CN104389720B - 全自由度海浪发电装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种全自由度海浪发电装置，包括浮子、油箱平台、液压杆组、支架箱体和输油管；所述浮子设置在所述油箱平台下侧；所述液压杆组的一端连接所述油箱平台，另一端连接所述支架箱体的内侧，且所述油箱平台通过输油管连接所述液压杆组。所述液压杆组包括横向液压杆组和纵向液压杆组；所述纵向液压杆组设置在所述油箱平台的轴向上，所述横向液压杆组设置在所述油箱平台的周向上。本发明采用多个液压杆组，其中一部分在水平面内圆形阵列，另一部分在竖直平面内等距平行分布，由于海浪的运动方向具有不确定性，而由海浪引起的浮子的各个方向的运动和旋转均会引起活塞杆在缸体中的运动。

Description

全自由度海浪发电装置

技术领域

本发明涉及海浪发电，具体地，涉及一种全自由度2-3型海浪发电装置，2-3型指6条发电支链分成2组，每组均设3个发电支链。

背景技术

波涛起伏的大海，是一种海洋资源，它无污染，储存量大。据报道，在1平方千米的海面上，每秒钟就有20万千瓦的海浪运动能。如果能很好的利用海浪能进行发电，将为人类的能源使用开辟更广阔的来源，从而减少人类对其他物质资源的消耗。

经过对现有文献的检索发现专利申请号为201310419252.3，名称为一种海浪发电机。该发明通过浮体和平衡浮体的联合作用，将浮体在垂直方向下降时的能量通过滑轮传递到输出轴的飞轮上，再通过飞轮的惯性保证输出轴上的永磁同步发电机正常发电，但是该发明存在以下不足：该装置仅利用浮体下降时的能量，对于浮体上升以及海浪横向摆动的能量没有加以利用，导致海浪能的利用率较低。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种全自由度海浪发电装置。

根据本发明提供的全自由度海浪发电装置包括浮子1、油箱平台2、液压杆组、支架箱体9和输油管；

所述浮子1设置在所述油箱平台2下侧；所述液压杆组的一端连接所述油箱平台2另一端连接所述支架箱体9的内侧且所述油箱平台2通过输油管连接所述液压杆组。

优选地，所述液压杆组包括横向液压杆组和纵向液压杆组；

所述纵向液压杆组设置在所述油箱平台2的轴向上，所述横向液压杆组设置在所述油箱平台2的周向上。

优选地，所述横向液压杆组包括第一液压杆组3、第二液压杆组4以及第三液压杆组8；所述纵向液压杆包括第四液压杆组5、第五液压杆组6以及第六液压杆组7；

所述油箱平台2的侧面沿周向设置有第一连接孔、第二连接孔以及第三连接孔；所述油箱平台2的上表面设置有第四连接孔、第五连接孔以及第六连接孔；

其中，所述第一液压杆组3的一端连接所述第一连接孔，另一端连接所述支架箱体9的内侧的下端；所述第二液压杆组4的一端连接所述第二连接孔，另一端连接所述支架箱体9的内侧的下端；所述第三液压杆组8的一端连接所述第三连接孔，另一端连接所述支架箱体9的内侧的下端；

所述第四液压杆组5的一端连接所述第四连接孔，另一端连接所述支架箱体9的内侧的上端；所述第五液压杆组6的一端连接所述第五连接孔，另一端连接所述支架箱体9的内侧的上端；所述第六液压杆组7的一端连接所述第六连接孔，另一端连接所述支架箱体9的内侧的上端。

优选地，所述液压杆组包括顺次相连的连杆10、活塞杆11以及液压缸12；所述的连杆10的一端与活塞杆11的一端形成球副连接，另一端连接所述油箱平台2；所述液压缸12连接所述支架箱体9的内侧。

优选地，所述液压缸12包括第一进油口17、第二进油口15、第一单向阀18、第二单向阀16、第三单向阀14、第四单向阀20、第一出油口13、第二出油口19和缸体；

其中，所述的第一单向阀18安装在所述第一进油口17中，所述第二单向阀16安装在所述第二进油口15中，所述第三单向阀14安装在所述第一出油口13中，所述第四单向阀20安装在所述第二出油口19中；

所述第一进油口17和所述第二进油口15设置在所述缸体一侧；所述第一出油口13和所述第二出油口19设置在所述缸体另一侧；

所述活塞杆11的另一端设置在所述缸体的内侧。

优选地，所述油箱平台2包括回油箱36、第四出油口22、第五出油口21、集油箱35、第三进油口25、第四进油口24、第三出油口23、分流管31、液压马达32、回流管33以及蓄能器30；

其中，回油箱36设置在所述集油箱35的外侧，回油箱36设置有第四出油口22和第五出油口21；所述第四出油口22连接所述第二进油口15，所述第五出油口21连接所述第一进油口17；

所述集油箱35设置有第三进油口25、第四进油口24以及第三出油口23；所述第三进油口25连接所述第二出油口19，第四进油口24连接所述第一出油口13，所述第三出油口23连接所述分流管31；

所述回油箱36通过所述回流管33连接所述液压马达32；所述分流管31连接所述液压马达32和蓄能器30。

优选地，输油管包括第一输油软管26、第二输油软管27、第三输油软管29以及第四输油软管28；

其中，第一输油软管26连通了第一进油口17和第五出油口21，第二输油软管27连通了第二进油口15和第四出油口22，第三输油软管29连通了第一出油口13和第四进油口24，第四输油软管28连通了第二出油口19和第三进油口25。

优选地，第一液压杆组3、第二液压杆组4以及第三液压杆组8在同一平面内且两两之间呈120度角；

第四液压杆组5、第五液压杆组6以及第六液压杆组7的从截面看排列成等边三角形。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、本发明采用多个液压杆组，其中一部分在水平面内圆形阵列，另一部分在竖直平面内等距平行分布，由于海浪的运动方向具有不确定性，而由海浪引起的浮子的各个方向的运动和旋转均会引起活塞杆在缸体中的运动，而且液压缸采取特殊构造，液压缸与混合油箱之间通过输油软管实现特殊连接，使得输油管路中的油液单向流动，从而最大限度的利用海浪能量来发电；

2、本发明采用多个液压杆组并联收集能量，结构紧凑，空间利用率高，由于液压杆组数目较多，所以在一次活塞杆压缩或者拉伸的过程中能够排出较大的油液量，从而催动液压马达高速转动，进而使发电机产生较高的发电功率。且六个液压杆组采用特殊的分布，使结构各方向的受力均匀，保证了结构的稳定性；

3、本发明的每个液压缸的缸体都带有两个进油口和两个出油口，每个油口处安装单向阀。并且通过输油软管实现进油口、出油口与混合油箱之间的特定连接，使得活塞杆在缸体中运动时，输油管路中的油液能够源源不断的单向流动，这大大提高了海浪能量的利用效率和发电功率；

4、本发明采用的蓄能器能够稳定输油管路的油压，从而使液压马达稳定工作。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明中液压杆组与油箱平台以及支架箱体之间连接的结构示意图；

图3是本发明中液压缸的结构示意图；

图4是本发明中液压缸与油箱平台连接的剖视图；

图5是本发明中油箱平台的剖视图；

其中：

1为浮子；

2为油箱平台；

3为第一液压杆组；

4为第二液压杆组；

5为第四液压杆组；

6为第五液压杆组；

7为第六液压杆组；

8为第三液压杆组；

9为支架箱体；

10为连杆；

11为活塞杆；

12为液压缸；

13为第一出油口；

14为第三单向阀；

15为第二进油口；

16为第二单向阀；

17为第一进油口；

18为第一单向阀；

19为第二出油口；

20为第四单向阀；

21为第五出油口；

22为第四出油口；

23为第三出油口；

24为第四进油口；

25为第三进油口；

26为第一输油软管；

27为第二输油软管；

28为第四输油软管；

29为第三输油软管；

30为蓄能器；

31为分流管；

32为液压马达；

33为回流管；

34为发电机；

35为集油箱；

36为回油箱。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

如图1所示，在本实施例中，本发明提供的全自由度海浪发电装置为2-3型海浪发电装置，2-3型指6条发电支链分成2组，每组均设3个发电支链，第一组3个支链位于水平面内，两两间隔120度圆形阵列且不交于同一点，第二组3个支链在竖直方向平行分布但不共面，且分别位于等边三角形三个顶点上。

本发明提供的全自由度海浪发电装置包括浮子1、油箱平台2、第一液压杆组3、第二液压杆组4、第三液压杆组8、第四液压杆组5、第五液压杆组6、第六液压杆组7、支架箱体9、液压马达32、发电机34、蓄能器30；所述的浮子1位于油箱平台2之下，并与油箱平台2的下端固连；所述支架箱体9与外界装置固连后静止；所述第一组3个支链包括第一液压杆组3、第二液压杆组4、第三液压杆组8，位于油箱平台2与支架箱体9之间。所述的第二组3个支链包括第四液压杆组5、第五液压杆组6、第六液压杆组7，位于油箱平台2之上、支架箱体9之下。第一液压杆组3、第二液压杆组4、第三液压杆组8、第四液压杆组5、第五液压杆组6、第六液压杆组7的构造完全相同。

如图2所示，所述液压杆组包括顺次相连的连杆10、活塞杆11以及液压缸12；所述的连杆10的一端与活塞杆11的一端形成球副连接，另一端连接所述油箱平台2；所述液压缸12连接所述支架箱体9的内侧。

所述油箱平台2的侧面沿周向设置有第一连接孔、第二连接孔以及第三连接孔；所述油箱平台2的上表面设置有第四连接孔、第五连接孔以及第六连接孔；

其中，所述第一液压杆组3的一端连接所述第一连接孔，且形成U型副连接，另一端连接所述支架箱体9的内侧的下端；所述第二液压杆组4的一端连接所述第二连接孔，且形成U型副连接，另一端连接所述支架箱体9的内侧的下端；所述第三液压杆组8的一端连接所述第三连接孔，且形成U型副连接，另一端连接所述支架箱体9的内侧的下端；

所述第四液压杆组5的一端连接所述第四连接孔，且形成U型副连接，另一端连接所述支架箱体9的内侧的上端；所述第五液压杆组6的一端连接所述第五连接孔，且形成U型副连接，另一端连接所述支架箱体9的内侧的上端；所述第六液压杆组7的一端连接所述第六连接孔，且形成U型副连接，另一端连接所述支架箱体9的内侧的上端。

如图3所示，所述的六个液压杆组并联工作，每个液压缸12包括第一进油口17、第二进油口15、第一单向阀18、第二单向阀16、第三单向阀14、第四单向阀20、第一出油口13、第二出油口19、活塞杆11和缸体，所述的活塞杆11与连杆10形成球副连接；所述的第一单向阀18安装在第一进油口17中，第二单向阀16安装在第二进油口15中，第三单向阀14安装在第一出油口13中，第四单向阀20安装在第二出油口19中。

所述第一进油口17和所述第二进油口15设置在所述缸体12一侧；所述第一出油口13和所述第二出油口19设置在所述缸体12另一侧；所述活塞杆11的另一端设置在所述缸体12的内侧。

如图5所示，所述的回油箱36在集油箱35的外侧，设有第四出油口22、第五出油口21，所述第四出油口22和第五出油口21均与六液压缸相连接，所述回油箱36与回流管33相连接，回流管33与液压马达32相连接；所述集油箱35设有第三进油口25、第四进油口24和第三出油口23，其中，第三出油口23与分流管31连接，分流管31与液压马达32和蓄能器30相连，第三进油口25和第四进油口24与六液压缸相连。

具体为，所述第四出油口22连接所述第二进油口15，所述第五出油口21连接所述第一进油口17；所述第三进油口25连接所述第二出油口19，第四进油口24连接所述第一出油口13，所述第三出油口23连接所述分流管31；所述回油箱36通过所述回流管33连接所述液压马达32；所述分流管31连接所述液压马达32和蓄能器30。

如图4所示，所述全自由度2-3型海浪发电装置，还包括四根输油软管，其中，第一输油软管26连通了第一进油口17和第五出油口21，第二输油软管27连通了第二进油口15和第四出油口22，第三输油软管29连通了第一出油口13和第四进油口24，第四输油软管28连通了第二出油口19和第三进油口25。

在本实施例中，本发明提供的全自由度2-3型海浪发电装置的工作过程如下：

支架箱体9与外界装置固连后静止，浮子1漂浮在海面上，海浪冲击浮子1的时候，浮子1发生倾斜，与浮子1固连的油箱平台2也随之发生摆动，从而导致油箱平台2与支架箱体9之间的活塞杆11和液压缸12发生相对移动，六个并联液压杆组开始工作。靠近海浪冲击一侧的液压缸发生压缩运动，远离海浪冲击一侧的液压缸发生拉伸运动。浮子1可以吸收任意方向的海浪冲击能，浮子1在被冲击后发生各方向的移动和转动，此时，每个液压缸或者拉伸，或者收缩，但均能实现压油和吸油的运动。这样就实现了所有液压缸的同时工作，充分利用了海浪能量，提高了发电能力。通过将各进油口和出油口与油箱平台2特定的连接，能够实现油液的单向运动，从而推动与油箱平台2相连接的液压马达单向运转，进而带动发电机发电。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (4)

1.一种全自由度海浪发电装置，其特征在于，包括浮子(1)、油箱平台(2)、液压杆组、支架箱体(9)和输油管；

所述浮子(1)设置在所述油箱平台(2)下侧；所述液压杆组的一端连接所述油箱平台(2)另一端连接所述支架箱体(9)的内侧且所述油箱平台(2)通过输油管连接所述液压杆组；

所述液压杆组包括横向液压杆组和纵向液压杆组；

所述纵向液压杆组设置在所述油箱平台(2)的轴向上，所述横向液压杆组设置在所述油箱平台(2)的周向上；

所述液压杆组包括顺次相连的连杆(10)、活塞杆(11)以及液压缸(12)；所述的连杆(10)的一端与活塞杆(11)的一端形成球副连接，另一端连接所述油箱平台(2)；所述液压缸(12)连接所述支架箱体(9)的内侧；

所述液压缸(12)包括第一进油口(17)、第二进油口(15)、第一单向阀(18)、第二单向阀(16)、第三单向阀(14)、第四单向阀(20)、第一出油口(13)、第二出油口(19)和缸体；

其中，所述的第一单向阀(18)安装在所述第一进油口(17)中，所述第二单向阀(16)安装在所述第二进油口(15)中，所述第三单向阀(14)安装在所述第一出油口(13)中，所述第四单向阀(20)安装在所述第二出油口(19)中；

所述第一进油口(17)和所述第二进油口(15)设置在所述缸体一侧；所述第一出油口(13)和所述第二出油口(19)设置在所述缸体另一侧；

所述活塞杆(11)的另一端设置在所述缸体的内侧；

所述油箱平台(2)包括回油箱(36)、第四出油口(22)、第五出油口(21)、集油箱(35)、第三进油口(25)、第四进油口(24)、第三出油口(23)、分流管(31)、液压马达(32)、回流管(33)以及蓄能器(30)；

其中，回油箱(36)设置在所述集油箱(35)的外侧，回油箱(36)设置有第四出油口(22)和第五出油口(21)；所述第四出油口(22)连接所述第二进油口(15)，

所述第五出油口(21)连接所述第一进油口(17)；

所述集油箱(35)设置有第三进油口(25)、第四进油口(24)以及第三出油口(23)；所述第三进油口(25)连接所述第二出油口(19)，第四进油口(24)连接所述第一出油口(13)，所述第三出油口(23)连接所述分流管(31)；

所述回油箱(36)通过所述回流管(33)连接所述液压马达(32)；所述分流管(31)连接所述液压马达(32)和蓄能器(30)。

2.根据权利要求1所述的全自由度海浪发电装置，其特征在于，所述横向液压杆组包括第一液压杆组(3)、第二液压杆组(4)以及第三液压杆组(8)；所述纵向液压杆包括第四液压杆组(5)、第五液压杆组(6)以及第六液压杆组(7)；

所述油箱平台(2)的侧面沿周向设置有第一连接孔、第二连接孔以及第三连接孔；所述油箱平台(2)的上表面设置有第四连接孔、第五连接孔以及第六连接孔；

其中，所述第一液压杆组(3)的一端连接所述第一连接孔，另一端连接所述支架箱体(9)的内侧的下端；所述第二液压杆组(4)的一端连接所述第二连接孔，另一端连接所述支架箱体(9)的内侧的下端；所述第三液压杆组(8)的一端连接所述第三连接孔，另一端连接所述支架箱体(9)的内侧的下端；

所述第四液压杆组(5)的一端连接所述第四连接孔，另一端连接所述支架箱体(9)的内侧的上端；所述第五液压杆组(6)的一端连接所述第五连接孔，另一端连接所述支架箱体(9)的内侧的上端；所述第六液压杆组(7)的一端连接所述第六连接孔，另一端连接所述支架箱体(9)的内侧的上端。

3.根据权利要求1所述的全自由度海浪发电装置，其特征在于，输油管包括第一输油软管(26)、第二输油软管(27)、第三输油软管(29)以及第四输油软管(28)；

其中，第一输油软管(26)连通了第一进油口(17)和第五出油口(21)，第二输油软管(27)连通了第二进油口(15)和第四出油口(22)，第三输油软管(29)连通了第一出油口(13)和第四进油口(24)，第四输油软管(28)连通了第二出油口(19)和第三进油口(25)。

4.根据权利要求2所述的全自由度海浪发电装置，其特征在于，第一液压杆组(3)、第二液压杆组(4)以及第三液压杆组(8)在同一平面内且两两之间呈120度角；

第四液压杆组(5)、第五液压杆组(6)以及第六液压杆组(7)的从截面看排列成等边三角形。