CN115111109A - 一种下挂式液压波浪能发电浮体 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种下挂式液压波浪能发电浮体，包括浮体本体、弹簧回复液压缸、锚链、能量转换装置，所述浮体本体的底部通过钢索与所述弹簧回复液压缸中缸体的顶部相连，所述弹簧回复液压缸的活塞杆向下延伸并通过所述锚链与海底固定；所述弹簧回复液压缸中的液压油路与所述能量转换装置中的液压管路相连，所述液压管路的输出端与所述能量转换装置中的液压马达发电机相连；所述弹簧回复液压缸中的液压油路与油箱相连。本申请利用了浮体本体、弹簧回复液压缸、能量转换装置，在整个系统的运动过程中逐步实现由海洋波浪能到浮体机械能；由浮体机械能到液压能；由液压能到电能的转换。

Description

一种下挂式液压波浪能发电浮体

技术领域

本申请涉及波浪能发电技术领域，具体是一种下挂式液压波浪能发电浮体。

背景技术

海洋波浪能是一种清洁无污染的可再生能源，成功且高效率的利用波浪能为船舶导航、为海上科研做定点标记和为海上军事设施提供电力是当前各国开发小型波浪能装置的主要目的。系泊于海底的波浪能发电系统是离岸开发海洋波浪能之众多形式中的一种。传统的波浪能发电装置中发电部分的动力结构，结构体积较大、重量较大，各部件的布置位置较为固定，因此，安装、运输等较为不便，并且，随着功率要求的增大，需要增加更大体积的动力结构才能完成，实用性较差。为此，本申请要提供了一种下挂式液压波浪能发电浮体。

发明内容

本申请的目的在于提供一种下挂式液压波浪能发电浮体，以解决上述背景技术中提出的现有技术中存在的发电部分的动力结构结构较为复杂、实用性较差的问题。

为实现上述目的，本申请公开了以下技术方案：一种下挂式液压波浪能发电浮体，包括浮体本体、弹簧回复液压缸、锚链、能量转换装置，所述浮体本体的底部通过钢索与所述弹簧回复液压缸中缸体的顶部相连，所述弹簧回复液压缸的活塞杆向下延伸并通过所述锚链与海底固定；所述弹簧回复液压缸中的液压油路与所述能量转换装置中的液压管路相连，所述液压管路的输出端与所述能量转换装置中的液压马达发电机相连；所述弹簧回复液压缸中的液压油路与油箱相连。

作为优选，所述弹簧回复液压缸中的液压油路与所述能量转换装置中的液压管路之间安装有蓄能器。

作为优选，该种下挂式液压波浪能发电浮体的工作方法包括以下步骤：

S1、海浪涌来时，波浪的运动带动所述浮体本体的运动；

S2、所述浮体本体的运动带动所述弹簧回复液压缸的缸体和所述弹簧回复液压缸中的活塞发生相对运动；

S3、所述弹簧回复液压缸的缸体和所述弹簧回复液压缸中的活塞之间的相对运动使所述弹簧回复液压缸内的高压液压油急速流动；

S4、所述弹簧回复液压缸内的高压液压油与所述能量转换装置中的液压管路进行液压式能量传递；

S5、所述能量转换装置中的液压管路驱动所述液压马达发电机发电产生电能。作为优选，该种下挂式液压波浪能发电浮体的工作方法该包括包括以下步骤：

S6、海浪落下时，所述浮体本体向下运动，所述钢索松弛，设置于所述弹簧回复液压缸内的弹簧将所述弹簧回复液压缸的活塞复位，所述弹簧回复液压缸从油箱内吸油，以为下一周期来浪时的做功做准备；

S7、重复步骤S1-S6。

作为优选，在所述步骤S6中，在所述浮体本体向下运动时，所述弹簧回复液压缸中的液压油路与所述能量转换装置中的液压管路之间的蓄能器进行蓄能和缓解压力突变。

有益效果：本申请的下挂式液压波浪能发电浮体，应用在远离海岸的无人维护海区，利用永不枯竭海洋波浪能为系泊于海底的波浪能液压发电装置提供原动力，然后将其转换为需要的电能输出,实现为海洋航道、海洋试验标记点和其他离岸较远且需要提供电力的设备提供电力。本申请采用弹簧回复液压缸作为利用波浪能发电的原动力结构，由于液压系统在同等功率情况下，弹簧回复液压缸体积小、重量轻、结构紧凑，且液压传动的各种元件可根据需要方便、灵活地来布置，而装置发电量的大小跟浮体本体的大小和来波能量大小有关，为实现不同大小的能量输出可选用不同的配件组合。弹簧回复液压缸与浮体本体组装后，整体结构简单、易损件少、体积小且不需专门建大型固定平台，液压系统布置安装容易，同时，因具有体积小的特点，运行中的下挂式液压波浪能发电浮体也不会影响海洋船只的运行，所以能够广泛应用于各种海域。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例中下挂式液压波浪能发电浮体的结构示意图；

图2为本申请实施例中下挂式液压波浪能发电浮体的工作方法流程框图。

附图标记：1、浮体本体；2、弹簧回复液压缸；3、锚链；4、能量转换装置。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本公开的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”、“顶部”、“底部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本公开和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

还需要说明的是，本申请文件中使用到的标准零件均可以从市场上购买，而且根据说明书和附图的记载均可以进行订制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本公开中的具体含义，并且，未做明确限定的情况下，机械、零件和设备均可以采用现有技术中常规的型号。

在本文中，术语“包括”意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

实施例

参考图1所示的一种下挂式液压波浪能发电浮体，包括浮体本体1、弹簧回复液压缸2、锚链3、能量转换装置4，浮体本体1可以是现有技术中的任意一种浮体结构，其漂浮与海洋面上，装置发电量的大小跟浮体本体1的大小和来波能量大小有关，为实现不同大小的能量输出可选用不同大小的浮体本体1。浮体本体1的底部通过钢索与弹簧回复液压缸2中缸体的顶部相连，弹簧回复液压缸2可以是现有技术中的任意一种利用弹簧使液压缸内部活塞复位的液压缸结构，弹簧回复液压缸2的活塞杆向下延伸并通过锚链3与海底固定。弹簧回复液压缸2中的液压油路与能量转换装置4中的液压管路相连，液压管路的输出端与能量转换装置4中的液压马达发电机相连；弹簧回复液压缸2中的液压油路与油箱相连。弹簧回复液压缸2中的液压油路与能量转换装置4中的液压管路之间安装有蓄能器。

基于上述结构，来浪时浮体本体1在波浪力作用下的垂直向上运动将牵引弹簧回复液压缸2上升，因为弹簧回复液压缸2内的活塞是通过锚链3系泊于海底的，锚链3自身重量较大，活塞无法完全随弹簧回复液压缸2的缸体向上运动，从而使弹簧回复液压缸2的缸体与活塞之间形成相对运动，产生的相对运动将排挤弹簧回复液压缸2腔体内的液压油，液压油通过液压油路与能量转换系统中的液压管路进行能量传递，从而驱动能量转换系统中的液压马达发电机旋转产生电能。同时，可行的是，弹簧回复液压缸2上的液压系统的做功形式除了发电，还可以直接用来驱动力执行机构供船舶运行等。

在一些可行的实施方式中，液压油路和液压管路上还安装有所需的三通阀、单向阀、油路开关、调速阀等，这些部件的使用，是为了提高液压油路和液压管路之间能量传递的可靠性和可行性，是本领域普通技术人员所公知的，且并非本申请的技术改进重点，因此，申请人在此不对该部分内容做赘述。

借由上述的下挂式液压波浪能发电浮体的硬件结构，如图2所示，其工作方法包括以下步骤：

S1、海浪涌来时，波浪的运动带动浮体本体1的运动；

S2、浮体本体1的运动带动弹簧回复液压缸2的缸体和弹簧回复液压缸2中的活塞发生相对运动；

S3、弹簧回复液压缸2的缸体和弹簧回复液压缸2中的活塞之间的相对运动使弹簧回复液压缸2内的高压液压油急速流动；

S4、弹簧回复液压缸2内的高压液压油与能量转换装置4中的液压管路进行液压式能量传递；

S5、能量转换装置4中的液压管路驱动液压马达发电机发电产生电能；

S6、海浪落下时，浮体本体1向下运动，钢索松弛，设置于弹簧回复液压缸2内的弹簧将弹簧回复液压缸2的活塞复位，弹簧回复液压缸2从油箱内吸油，以为下一周期来浪时的做功做准备，同时，弹簧回复液压缸2中的液压油路与能量转换装置4中的液压管路之间的蓄能器进行蓄能和缓解压力突变；

S7、重复步骤S1-S6。

简言之，本实施例的下挂式液压波浪能发电浮体，主要利用液压系统来传递能量，主要利用了浮体本体1、弹簧回复液压缸2、能量转换装置4，在整个系统的运动过程中逐步实现由海洋波浪能到浮体机械能；由浮体机械能到液压能；由液压能到电能的转换。

最后应说明的是：以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种下挂式液压波浪能发电浮体，其特征在于，包括浮体本体(1)、弹簧回复液压缸(2)、锚链(3)、能量转换装置(4)，所述浮体本体(1)的底部通过钢索与所述弹簧回复液压缸(2)中缸体的顶部相连，所述弹簧回复液压缸(2)的活塞杆向下延伸并通过所述锚链(3)与海底固定；所述弹簧回复液压缸(2)中的液压油路与所述能量转换装置(4)中的液压管路相连，所述液压管路的输出端与所述能量转换装置(4)中的液压马达发电机相连；所述弹簧回复液压缸(2)中的液压油路与油箱相连。

2.根据权利要求1所述的下挂式液压波浪能发电浮体，其特征在于，所述弹簧回复液压缸(2)中的液压油路与所述能量转换装置(4)中的液压管路之间安装有蓄能器。

3.根据权利要求1-2任意一项所述的下挂式液压波浪能发电浮体，其特征在于，该种下挂式液压波浪能发电浮体的工作方法包括以下步骤：

S1、海浪涌来时，波浪的运动带动所述浮体本体(1)的运动；

S2、所述浮体本体(1)的运动带动所述弹簧回复液压缸(2)的缸体和所述弹簧回复液压缸(2)中的活塞发生相对运动；

S3、所述弹簧回复液压缸(2)的缸体和所述弹簧回复液压缸(2)中的活塞之间的相对运动使所述弹簧回复液压缸(2)内的高压液压油急速流动；

S4、所述弹簧回复液压缸(2)内的高压液压油与所述能量转换装置(4)中的液压管路进行液压式能量传递；

S5、所述能量转换装置(4)中的液压管路驱动所述液压马达发电机发电产生电能。

4.根据权利要求3所述的下挂式液压波浪能发电浮体，其特征在于，该种下挂式液压波浪能发电浮体的工作方法该包括包括以下步骤：

S6、海浪落下时，所述浮体本体(1)向下运动，所述钢索松弛，设置于所述弹簧回复液压缸(2)内的弹簧将所述弹簧回复液压缸(2)的活塞复位，所述弹簧回复液压缸(2)从油箱内吸油，以为下一周期来浪时的做功做准备；

S7、重复步骤S1-S6。

5.根据权利要求4所述的下挂式液压波浪能发电浮体，其特征在于，在所述步骤S6中，在所述浮体本体(1)向下运动时，所述弹簧回复液压缸(2)中的液压油路与所述能量转换装置(4)中的液压管路之间的蓄能器进行蓄能和缓解压力突变。

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