本发明专利技术涉及一种波浪能发电系统。本发明专利技术是利用浮体来接受波浪的推动，通过一端系在其上而另一端系在柱塞缸上的绳，拉动柱塞泵活塞将获得的无规律的波浪推力转换成液压能，通过液压系统输出动力给发电机发电。波浪回落阶段，依靠作用在活塞两侧的压差，将活塞复位、绳收回，通过多缸串联，减少加工成本，提高响应速度。该系统能适应各种波形的海浪，抗风浪能力强，本系统采用伸缩管式、套筒式两种防水抗腐方法。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种海浪发电系统。
技术介绍
海洋波浪能源是一种无穷无尽的可再生能量资源，如何利用这样丰富的能量资源 为人类服务，是前人和现代人一直在研究的重要课题，利用波浪能发电就是其中一大课题。 海洋受复杂的自然因素变化影响，其波浪、海潮的大小和形式变化，给人们利用海 洋波浪能量来进行稳定发电产生较大的困难。 根据以往的研究经验，认为目前利用波浪能发电有以下几种比较有效的方法即 振荡水柱波能装置、聚波水库波能装置、摆式波能装置等。 振荡水柱波能装置的优点是转动机构不与海水接触，防腐性能好，安全可靠，维护 方便。其缺点是二级能量转换效率较低、对小波浪能适应性也不强，且造价高昂。 聚波水库装置的优点是一级转换没有活动部件，可靠性好，维护费用低，系统出力 稳定。不足之处是电站建造对地形有要求，不易推广。 摆式波能装置，摆体的运动很适合波浪大推力和低频的特性，摆式装置的转换效 率较高，但现有的装置机械的维护较为困难，容易损坏，且适合于海浪大小变化较大、又易 于设计制造的大规模的成熟的装置还未见有报道。 最近出现的海蛇发电技术，因为其设计理念是侧重于生存性而忽略了效率，它只 是利用了波浪面的夹角变化来提取能量，波面越陡，提取的能量越大，仔细观察海浪波形就 会发现，浪的波高很大时，波面不一定就陡，因为此时波长也长了 。另外在小波浪下，每一节 收到的海浪冲击情况类似，所以，形成不了弯矩，输出的功率几何为O，所以经济效益收到限 制。 总之，由于种种原因，迄今为止，还未出现一个实用的海浪发电系统。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种垂荡柱塞缸式波浪能发电系统，它能够自动适应大部分波形的波浪，其抗风浪能力强。 本专利技术的技术方案(见附图说明图11): 该波浪能发电系统，为垂荡式，包括浮体、绳、液压传动系统、发电机、基座，液压传 动系统的输入端为柱塞缸，柱塞缸的活塞杆(13)，通过绳(8)，连接浮体(l)，柱塞缸体(14) 联接基座；柱塞缸的油液腔(9)的进出油口 (24)叉分成两路，一路经出油单向阀(31)、高 压管路(15)接通高压蓄能器(33)，另一路经回油单向阀(32)、回油管路(16)接通中压蓄 能器(34);柱塞缸的无杆腔(11)，经气管(23)接通低压气室(35)或大气；工作时中压蓄能 器(34)的液压大于低压气室(35)或大气压，柱塞缸的活塞依靠作用在其两侧的中压与低 压的压差下复位；绳也可是杆，浮体也可以是摆板。 具体运行过程是这样的浮体(1)上浮时带动绳(8)拉动活塞杆(13)，因柱塞缸体(14)与基座联接无法被拉动，因此活塞杆(13)与柱塞缸体(14)产生相对运动，挤压油 液，因为单向阀只允许油液往一个方向流动，所以挤压的油液经出油单向阀(31)、高压管路 (15)进入高压蓄能器(33)，从而实现波浪能向液压能的转换；浮体(1)下落时，绳(8)松 弛，拉力减小，此时油液腔(9)的液压降低，当低于中压蓄能器(34)的液压时，回油单向阀(32) 打开，油液腔(9)的压强就接近于中压蓄能器(34)的压强，而对于无杆腔(11)的压 强，它等于低压气室(35)的压强，所以活塞(12)两边，油液腔(9)的液压大于无杆腔(11) 压强，柱塞缸的活塞(12)就依靠作用在其两边的中压与低压的压差下复位。该液压系统不 需要油缸，液压油的循环路线是油液腔(9)、出油单向阀(31)、高压管路(15)、高压蓄能器(33) 、液压马达(38)、中压蓄能器(34)、回油管路(16)、回油单向阀(32)、油液腔(9)，这里 主要应用的是中压蓄能器(34)的稳压作用。 值得补充的是，在大规模发电时由于本系统液压系统的输入端即柱塞缸很多，且 运行步调不一致，这时候出油、回油的脉冲得到了一定程度的平抑，这就降低了对蓄能器的 要求，再加上液压管路的弹性缓冲作用，自己本身也起到了稳压的效果，所以有时可省略掉 蓄能器，但最好不要这么做，因为这会增加系统损坏的风险。 波浪能量的采集就是这样一拉一收转换成液压能的，在液压传动系统执行端，液 压马达(38)将液压能转换成机械能，液压马达与发电机(39)轴联，发电机又将机械能转换 成电能，至此，已完成了整个波浪能向电能转换的全过程。 值得说明的是，绳的一部分可用杆代替，同时利用杆的刚性和绳的挠性，浮体也可 以是摆板。 基座固定在海床上，或是悬吊在水中的基板(46)，基板(46)比重大于水，依靠浮 体(1)的拉力悬吊在水中，基板(46)水平面积大，在绳拉动时借助水的巨大阻力，增强起稳 定性。用锚(47)将基板系泊。 柱塞缸在活塞杆(13)伸出一侧，接一伸縮管(17)，伸縮管的另一端，与活塞杆 (13)固结密合，从而形成了与海水密封隔离的缸外腔(IO)，该腔通过气管(23)与低压气室 (35)或大气相通。在柱塞缸的活塞杆(13)往复运动的时候，借助伸縮管的伸縮性，可以带 动伸縮管的一端往复运动，这样活塞杆能自由往复，同时受到伸縮管的保护不跟海水接触， 从而避免了腐蚀，海水进不了缸外腔(IO)，更不用说进入柱塞缸油液腔(9) 了。 多个这样的柱塞缸串联，上柱塞缸的缸体(14)下端固联下柱塞缸的活塞杆(13); 伸縮管的两端分别固结上柱塞缸的中下端和下柱塞缸的缸体上端，缸外腔(10)与无杆腔 (11)融合相通成一个腔，通过气管(23)与低压气室(35)相通。因为海浪波高近十米，如果 单独一个柱塞缸长度IO米，加工难度很大，所以采用多节柱塞缸串联方式，一方面降低了 加工难度和成本，另一方面提高了进出油口的总面积，从而减小了系统的迟滞性。 另外，柱塞缸在活塞杆(13)伸出一侧，也可以不用伸縮管(17)方式，而是固接一 套筒(21)，在伸出柱塞缸外的活塞杆(13)上固结一挡水活塞(20)，在活塞杆的带动下，带 密封圈(18)的挡水活塞(20)在套筒(21)内壁上可上下滑动，从而也形成了与海水密封隔 离的缸外腔(IO)，该腔通过气管(23)与低压气室(35)或大气相通。 与伸縮管多节串联类似，多个套筒式柱塞缸也可串联，上柱塞缸的缸体(14)下端 固联下柱塞缸的活塞杆(13);下柱塞缸的套筒上端的导向套(25)，带有密封圈(1S)，套在 上柱塞缸的缸体上，可滑动，从而下柱塞缸的缸外腔(10)与上柱塞缸的无杆腔(11)融合相通成一个腔，通过气管(22)与低压气室(35)相通。为避免气体在缸外腔(10)与无杆腔 (11)之间流通受阻，在上柱塞缸体(14)的末端可钻孔(19)。 在浮体拉动绳时，整串的柱塞缸就和火车一样，上边的柱塞缸体拉动下边的柱塞 缸，下边的又拉动次下边的，依次传递，从而拉力施加给整串的每个柱塞缸，对每个柱塞缸 进行做功。 套筒式比起伸縮管式，优点是寿命长，缺点是，海水会渗入缸外腔(10)，尽管很少 量，进入缸外腔(10)的海水，可通过气管(23)流入低压气室(35)，避免海水在缸外腔滞留。 平时工作的时候，油液腔(9)的压强均高于缸外腔(10)和无杆腔(ll)，尽管有活塞杆插口 处密封圈(26)、活塞的密封圈(27)，可能出现漏油，这些漏出的油也随气管(23)进入低压 气室(35)。 本系统的柱塞缸体(14)外表以及套筒(21)外表等与海水直接接触的易锈构件外 表，都做浸塑、刷漆等防锈本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种波浪能发电系统，包括浮体、绳、液压传动系统、发电机、基座，其特征在于：液压传动系统的输入端为柱塞缸，柱塞缸的活塞杆（１３），通过绳（８），连接浮体（１），柱塞缸体（１４）联接基座；柱塞缸的油液腔（９）的进出油口（２４）叉分成两路，一路经出油单向阀（３１）、高压管路（１５）接通高压蓄能器（３３），另一路经回油单向阀（３２）、回油管路（１６）接通中压蓄能器（３４）；柱塞缸的无杆腔（１１），经气管（２３）接通低压气室（３５）或大气；工作时中压蓄能器（３４）的液压大于低压气室（３５）或大气压，柱塞缸的活塞（１２）依靠作用在其两侧的中压与低压的压差下复位；绳也可是杆，浮体也可以是摆板。
【技术特征摘要】
一种波浪能发电系统，包括浮体、绳、液压传动系统、发电机、基座，其特征在于液压传动系统的输入端为柱塞缸，柱塞缸的活塞杆(13)，通过绳(8)，连接浮体(1)，柱塞缸体(14)联接基座；柱塞缸的油液腔(9)的进出油口(24)叉分成两路，一路经出油单向阀(31)、高压管路(15)接通高压蓄能器(33)，另一路经回油单向阀(32)、回油管路(16)接通中压蓄能器(34)；柱塞缸的无杆腔(11)，经气管(23)接通低压气室(35)或大气；工作时中压蓄能器(34)的液压大于低压气室(35)或大气压，柱塞缸的活塞(12)依靠作用在其两侧的中压与低压的压差下复位；绳也可是杆，浮体也可以是摆板。2. 根据权利要求1所述的一种波浪能发电系统，其特征在于基座固定在海床上，或 是悬吊在水中的基板(46)，基板(46)比重大于水，依靠浮体(1)的拉力悬吊在水中，基板 (46)水平面积大，用锚(47)将基板系泊。3. 根据权利要求1所述的一种波浪能发电系统，其特征在于柱塞缸在活塞杆(13)伸 出一端，固接一伸縮管(17)，伸縮管的另一端，与活塞杆(13)固结密合，形成了与海水密封 隔离的缸外腔(IO)，该腔通过气管(23)与低压气室(35)或大气相通。4. 根据权利要求3所述的一种波浪能发电系统，其特征在于多个柱塞缸串联，上柱塞 缸的缸体(14)下端固联下柱塞缸的活塞杆(13);伸縮管的两端分别固结上柱塞缸的中下 端和下柱塞缸的缸体上端，缸外腔(10)与无杆腔(11)融合相通成一个腔，通过气管(23) 与低压气室(35)相通。5. 根据权利要求1所述的一种波浪能发电系统，其特征在于柱塞缸在活塞杆(13)伸 出一侧，固接一套筒(21)，伸出柱塞缸外的活塞杆(13)上固结一挡水活塞(20)...
【专利技术属性】
技术研发人员：曲言明，
申请(专利权)人：曲言明，
类型：发明
国别省市：37[中国|山东]
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