可再生能源类型的发电装置制造方法及图纸

本发明专利技术意图提供一种可再生能源类型的发电装置，其能够根据控制信号高精度地控制液压传动装置。可再生能源类型的该发电装置包括：由可再生能源驱动的旋转轴18，由旋转轴18驱动的液压泵20，由液压泵供给的增压油驱动的液压马达，联接至液压马达的发电机，通过其液压泵的出口侧与液压马达的入口侧流体连通的高压油路22，以及通过其液压泵的入口侧与液压马达的出口侧流体连通的低压油路23。所述液压马达和液压泵20中的每个包括：多个工作腔53，其中每个工作腔由缸51和活塞52包围；高压总管60，其包括各自连接至工作腔的多个第一分支通道60A以及连接至高压油路的第一合并通道60B，第一分支通道连结到一起然后并入第一合并通道中；低压总管62，其包括各自连接至工作腔的多个第二分支通道62A以及第二合并通道62B，第二分支通道连结到一起然后并入第二合并通道中；高压阀65，其设置在高压总管的第一分支通道中；低压阀，其分别设置在低压总管的第二分支通道中；和容纳它们的壳体50。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】可再生能源类型的发电装置
本专利技术涉及一种可再生能源类型的发电装置，其经由组合液压泵和液压马达的液压传动装置，将从可再生能源获得的转子的旋转能传送至发电装置。
技术介绍
近些年来，从环境保护的观点看，使用可再生能源类型的发电装置将变得越来越普遍，其中可再生能源类型的发电装置例如为利用风力的风力涡轮发电机和利用潮流(tidalcurrent)的潮流发电机。这些可再生能装置传统上使用变速箱形式的传动装置，将输入可再生能源的动能的能量抽取机构的较低的输入速度改变成较高的输出速度，以驱动发电装置，其中能量抽取机构例如为风或潮汐涡轮发电机的转子。例如，在普通的风力涡轮发电机中，转子的转速大致为几转至几十转每分，而发电装置的额定速度正常地为1500rpm或1800rpm，因此需要机械式变速箱。因此，机械式变速箱设置在转子和发电机之间。具体地，转子的转速通过变速箱增大至发电机的额定速度，并然后输入至发电机。这样的变速箱形式的传动装置对设计和建造都是一个挑战，因为其容易失效，并且维护和替换或维修成本较高。设计可再生能源类型的发电装置的另一个挑战是，在所有的情形下利用能量抽取机构抽取能量的最佳量。最有效的装置使之这样实现：通过将叶片保持为固定的俯仰角度，并在运行范围的大部分中与风速或水速成比例地变化叶片的旋转速度，以维持差不多固定的“叶尖速比”。成本有效的可再生能源类型的发电装置所需要尺度的变速箱为不能变化的固定比率，因此需要复杂的易于失效的电力转换装置以将电力供给至AC电网。近些年来，作为机械式变速箱的替代，配备有液压传动装置(hydraulictransmission)的可再生能源类型的发电装置正在获得更多的关注，其中该液压传动装置采用变量式的液压泵和液压马达的组合。在这样的发电装置中，即使在较大的尺度上，也可以实现静液压变比率传动。而且这样的静液压传动比变速箱更轻、更坚固、还比直流发电机驱动单元更轻。因此，降低了发电的总成本。非专利文献1公开了一种应用于风力涡轮发电机的液压传动装置的结构。液压传动装置包括连接到转子的液压泵、连接到发电机的液压马达、和分别布置在液压泵和液压马达之间的高压总管和低压总管。液压泵和马达中的每个包括多个缸和活塞，并且不断地启动和禁用形成在缸和活塞之间的工作腔来改变排量(displacement)。作为一种替代技术，专利文献1提供了一种使用液压传动装置的风力涡轮发电机，其中液压传动装置具有通过转子旋转驱动的液压泵和连接到发电机的液压马达的组合。在所述风力涡轮发电机的液压传动装置中，液压泵和液压马达分别经由高压容器和低压容器连接。这使得转子的旋转能可以经由液压传动装置传递至发电机。液压泵由多个活塞和缸以及使活塞在缸内周期性地移动的凸轮构成。此外，专利文献2描述了一种采用液压传动装置的风力涡轮发电机，其中液压传动装置由转子转动的液压泵、连接到发电机的液压马达和布置在液压泵和液压马达之间的油路构成。在该风力涡轮发电机的液压传动装置中，液压泵由多组活塞和缸、使活塞在缸中周期性地往复移动的凸轮以及随着活塞的往复移动而打开和关闭的高压阀和低压阀构成。通过将活塞锁止在上死点，由缸和活塞包围的工作腔被禁用，因此液压泵的排量改变。尽管所述液压泵和液压马达都不是变量式的，专利文献3公开了一种具有液压泵和液压马达的风力涡轮发电机。专利文献3的风力涡轮发电机通过调节从液压泵供给至液压马达的液压油的压力，来保持发电机的转速不变。在该风力涡轮发电机中，液压泵的出口侧经由用作高压箱的塔架的内部空间连接至液压马达的入口侧，液压泵的入口侧经由布置在塔架下方的低压箱连接至液压马达的出口侧。引用列表非专利文献非专利文献1:W.H.S.Rampen等人，“Gearlesstransmissionsforlargewind-turbines-Thehistoryandfutureofhydraulicdrives”,DEWEKBremen，2006年12月专利文献专利文献1：US2010/0032959A专利文献2:US2010/0040470A专利文献3:US7436086B
技术实现思路
技术问题在诸如上述可再生能源类型的发电装置中，人们期望其有效地从可再生能源提取能量，并保持较高的发电效率。然而，这样的发电装置中使用的可再生能源通常为诸如风能和潮流的自然能，并且发电可用的能量波动较大。因此，很难以最高效率提取能量。特别地，所述可再生能在较短时间周期中瞬时不稳定性较高，因此必须实行控制来响应能量的波动以有效地提取能量。鉴于此，非专利文献和专利的文献1和2提出调节液压泵或液压马达的排量以响应能量波动。然而，以上的文献没有一个给出根据控制信号非常精确地调节液压泵或马达的排量的具体结构。而且，在专利文献3所描述的结构中，比例阀布置在高压箱和液压马达之间的油路上，由于比例阀位于液压油的流速较大的地方，因此难于实施精确的控制。鉴于以上问题，本专利技术的一个目的是提供一种可再生能源类型的发电装置，其能够根据控制信号非常准确地控制液压传动装置。技术方案本专利技术提供了一种用可再生能源发电的可再生能源类型的发电装置。所述可再生能源类型的发电装置可以包括但不限于：旋转轴，该旋转轴由可再生能源驱动；液压泵，该液压泵由旋转轴驱动；液压马达，该液压马达由液压泵供给的增压油驱动；发电机，该发电机联接至液压马达；高压油路，液压泵的出口侧通过该高压油路与液压马达的入口侧流体连通；和低压油路，液压泵的入口侧通过该低压油路与液压马达的出口侧流体连通。并且所述液压马达和液压泵中的每个包括但不限于：多个工作腔，该多个工作腔中的每个由缸和在所述缸内往复移动的活塞包围；高压总管，该高压总管包括多个第一分支通道和第一合并通道，其中第一分支通道各自连接至工作腔，第一合并通道连接至高压油路，第一分支通道连结到一起然后并入第一合并通道中；低压总管，该低压总管包括多个第二分支通道和第二合并通道，其中第二分支通道各自连接至工作腔，第二合并通道连接至低压油路，第二分支通道连结到一起然后并入第二合并通道中；多个高压阀，该多个高压阀分别设置在高压总管的第一分支通道中，以打开和关闭第一分支通道；多个低压阀，该多个低压阀分别设置在低压总管的第二分支通道中，以打开和关闭第二分支通道；和壳体，该壳体容纳工作腔、高压总管、低压总管、高压阀和低压阀。在该可再生能源类型的发电装置中，高压阀布置在连接至工作缸的第一分支通道中并且低压阀布置在第二分支通道中。由此，可以根据传送至液压传动装置的控制信号非常精确地调节阀。这即使在可再生能的波动中也能获得较高的发电效率。此外，所述壳体容纳工作腔、高压总管、低压总管、高压阀和低压阀，从而减小了装置的尺寸。在所述可再生能源类型的发电装置中，液压泵和液压马达中的至少一个可以包括容纳在所述壳体中的缸体。所述缸设置在缸体内部。并且，液压泵和液压马达中的至少一个的第一分支通道和第二分支通道可以布置在缸体内部。以此方式，第一分支通道和第二分支通道可以布置在缸体内部。由此，不必再安装从工作腔分别至第一和第二合并通道的管路，从而减小了液压泵或液压马达的尺寸。在所述可再生能源类型的发电装置中，液压泵和液压马达中的至少一个的高压总管的第一合并通道可以设置在端板内部，所述端板沿液压泵本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.05.28 GB 1009013.2;2010.05.28 GB 1009012.4;201.一种用可再生能源发电的可再生能源类型的发电装置，包括：旋转轴，该旋转轴由可再生能源驱动；液压泵，该液压泵由旋转轴驱动；液压马达，该液压马达由液压泵供给的增压油驱动；发电机，该发电机联接至液压马达；高压油路，液压泵的出口侧通过该高压油路与液压马达的入口侧流体连通；和低压油路，液压泵的入口侧通过该低压油路与液压马达的出口侧流体连通，其中，所述液压马达和液压泵中的每个包括：多个工作腔，每个工作腔由缸和在所述缸内往复移动的活塞包围；高压总管，该高压总管包括多个第一分支通道以及第一合并通道，其中第一分支通道各自连接至工作腔，第一合并通道连接至高压油路，第一分支通道连结到一起然后并入第一合并通道中；低压总管，该低压总管包括多个第二分支通道以及第二合并通道，其中第二分支通道各自连接至工作腔，第二合并通道连接至低压油路，第二分支通道连结到一起然后并入第二合并通道中；多个高压阀，该多个高压阀分别设置在高压总管的第一分支通道中，以打开和关闭第一分支通道；多个低压阀，该多个低压阀分别设置在低压总管的第二分支通道中，以打开和关闭第二分支通道；和壳体，该壳体容纳工作腔、高压总管、低压总管、高压阀和低压阀；其中，液压泵和液压马达中的至少一个包括容纳在所述壳体中的缸体，所述缸设置在该缸体内部，并且其中，液压泵和液压马达中的至少一个的第一分支通道和第二分支通道布置在缸体内部；其中，液压泵和液压马达中的至少一个的高压总管的第一合并通道设置在端板内部，所述端板形成了在液压泵和液压马达中的至少一个的旋转中心轴的方向上的端面；其中，多个缸阵列沿液压泵和液压马达中的至少一个的周向布置在缸体内部，缸阵列中的每个由沿液压泵和液压马达中的至少一个的旋转中心轴的方向对齐的缸构成，其中，高压连通通道在缸体内部设置在相邻的两个缸阵列之间，并且其中，第一分支通道连接至属于一个缸阵列或相邻的两个缸阵列的缸的工作腔，所述第一分支通道经由高压连通通道与第一合并通道流体连通。2.根据权利要求1的可再生能源类型的发电装置，其中，在液压泵和液压马达中的至少一个中，壳体和缸体之间的环状空间形成了低压总管的第二合并通道。3.根据权利要求1的可再生能源类型的发电装置，其中，液压泵的高压总管通过高压油路直接连接至液压马达的高压总管，在高压油路中没有限制油流动的任何干预阀，并且其中，液压泵的低压总管通过低压油路直接连接至液压马达的低压总管，在低压油路中没有限制油流动的任何干预阀。4.根据权利要求1的可再生能源类型的发电装置，还包括：旁通通路，所述旁通通路连接高压油路和低压油路以旁通液压马达；和高压减压阀，所述高压减压阀设置在旁通通路中。5.根据权利要求1的可再生能源类型的发电装置，还包括：至少一个蓄能器阀；和至少一个蓄能器，所述至少一个蓄能器分别通过至少一个蓄能器阀连接至高压油路，其中，至少一个蓄能器阀打开和关闭，以在其中所述至少一个蓄能器与高压油路流体连通的状态和其中所述至少一个蓄能器与高压油路隔离的状态之间切换。6.根据权利要求1的可再生能源类型的发电装置，其中，当工作腔中的压力超过高压油路中的压力时，所述液压泵的高压阀打开，以允许液压油通过高压总管从液压泵的工作腔流向高压油路。7.根据权利要求1的可再生能源类型的发电装置，其中，当工作腔中的压力下降到低压油路中的压力以下时，液压泵的低压阀打开，以允许液压油通过低压总管从低压油路流向液压泵的工作腔。8.根据权利要求1的可再生能源类型的发电装置，其中，液压泵和液压马达的高压阀和低压阀中的至少一个是压力操纵的单向阀，所述单向阀能够由通过高压阀和低压阀中的至少一个的压差而打开，以允许液压油沿一个方向流动。9.根据权利要求1的可再生能源类型的发电装置，其中，液压泵和液压马达的高压阀和低压阀中的至少一个为电子控制阀，所述电子控制阀为规定压力下不能打开的面密封...

【专利技术属性】
技术研发人员：堤和久，清水将之，前川笃，野口俊英，是松康弘，N考德威尔，D杜姆诺夫，S索尔特，U斯坦，W拉姆彭，R福克斯，A罗伯特森，S莱尔德，H卡斯滕斯，V帕帕拉，
申请(专利权)人：三菱重工业株式会社，
类型：
国别省市：