[發(fā)明專利]一種靜液驅(qū)動(dòng)式波浪能發(fā)電裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410016674.0
• 申請(qǐng)日: 2014-01-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103758684A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-04-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 許明;劉彥輝;陳國(guó)金
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 杭州電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): F03B13/14
• 分類號(hào): F03B13/14;F04B49/06;F16H7/08
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 杜軍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于海洋能源技術(shù)領(lǐng)域，涉及發(fā)電裝置，具體涉及一種靜液驅(qū)動(dòng)式波浪能發(fā)電裝置。

背景技術(shù)

地球表面約70%的面積被海洋所覆蓋，而海洋中除了擁有已被人類所熟知的水產(chǎn)、礦產(chǎn)資源外，更貯藏了大量的以潮汐、波浪、海水溫差、海流等形式存在的能源資源。其中波浪能具有能量密度大、分布區(qū)域廣等優(yōu)點(diǎn)，如果開(kāi)發(fā)得當(dāng)，將有效減緩當(dāng)前能源危機(jī)的壓力。目前的波浪能利用技術(shù)主要有以下三種：振蕩水柱技術(shù)、振蕩浮子技術(shù)和越浪技術(shù)。振蕩浮子技術(shù)是利用波浪推動(dòng)振蕩浮子上下運(yùn)動(dòng)來(lái)吸收波浪能的，但是發(fā)電裝置只能在振蕩浮子上升或下降時(shí)單方向吸收波浪能，也就是在每個(gè)波浪周期中，有二分之一的波浪能沒(méi)有被轉(zhuǎn)換吸收。因此，使得波浪能吸收效率低，發(fā)電穩(wěn)定性差。除此之外，發(fā)電裝置長(zhǎng)期在海洋中工作，海洋多變的環(huán)境使其時(shí)刻面臨著被破壞的威脅，這就要求發(fā)電裝置必須具有較高的穩(wěn)定性來(lái)抵抗惡劣的工作環(huán)境。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種高效率、高穩(wěn)定性的靜液驅(qū)動(dòng)式波浪能發(fā)電裝置，不僅可以在整個(gè)波浪周期中進(jìn)行能量吸收，而且可以通過(guò)調(diào)整自身結(jié)構(gòu)來(lái)提高裝置的穩(wěn)定性。

本發(fā)明包括波浪能捕獲浮子、同步帶傳動(dòng)裝置、波浪能發(fā)電裝置、機(jī)艙、平衡穩(wěn)定機(jī)構(gòu)和底座；所述的機(jī)艙通過(guò)支柱固定安裝在底座上，同步帶傳動(dòng)裝置和波浪能發(fā)電裝置均設(shè)置在機(jī)艙內(nèi)。所述的同步帶傳動(dòng)裝置包括同步帶輪、同步帶、變速箱和同步帶張緊機(jī)構(gòu)。所述的同步帶穿過(guò)機(jī)艙，上部與波浪能捕獲浮子固定，下部與平衡穩(wěn)定機(jī)構(gòu)連接，中部與同步帶輪嚙合；所述的同步帶輪固定在變速箱的輸入軸上。所述的同步帶張緊機(jī)構(gòu)張緊同步帶。

所述的波浪能發(fā)電裝置包括油箱、第一單向閥、單向液壓馬達(dá)、蓄電池、整流器、交流發(fā)電機(jī)、第二單向閥、梭閥和雙向變量泵。變速箱的輸出軸與雙向變量泵的輸入軸固定，雙向變量泵的第一進(jìn)出油口與第一單向閥的出油口及梭閥的第一進(jìn)油口連接，雙向變量泵的第二進(jìn)出油口與第二單向閥的出油口及梭閥的第二進(jìn)油口連接；所述第一單向閥的進(jìn)油口及第二單向閥的進(jìn)油口均與油箱連接；所述梭閥的出油口與單向液壓馬達(dá)的進(jìn)油口連接，單向液壓馬達(dá)的出油口與油箱連接；所述單向液壓馬達(dá)的輸出軸與交流發(fā)電機(jī)連接；交流發(fā)電機(jī)輸出的交流電經(jīng)過(guò)整流器轉(zhuǎn)換為直流電為蓄電池充電。

所述的平衡穩(wěn)定機(jī)構(gòu)包括殼體、伺服電機(jī)、減速器、絲桿、活塞、平衡箱、氣囊和電源及驅(qū)動(dòng)模塊。所述殼體的底部開(kāi)設(shè)有多個(gè)殼體通水孔，頂部固定有吊環(huán)，同步帶傳動(dòng)裝置的同步帶穿過(guò)吊環(huán)；伺服電機(jī)、減速器、絲桿、平衡箱、活塞、氣囊和電源及驅(qū)動(dòng)模塊均設(shè)置在殼體內(nèi)；所述的電源及驅(qū)動(dòng)模塊控制伺服電機(jī)；所述伺服電機(jī)的輸出軸與減速器的輸入軸連接；減速器的輸出軸與絲桿的一端連接，絲桿的另一端從平衡箱的頂部伸入，并伸至底部；所述的活塞與絲桿螺紋連接，將平衡箱分隔成上、下兩個(gè)腔室，上腔室為氣腔，下腔室為海水腔；所述海水腔的底部開(kāi)設(shè)有多個(gè)平衡箱通水孔，平衡箱通水孔的數(shù)量與殼體通水孔的數(shù)量相等；每個(gè)平衡箱通水孔與殼體對(duì)應(yīng)的殼體通水孔對(duì)齊設(shè)置；所述的氣腔與多個(gè)氣囊連通。

所述的同步帶張緊機(jī)構(gòu)包括第一固定張緊輪、壓縮彈簧、滑塊、活動(dòng)張緊輪、第二固定張緊輪和液壓阻尼器。所述的活動(dòng)張緊輪支架及液壓阻尼器的缸體均固定在機(jī)艙的內(nèi)壁上；所述液壓阻尼器的活塞桿頭部與滑塊固定，滑塊與活動(dòng)張緊輪固定；所述的壓縮彈簧套置在液壓阻尼器的活塞桿上；所述的滑塊開(kāi)設(shè)有滑槽，滑塊與活動(dòng)張緊輪支架滑動(dòng)連接；滑槽的軸線與液壓阻尼器的活塞桿軸線平行。所述的第一固定張緊輪和第二固定張緊輪對(duì)稱設(shè)置在活動(dòng)張緊輪兩側(cè)；同步帶依次纏繞在第一固定張緊輪、活動(dòng)張緊輪及第二固定張緊輪上。

所述的單向液壓馬達(dá)為定量馬達(dá)或變量馬達(dá)。

所述的電源及驅(qū)動(dòng)模塊包括供電系統(tǒng)、平衡穩(wěn)定控制器、傳感器和伺服驅(qū)動(dòng)器；所述的供電系統(tǒng)包括蓄電池、逆變器、DC/DC電源轉(zhuǎn)換模塊、平衡穩(wěn)定控制器穩(wěn)壓芯片和傳感器穩(wěn)壓芯片。所述蓄電池的輸出端與逆變器的輸入端及DC/DC電源轉(zhuǎn)換模塊的輸入端連接；逆變器的輸出端與伺服驅(qū)動(dòng)器的電源輸入端連接；DC/DC電源轉(zhuǎn)換模塊的輸出端與平衡穩(wěn)定控制器穩(wěn)壓芯片的輸入端、平衡穩(wěn)定控制器的第一電源輸入端連接；平衡穩(wěn)定控制器穩(wěn)壓芯片的輸出端與傳感器穩(wěn)壓芯片的輸入端、平衡穩(wěn)定控制器的第二電源輸入端連接；傳感器穩(wěn)壓芯片為傳感器供電；所述平衡穩(wěn)定控制器的傳感器輸入端與傳感器的輸出端連接，控制信號(hào)輸出端與伺服驅(qū)動(dòng)器的轉(zhuǎn)速控制信號(hào)輸入端和轉(zhuǎn)向控制信號(hào)輸入端連接；所述伺服驅(qū)動(dòng)器的交流電輸出端與伺服電機(jī)的電源輸入端連接，伺服電機(jī)的編碼器輸出端與伺服驅(qū)動(dòng)器的編碼信號(hào)輸入端連接。