[發(fā)明專利]一種封閉式全自由度波浪能發(fā)電裝置及其工作方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911330110.3
• 申請日: 2019-12-20
• 公開（公告）號: CN110985274B
• 公開（公告）日: 2021-01-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 薛鋼;劉延俊;黃淑亭;謝玉東;司偉偉;劉大輝;趙暉
• 申請（專利權(quán)）人: 山東大學;中集海洋工程研究院有限公司
• 主分類號: F03B13/16
• 分類號: F03B13/16;F04B17/06
• 代理公司: 濟南金迪知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37219
• 代理人: 趙龍群

1.一種封閉式全自由度波浪能發(fā)電裝置，其特征在于，包括上殼體和下殼體，上殼體和下殼體固定連接形成密閉空間，密閉空間內(nèi)在下殼體上固定設(shè)置有液壓系統(tǒng)、一號能量捕獲單元、二號能量捕獲單元和三號能量捕獲單元，一號能量捕獲單元、二號能量捕獲單元和三號能量捕獲單元與液壓系統(tǒng)之間均通過液壓管路連接；

所述一號能量捕獲單元、二號能量捕獲單元和三號能量捕獲單元結(jié)構(gòu)相同，均包括雙作用液壓缸、配重和液壓泵，雙作用液壓缸的中部與液壓泵的輸入軸連接，液壓泵的輸入軸與雙作用液壓缸的液壓桿始終垂直，配重為兩個，分別安裝于該雙作用液壓缸兩個液壓桿的端部；

一號能量捕獲單元、二號能量捕獲單元和三號能量捕獲單元的安裝方位不同，以下殼體的中心為原點，以三號能量捕獲單元的液壓泵輸入軸長度方向為X軸作空間直角坐標系，則一號能量捕獲單元的液壓泵輸入軸長度方向沿空間直角坐標系的Y軸設(shè)置，二號能量捕獲單元的液壓泵輸入軸長度方向沿空間直角坐標系的Z軸設(shè)置，一號能量捕獲單元能夠?qū)崿F(xiàn)OXZ平面內(nèi)的第一移動和繞Y軸方向的第一轉(zhuǎn)動兩個自由度，二號能量捕獲單元能夠?qū)崿F(xiàn)OXY平面內(nèi)的第二移動和繞Z軸方向的第二轉(zhuǎn)動兩個自由度，三號能量捕獲單元能夠?qū)崿F(xiàn)OYZ平面內(nèi)的第三移動和繞X軸方向的第三轉(zhuǎn)動兩個自由度。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的封閉式全自由度波浪能發(fā)電裝置，其特征在于，所述一號能量捕獲單元、二號能量捕獲單元和三號能量捕獲單元結(jié)構(gòu)相同，還包括基座、行星輪升速箱、中心軸和旋轉(zhuǎn)配油器，所述基座固定于下殼體上，行星輪升速箱固定安裝于基座上，液壓泵與行星輪升速箱固定安裝，所述中心軸與雙作用液壓缸的中部固定連接，中心軸與行星輪升速箱的輸入軸連接，行星輪升速箱的輸出軸與液壓泵的輸入軸連接，雙作用液壓缸的轉(zhuǎn)動，帶動中心軸、行星輪升速箱的輸入軸轉(zhuǎn)動，從而驅(qū)動液壓泵的轉(zhuǎn)動；所述旋轉(zhuǎn)配油器安裝在中心軸上。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的封閉式全自由度波浪能發(fā)電裝置，其特征在于，所述液壓泵為雙向齒輪泵。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的封閉式全自由度波浪能發(fā)電裝置，其特征在于，所述液壓系統(tǒng)包括油箱、液壓流量計、液壓馬達、發(fā)電機、過濾器、蓄能器、液壓壓力表、一號能量捕獲單元的液壓系統(tǒng)A、二號能量捕獲單元的液壓系統(tǒng)B和三號能量捕獲單元的液壓系統(tǒng)C，均固定安裝于下殼體上。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的封閉式全自由度波浪能發(fā)電裝置，其特征在于，所述液壓系統(tǒng)A、液壓系統(tǒng)B和液壓系統(tǒng)C的結(jié)構(gòu)及連接關(guān)系相同，均包括一號單向閥、二號單向閥、三號單向閥、四號單向閥、五號單向閥、六號單向閥、七號單向閥和八號單向閥；

油箱經(jīng)過濾器分別與三號單向閥、四號單向閥、七號單向閥和八號單向閥連接，三號單向閥分別與一號單向閥和雙作用液壓缸連接，四號單向閥分別與二號單向閥和雙作用液壓缸連接，七號單向閥分別與五號單向閥和液壓泵連接，八號單向閥分別與六號單向閥和液壓泵連接，一號單向閥、二號單向閥、五號單向閥、六號單向閥連接后，經(jīng)過蓄能器、液壓壓力表、液壓馬達、液壓流量計與油箱連接，液壓馬達驅(qū)動發(fā)電機發(fā)電。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的封閉式全自由度波浪能發(fā)電裝置，其特征在于，雙作用液壓缸上連接有一號兩位四通電磁閥，用于控制雙作用液壓缸，液壓泵上連接有二號兩位四通電磁閥，用于控制液壓泵。

7.一種權(quán)利要求5所述的封閉式全自由度波浪能發(fā)電裝置的工作方法，其特征在于，

工作時，波浪能發(fā)電裝置漂浮在海水表面，受波浪的影響，裝置發(fā)生晃動，產(chǎn)生沿X軸方向的橫蕩、沿Y軸方向的縱蕩、沿Z軸方向的垂蕩、繞Z軸的艏搖、繞Y軸的橫搖、繞X軸的縱搖六個方向的運動，一號能量捕獲單元能夠收集繞Y軸橫搖、沿X軸橫蕩、沿Z軸垂蕩產(chǎn)生的能量，二號能量捕獲單元能夠收集繞Z軸艏搖、沿X軸橫蕩、沿Y軸縱蕩產(chǎn)生的能量，三號能量捕獲單元能夠收集繞X軸縱搖、沿Y軸縱蕩、沿Z軸垂蕩產(chǎn)生的能量；

雙作用液壓缸在雙向運動過程中均能夠向液壓馬達輸出單向的高壓液壓油，雙向齒輪泵在雙向運動過程中也均能夠向液壓馬達輸出單向的高壓液壓油。