興海洋產業發展迅速，有力地帶動了我國海洋經濟的發展。海洋電能的遠距離傳輸存在相當大的困難，如何開發海洋能源、如何利用海洋新能源是實現海洋經濟快速發展的重要瓶頸之一。我國海洋能源非常豐富，具有巨大的孤島發電和併網發電潛力，如果能夠將潛在的海洋能源併網發電，將大大緩解的能源緊張局面，對於我國的海洋經濟、海洋戰略起到重大作用
就我國波浪能而言，根據1989年完成的《中國沿海農村海洋能資源區劃》利用波浪觀測資料計算統計，全國沿岸波浪能資源平均理論功率為12. 85Gw。波浪能資源大多分布在我國的渤海及東南沿海地區。顯然，研究開發波浪能可為緩解我國沿海地區能源短缺提供一條新的途徑。波浪能屬於取之不盡、用之不竭的清潔能源。波浪能的大規模利用，可以緩解我國常規能源緊缺、降低溫室氣體排放。在海洋開發過程中，波浪能是包括常規能源在內的所有能源中最廉價的能源。波浪能還是大海中分布最廣的能源種類，發展波浪能有重大的現實意義。

發明內容
本發明針對現有技術的不足，提供了一種新型蠔式波浪能發電裝置。本發明解決技術問題所採取的技術方案為
一種新型蠔式波浪能發電裝置，包括流體動力能轉換成機械能轉換系統，機械能轉化成液壓能轉換系統，液壓能轉化成機械能轉換系統，機械能轉化成電能轉換系統。所述的流體動力能轉換成機械能轉換系統採用浮力瓣。所述的機械能轉化成液壓能轉換系統採用活塞缸液壓迴路。所述的液壓能轉化成機械能轉換系統採用液控輪機。所述的機械能轉化成電能轉換系統採用發電機。
浮力瓣隨波浪的來回搖擺驅動兩個鉸接在海底平臺上的液壓活塞，液壓活塞產生高壓液壓流通過活塞缸液壓迴路和液壓管線送往岸上的液控輪機，液控輪機通過飛輪與發電機相連，將機械能轉化成電能，從而進行發電。所述的浮力瓣包括多個浮性圓筒，多個浮性圓筒由浮力瓣框架約束，浮性圓筒在浮力瓣框架內由上至下半徑依次減小，在每個浮性圓筒上裝有擾流板，所述的擾流板安裝在浮性圓筒的同一側；浮力瓣的底端與海底平臺鉸接，浮力瓣的靠近底端位置與活塞杆鉸接。所述的活塞缸液壓迴路包括液壓源、第一單向閥、第二單向閥、第三單向閥、第四單向閥、第一儲能器、第二儲能器、第一液壓活塞和第二液壓活塞；從液壓源出來的液壓管線差分成兩路，其中第一支路上設置有第一單向閥和第二單向閥，第一單向閥的輸出端與第二單向閥的輸入端連接，第一單向閥與第二單向閥之間的液壓管線上還連接有與第一液壓活塞的有杆腔、第二液壓活塞的有杆腔相通的管線；第二支路上設置有第三單向閥和第四單向閥，第三單向閥的輸出端與第四單向閥的輸入端連接，第三單向閥與第四單向閥之間的液壓管線上還連接有與第一液壓活塞的無杆腔、第二液壓活塞的無杆腔相通的管線。所述的第一儲能器與第一單向閥的輸入端、第三單向閥的輸入端連接，所述的第二儲能器與第二單向閥的輸出端、第四單向閥的輸出端連接。本發明的有益效果蠔式波浪能發電裝置運動方式簡單，具有良好的自我維護性， 並可以在惡劣天氣下具有較強生存能力。電液發電裝置在岸邊，可以非常容易的得到維護。 蠔式波浪能發電裝置的具有全周期做功、傳動效率高、可實現功率的持續穩定輸出等特點， 預計一臺波浪能發電裝置一年能可以防止因礦燃料生成的50噸二氧化碳。


圖I為本發明結構示意圖2為波浪能採集單元的結構示意圖3為浮力瓣的結構示意圖4為圖3中A-A向視圖5(a)閥控液壓迴路衝程不意圖5(b)閥控液壓迴路回程示意圖中1-動力採集單元，I. I-浮力瓣，I. 2-鉸接底座，I. 3-海底平臺底座，I. 4-液壓活塞缸，I. 5-閥控液壓迴路，I. 6-擾流板，I. 7-活塞缸缸杆鉸鏈，I. 8-活塞缸缸體鉸鏈， I. 9-浮性圓筒，I. 10-浮力瓣框架，I. 11-擾流板鉸鏈，2-液壓管路，2. I-高壓液壓流，3-能量轉換平臺，3. I-液控輪機，3. 2-飛輪，3. 3-發電機，4-電力和控制系統機房，5-單向閥， 6-蓄能器，7-液壓源。
具體實施例方式以下結合附圖對本發明的原理、結構作進一步說明
如圖I所示，動力採集單元I通過安裝在海底的海底平臺底座I. 3固定，通過液壓管路 2與岸邊的能量轉換平臺3進行連接。浮力瓣I. I隨著浪流左右搖擺，進而壓縮液壓活塞缸 I. 4，一次左右搖擺為一個衝程。液壓缸通過閥控液壓迴路I. 5輸出高壓液壓流2. 1，高壓液壓流2. I通過海底的液壓管路2傳輸到能量轉換平臺3。高壓液壓流2. I驅動液控輪機
3.1，液壓驅動的液控輪機3. I通過聯軸設備直接與飛輪3. 2和變速感應發電機3. 3連接， 將機械能轉化成電能。飛輪3. 2的作用是儲存動能，並減少機械運轉過程的速度波動。最後生產處的電能由電力和控制系統機房4進行管理和輸送，同時電力和控制系統機房4對能量轉換平臺3進行控制管理。如圖2所示，波浪能採集浮力瓣I. I通過鉸接底座I. 2的方式與海底平臺底座I. 3 進行連接，液壓活塞缸I. 4的杆端通過活塞缸缸杆鉸鏈I. 7鉸接在浮力瓣I. I本體上，另一端通過活塞缸缸體鉸鏈I. 8鉸接在海底平臺底座I. 3上。如圖3和圖4所示，新型的浮力瓣I. I由5條彈性浮性圓筒I. 9和副翼擾流板I. 6 構成。浮性圓筒I. 9固定在浮力瓣框架I. 10上，擾流板I. 6通過擾流板鉸鏈I. 11鉸接在浮性圓筒I. 9上，研究表明，浮性圓筒I. 9在浪流聯合作用下的阻力譜和升力譜將變得非常不穩定，對機械結構會產生影響，擾流板I. 6的作用是影響浮性圓筒後的湍流狀態，進而穩定圓筒I. 9的阻力係數和浮力係數，使波浪能利用效率得到提升。如圖5(a)所不，閥控液壓迴路I. 5的右端出口通過液壓管路2與液控輪機3. I相連，閥控液壓迴路I. 5左端連至液壓源7。當浮力瓣I. I推動液壓活塞缸I. 4做衝程運動時，高速液壓流2. I通過單向閥5向右端輸送，通過液壓管路2驅動液控輪機3. I。與此同時，液壓源7通過單向閥5從左端向液壓缸I. 4補充液壓流2. I。如圖5 (b)所示，當浮力瓣I. I拉動液壓活塞缸I. 4做回程運動時，閥控液壓迴路 I. 5往右端輸送高速液壓流2. 1，高速液壓流2. I通過液壓管路2驅動液控輪機3. I。同時， 液壓源7通過單向閥5從左端對液壓活塞缸I. 4補充液壓流2. I。通過這種閥控液壓迴路 I. 5，液壓活塞缸I. 4就能源源不斷地向液控輪機3. I提供高速液壓流2. I。閥控液壓迴路 I. 5中蓄能器6的作用是對閥控液壓迴路I. 5進行流量和壓力補充，同時降低閥控液壓迴路 I. 5中的壓力波動。
權利要求
頁1.一種新型蠔式波浪能發電裝置，包括流體動力能轉換成機械能轉換系統，機械能轉化成液壓能轉換系統，液壓能轉化成機械能轉換系統，機械能轉化成電能轉換系統，其特徵在於所述的流體動力能轉換成機械能轉換系統採用浮力瓣；所述的機械能轉化成液壓能轉換系統採用活塞缸液壓迴路；所述的液壓能轉化成機械能轉換系統採用液控輪機；所述的機械能轉化成電能轉換系統採用發電機；浮力瓣隨波浪的來回搖擺驅動兩個鉸接在海底平臺上的液壓活塞，液壓活塞產生高壓液壓流通過活塞缸液壓迴路和液壓管線送往岸上的液控輪機，液控輪機通過飛輪與發電機相連，將機械能轉化成電能，從而進行發電。
2.根據權利要求I所述的一種新型蠔式波浪能發電裝置，其特徵在於所述的浮力瓣包括多個浮性圓筒，多個浮性圓筒由浮力瓣框架約束，浮性圓筒在浮力瓣框架內由上至下半徑依次減小，在每個浮性圓筒上裝有擾流板，所述的擾流板安裝在浮性圓筒的同一側；浮力瓣的底端與海底平臺鉸接，浮力瓣的靠近底端位置與活塞杆鉸接。
3.根據權利要求I所述的一種新型蠔式波浪能發電裝置，其特徵在於所述的活塞缸液壓迴路包括液壓源、第一單向閥、第二單向閥、第三單向閥、第四單向閥、第一儲能器、第二儲能器、第一液壓活塞和第二液壓活塞；從液壓源出來的液壓管線差分成兩路，其中第一支路上設置有第一單向閥和第二單向閥，第一單向閥的輸出端與第二單向閥的輸入端連接，第一單向閥與第二單向閥之間的液壓管線上還連接有與第一液壓活塞的有杆腔、第二液壓活塞的有杆腔相通的管線；第二支路上設置有第三單向閥和第四單向閥，第三單向閥的輸出端與第四單向閥的輸入端連接，第三單向閥與第四單向閥之間的液壓管線上還連接有與第一液壓活塞的無杆腔、第二液壓活塞的無杆腔相通的管線；所述的第一儲能器與第一單向閥的輸入端、第三單向閥的輸入端連接，所述的第二儲能器與第二單向閥的輸出端、第四單向閥的輸出端連接。
全文摘要
本發明公開了一種新型蠔式波浪能發電裝置。本發明利用浮力瓣隨波浪的來回搖擺驅動兩個鉸接在海底平臺上的液壓活塞，液壓活塞產生高壓液壓流通過活塞缸液壓迴路和液壓管線送往岸上的液控輪機，液控輪機通過飛輪與發電機相連，將機械能轉化成電能，從而進行發電。本發明運動方式簡單，具有良好的自我維護性，並可以在惡劣天氣下具有較強生存能力。
文檔編號F03B13/22GK102588198SQ20111041308
公開日2012年7月18日 申請日期2011年12月13日 優先權日2011年12月13日
發明者付現橋, 方輝, 蔡勇, 金濤 申請人:浙江大學舟山海洋研究中心