[發明專利]一種用于波浪能發電的液壓缸

有效

• 申請號: 201210040268.9
• 申請日: 2012-02-22
• 公開（公告）號: CN102588378A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發明（設計）人: 林勇剛;鮑經緯;張大海;李偉;黃煒
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: F15B15/14
• 分類號: F15B15/14
• 代理公司: 杭州宇信知識產權代理事務所(普通合伙) 33231
• 代理人: 張宇娟

技術領域

本發明屬于新能源發電領域，具體涉及一種用于波浪能發電的液壓缸。

背景技術

波浪能發電技術是新能源領域的熱門技術之一，波浪能發電裝置通常采用液壓缸將一次捕能機構捕獲到的能量轉換為液壓能(如附圖1所示)，然后通過液壓傳動系統將能量傳遞到發電機端用于發電。

波浪能發電裝置的效率通常由其自身的結構所決定。例如一次捕能機構的運動狀態對捕能效率有很大的影響，傳統的提高波浪能發電裝置的效率的方法主要是優化一次捕能機構設計，但是，這種方法的局限性，是不能針對波浪的不同波況對一次捕能機構的運動狀態進行實時調節。

另外，作為一次捕能機構與液壓傳動系統的連接單元的液壓缸，由于波浪本身具有隨機性，使得液壓缸輸入液壓傳動系統的液壓油的流量和壓力都會隨之波動。一般來說，液壓傳動系統工作在設計的額定壓力下時，會具有較高的能量傳遞效率。當波浪發生變化時，液壓傳動系統內的工作壓力也產生變化，由于液壓缸的參數無法調整，無法通過調節液壓缸的工作狀態來調節液壓傳動系統的工作壓力，導致液壓傳動系統的能量傳遞效率降低，從而使整個波浪能發電裝置的效率降低。

現有的波浪能發電裝置，多采用在液壓傳動系統中配置蓄能器的方法，來解決液壓傳動系統工作壓力調節的問題。蓄能器調節液壓傳動系統工作壓力的工作原理如下：1、隨著波浪的變大，液壓傳動系統的工作壓力會相應升高，當液壓傳動系統的工作壓力超過預先設定的蓄能器的工作壓力時，管路中的部分油液就會進入蓄能器中儲存起來，阻礙液壓傳動系統工作壓力的增大；2、之后，當波浪的變小時，液壓傳動系統的工作壓力會相應降低，蓄能器會釋放出儲存起來的高壓油液到管路中，延緩液壓傳動系統工作壓力的降低，直至蓄能器在波浪變大時儲存的油液釋放完畢為止。通過上述兩個過程，基本可以使液壓傳動系統工作在一個適當的工作壓力下，保證液壓系統的傳遞效率。但是這種壓力調節方式存在這樣一個問題，如果液壓傳動系統一直工作在較小的工作壓力下時，蓄能器將一直處于未工作狀態，液壓傳動系統的工作壓力將始終是一個較小的值，較低的工作壓力會使液壓傳動系統的傳遞效率非常低。此外，由于蓄能器的充氣壓力和容積的限制，在采用蓄能器調節液壓傳遞系統的工作壓力時也具有一定的局限性。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種用于波浪能發電的液壓缸，該所述液壓缸通過控制處于工作狀態的子液壓缸的組數，來調節一次捕能機構的運動狀態和液壓傳動系統的工作壓力，提高了波浪能發電裝置的捕能效率和能量傳遞效率，即提供了能量利用率。

為解決上述技術問題，本發明采用如下的技術方案：

一種用于波浪能發電的液壓缸，包括缸體、缸蓋、活塞和主活塞桿，在所述缸體底部的內壁上設有一中空的支架，所述支架的側壁與所述活塞的中心線相平行，所述支架固定在缸體上。所述支架的內部設有一與缸體相固定的油箱。N對子液壓缸沿所述活塞的中心線圓周方向，均勻地固定在缸體的內壁上，N大于等于2的自然數，所述子液壓缸位于所述支架外側。所有子液壓缸的中心線均位于在以活塞的中心線為中心線的圓柱面上，所有子液壓缸的活塞桿均固定在活塞上。

沿活塞的中心線，相對稱的每對子液壓缸為一組，每組所述子液壓缸的兩個有桿腔通過管道相連接，每組所述子液壓缸的兩個無桿腔通過管道相連接。每組所述子液壓缸對應一對兩位三通高速開關閥，一對兩位三通高速開關閥為一組，所述三通高速開關閥的個數等于所述子液壓缸的個數，所述兩位三通高速開關閥安裝固定在支架上。每組所述子液壓缸的兩個有桿腔均與每組所述三通高速開關閥中的其中一個兩位三通高速開關閥的A口通過管道相連接，每組所述子液壓缸的兩個無桿腔均與每組所述三通高速開關閥中的另一個兩位三通高速開關閥的A口通過管道相連接；所有所述兩位三通高速開關閥的B口通過管道連接油箱，所有所述兩位三通高速開關閥的C口通過管道連接波浪能發電裝置的液壓傳動系統。

進一步的，所述活塞與缸體之間設有密封件，所述缸蓋與主活塞桿之間由內向外設有導向環、組合式密封和防塵圈。

進一步的，所述缸體、活塞、主活塞桿、缸蓋均采用高氮鋼材料。

采用本發明具有如下的有益效果：

1、本發明所述的用于波浪能發電的液壓缸，通過控制若干組兩位三通高速開關閥的工作狀態，來改變處于工作狀態的子液壓缸的組數，從而間接調節了一次捕能機構的運動狀態，提高了能量捕獲效率。