CN101871416A - 一种海洋流体动能综合发电系统 - Google Patents

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李伟
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Abstract

本发明公开了一种海洋流体动能综合发电系统，包括将流体动能转换为机械能的能量捕获装置、机械能传动机构、将机械能转换为电能的发电机构，在所述的系统澡连接有增压阀，由开关阀控制增压阀入口处的流量，所述液压分路是由至少两个以上的液压分路并联的液压分路组，每个液压分路连接一能量捕获装置，采用此种结构的海洋流体动能综合发电系统不仅能捕获高能量的海洋液体动能，而且能捕获微弱的海洋流体动能，尤其适合捕获微弱海洋流体动能综合发电系统。

Description

一种海洋流体动能综合发电系统
技术领域
本发明涉及发电系统技术领域，特别是涉及一种基于液压传动的海洋流体动能综合发电系统。
背景技术
由于化石资源的过度使用濒临枯竭及其造成的环境问题日益严重，海洋能作为可再生能源已深受全世界的重视，海洋流体动能主要指的是海流能和波浪能，其发电装置形式有很多，但其基本结构一般包括如下三个部分：1、将流体动能转换为机械能的能量捕获装置；2、传动机构；3、将机械能转换为电能的发电机构，由波浪能捕获机构连接液压缸，将波浪能转换为液压能，海流能捕获机构则连接液压泵，同样也将海流能转换为液压能。为了减小装置的体积，液压系统的额定压力都设定的很高，机组设计工况也主要针对能量强度大时的海洋能，因此目前的海洋流体动能综合发电系统只适用于能量高的海洋流体动能发电，对于微弱的海洋流体动能，由于功率密度低，转换的机械能或者压力低，往往不能驱动液压传动机构，即使机组能启动，其发电的效率也很低。
发明内容
本发明的目的是提供一种适合海洋流体动能利用综合发电系统，它不仅适用于能量高的海洋流体动能的发电，更适用于微弱的海洋流体的发电。
为实现本发明的目的，采用如下所述的技术方案：
一种海洋流体动能综合发电系统，由发电机、与发电机相连的液压马达、蓄能器、将流体动能转换为机械能的能量捕获装置及由第一单向阀、第一滤油器依次连接组成的液压分路连接组成，所述液压马达通过节流阀与液压分路的第一单向阀相连接，所述蓄能器设置在液压马达与第一单向阀间，在所述的液压马达与节流阀间连接有增压阀，由开关阀控制增压阀入口处的流量，所述液压分路是由至少两个以上的液压分路并联的液压分路组，每个液压分路连接一能量捕获装置；
所述的每个能量捕获装置分别与每个液压分路相连接，所述的液压马达的出口连接一补油装置，所述补油装置由连接电机的液压泵、给液压泵供油的油箱及第三溢流阀组成，在液压泵与油箱间连接有第二滤油器；
在所述增压阀与液压马达相连接的液压管道上连接有第二溢流阀，在所述的开关阀与节流阀间连接第一溢流阀；
所述液压分路与能量捕获装置间通过快速接头连接。
使用本发明的优点是：蓄能器充气压力较低，可以实现微弱海洋流体动能的捕获存储；通过增压器将存储的低压液压油增压，驱动液压马达转动，这样系统可采用高压的马达，不仅减小了马达的体积，同时马达在高压情况下工作有助于提高系统的效率；综合发电系统提供多路能量输入管路，能方便接入不同类型的海洋能捕获装置，既可以捕获高能量的海洋流体动能，也可以捕获微弱的海洋流体动能，可以实现大规模能量捕获，集中发电。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。
图1为本发明一种海洋流体动能综合发电系统一种实施例的工作原理图；
图2为本发明一种海洋流体动能综合发电系统实施例的增压阀工作原理图；
图3为本发明一种一种海洋流体动能综合发电系统接入海洋能捕获装置的实施例工作图。
附图标记说明：
11蓄能器  12节流阀  13第一溢流阀  14液压马达  15发电机  16油箱17开关阀  18增压阀  19第二溢流阀  20液压进油分路  21第一单向阀  22第一滤油器  23快速接头  25液压出油分路  26快速接头  30补油装置  31液压泵  32第三溢流阀  33第二滤油器  41海流能捕获装置  42波浪能捕获装置  51前液压管道  52后液压管道  181第二单向阀  182第三单向阀  183第三滤油器  184第四滤油器  185压射缸  186换向阀  187液压杆  191左小腔  192右小腔  193左环形腔  194右环形腔
具体实施方式
参照附图1和图3所示，一种海洋流体动能综合发电系统，包括蓄能器11、节流阀12、第一溢流阀13、增压阀18、液压马达14、发电机15和油箱16，蓄能器11通过节流阀12及开关阀17与增压阀18的进口连接，由增压阀18的出口与液压马达14的进口相连接，液压马达14的输出轴连接发电机15，其出口与油箱16相连接，第一溢流阀13的进口端连接在开关阀17及节流阀12间，其出口与油箱连接；在增压阀18与液压马达14相连接的液压管道上设有第二溢流阀19，第二溢流阀19的进口与液压马达14的进口相连接，第二溢流阀19的出口与油箱连接；开关阀17的进口与节流阀12连接，其出口与增压阀18的进口连接。增压阀18的作用是提高液压管道内液压油的压强，流经开关阀17的液压油经过增压阀18的作用，使得后液压管道52中液压油的压强大于前液压管道51中液压油的压强，从而提高发电机的发电功率。
如图2所示，增压阀18的工作原理为：P口由恒压源供油，C口通过第二单向阀181和第三单向阀182分别与压射缸185两端的左、右小腔191和192连接；增压过程为：电磁铁S1得电，换向阀186处于左位，油液经换向阀186给压射缸185的环形腔194充油，油液同时流经换向阀186和单向阀184流向压射缸185的右小腔192，压射缸右环形腔194充满油后，电磁铁S2得电，换向阀186处于右位，油液经换向阀186进入压射缸185的左环形腔193，同时油液流经换向阀186和单向阀183进入压射缸185的左小腔191，液压杆187向右运动将右小腔192中的油液经单向阀182压出C口，完成一个增压过程。换向阀186的电磁铁S1与电磁铁S2依次得电，可以实现连续的增压过程。
在节流阀12与开关阀17相连接的液压管道上可以设有多条液压进油分路20，本发明实施例中设有三条液压进油分路，每条液压进油分路20上都设有第一单向阀21、第一滤油器22和快速接头23，快速接头23连接第一滤油器22的一端，第一滤油器22的另一端与第一单向阀21的进口相连接，第一单向阀21的出口与开关阀17的进口相连接。在液压马达14的出口端设有与三条液压进油分路20相配合的三条液压出油分路25，每条液压出油分路25上设有一快速接头26，每条液压进油分路和与其相对应的液压出油分路组成液压分路。海流能和波浪能等海洋能捕获装置可以通过快速接头连接在液压进油分路20和液压出油分路25间，每组海洋能捕获装置捕获来的海洋能经液压泵转化为液压能，液压能通过液压进油分路20汇集到海洋流体动能综合发电系统中推动液压马达14转动，然后液压马达14带动发电机15发电。
在液压马达14的出口与油箱16相连接的液压管道上设有补油装置30，所述补油装置30包括液压泵31、第三溢流阀32、第二滤油器33和电机34；电机34的输出轴连接液压泵31，液压泵31的出口与所述液压马达14的出口相连接，液压泵31的进口通过滤油器33与油箱16相连接；溢流阀32的进口与液压泵31的出口相连接，溢流阀32的出口与油箱16连接。当所述海洋流体动能利用综合发电系统中的液压油有泄漏，液压管道中的液压油的工作压强低于设定工作压强时，液压泵31将启动，吸入油箱16中的液压油补入海洋流体动能利用综合发电系统中。
参照附图3和图2，本发明实施例的适合微弱海洋流体动能利用综合发电系统的工作过程为：根据海洋环境的实际情况选择大小合适的带有液压泵的叶轮等海流能捕获装置41、合适大小的液压缸等波浪能捕获装置42等海洋能捕获装置，将其连接在液压分路组中。当前液压管道51中液压油的压强没有达到工作压强时，开关阀17处于关闭状态，海洋能捕获装置捕获来的海洋能转换为液压能，该液压能通过节流阀12储存在蓄能器11中；当前液压管道51中液压油的压强达到工作压强时，开关阀17开启，液压油流经开关阀17经增压阀18增压进入液压马达14，液压油推动液压马达14转动，液压马达14带动发电机15发电。
在本发明中快速管接头可以方便地与海洋能捕获装置连接，吸收更多的海水动能。由于本系统可以连接多种海流能捕获装置吸收海水动能，虽然有时海洋流体动能能量比较弱，但系统仍能将其动能吸收储存，汇集升压后发出电能，因此本发明的海洋流体动能综合发电系统不仅适用于海洋流体动能能量高的发电场所，更适用于海洋液体能微弱的发电场所。本海洋流体动能综合发电系统各部件及装置均位于发电平台上，该发电平台位于海平面以上。

Claims (4)

1.一种海洋流体动能综合发电系统，由发电机(15)、与发电机(15)相连的液压马达(14)、蓄能器(11)、将流体动能转换为机械能的能量捕获装置及由第一单向阀(21)、第一滤油器(22)依次连接组成的液压分路连接组成，所述液压马达(14)通过节流阀(12)与液压分路的第一单向阀(21)相连接，所述蓄能器(11)设置在液压马达(14)与第一单向阀(21)间，其特征在于：在所述的液压马达与节流阀间连接有增压阀，由开关阀(17)控制增压阀入口处的流量，所述液压分路是由至少两个以上的液压分路并联的液压分路组，每个液压分路连接一能量捕获装置。
2.如权利要求1所述的海洋流体动能综合发电系统，其特征在于：所述的每个能量捕获装置分别与每个液压分路相连接，所述的液压马达的出口连接一补油装置，所述补油装置由连接电机(34)的液压泵(31)、给液压泵供油的油箱及第三溢流阀组成，在液压泵与油箱间连接有第二滤油器(33)。
3.如权利要求1或2所述的海洋流体动能综合发电系统，其特征在于：在所述增压阀(18)与液压马达(14)相连接的液压管道上连接有第二溢流阀(19)，在所述的开关阀与节流阀间连接第一溢流阀。
4.如权利要求1或2所述的海洋流体动能综合发电系统，其特征在于：所述液压分路与能量捕获装置间通过快速接头连接。
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