CN103410653A - 带增力机构的浮动海浪发电装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种带增力机构的浮动海浪发电装置，包括外筒体、浮子装置、设置在浮子装置上的增力装置、液压缸装置、设置在液压缸装置上的油箱以及设置在油箱上的相互连接的液压马达和发电机；浮子装置包括四个浮体，液压缸装置包括六个并联设置的液压缸，液压缸一端铰接在油箱底部，另一端通过连接平台与增力装置连接；外筒体设于油箱下部并套设在液压缸装置外部；增力装置包括四个增力机构，每个增力机构包括杠杆、连接杆和支撑杆，支撑杆的一端连接在外筒体底部上部，支撑杆的另一端与杠杆的支点连接，杠杆的一端与连接杆的一端连接，杠杆的另一端与浮体连接，连接杆的另一端与连接平台下部连接。本发明充分利用了海浪能量，提高发电能力。

Description

带增力机构的浮动海浪发电装置

技术领域

本发明涉及一种浮动海浪发电装置，具体的说是带增力机构的浮动海浪发电装置。

背景技术

经过对现有技术的检索发现，将海浪冲击能量转化为电能的扇形水槽海浪发电装置（中国专利号ZL.200920002647.X）存在下列不足：1.扇形水槽是浇注在岸基上的，由于扇形水槽施工过程受到地形的限制与涨落潮影响，施工难度及工程量相当大。2.扇形水槽是坐落在岸基上的，海浪最后达到该装置时，能量已经消耗了很多，因此该装置利用海浪能量发电的效率较低。3.在涨潮后，扇形浮块的摆动能力下降，在这过程中没能有效利用海浪发电。

考察现有的摆动式海浪发电装置，使用新型专利摆动式海浪发电装置（中国专利申请号201020587628.3）利用海浪冲击带动摆动板运动，通过摆动轴上的齿轮将运动传递给主轴上的飞轮，带动主轴单向转动。主轴最后将运动传递给发电机实现发电的，但是该装置存在以下不足：1.海浪的方向是无规则的。海浪能源只有在海浪的运动方向跟平板垂直的时候才能得到充分利用。该装置利用能源的效率较低。2.海浪冲击平板时，对摆动轴造成一定程度的冲击，容易出现冲击疲劳失效。

考察现有的感应发电的海浪发电装置，一种海浪发电装置（申请号/专利号： 200720309279）。原理为浮子被海浪摇动，带动摆杆及球形永磁壳通过万向活节绕球形永磁壳和球形感应线圈的球心摆转，从球形永磁壳发出的磁力线被球形感应线圈切割，从而产生感应电流。存在的不足：1.由于海浪的波动是朝各个方向的，在该装置中总会有至少一个方向的海浪力未得到利用2.这些方向上的力由冲击装置影响发电装置的使用寿命 3.该装置不存在自恢复的机构，到实际情况下可能发电效率不高。

以上发明专利还同时存在一个问题，都是直接利用海浪力不存在增力机构，这样的话可能导致关键部位的尺寸较大，从而成本较高。

发明内容

本发明旨在克服现有技术的缺陷，提供一种带增力机构的浮动海浪发电装置，充分利用了海浪能量，提高发电能力。

为了解决上述技术问题，本发明是这样实现的：

一种带增力机构的浮动海浪发电装置，包括浮子装置、液压缸装置、油箱、液压马达和发电机，所述液压马达和发电机之间相互连接并设于油箱上部，液压缸装置包括至少三个液压缸，每个液压缸包括缸体和活塞杆，活塞杆的一端设于缸体一端内部并与其紧密配合，活塞杆的另一端设有活塞球铰，缸体的另一端设有缸体球铰，液压缸通过活塞球铰与油箱底部铰接，其特征在于：所述浮子装置包括至少三个浮体，浮动海浪发电装置还包括连接平台、外筒体和增力装置；

液压缸的缸体球铰与连接平台的上部铰接，连接平台的下部与增力装置连接；

所述外筒体为中空筒状，侧面开口，其连接设于油箱下部并套设在液压缸装置外部；

所述增力装置包括至少三个增力机构，每个增力机构包括杠杆、连接杆和支撑杆，支撑杆的一端连接在外筒体底部上部，支撑杆的另一端与杠杆的支点连接，杠杆的一端与连接杆的一端连接，杠杆的另一端与浮体连接，连接杆的另一端与连接平台下部连接。

所述的带增力机构的浮动海浪发电装置，其特征在于：外筒体侧面均布开有四个方口，增力机构和浮体的数量与方口数量相同，每个增力机构通过方口伸出与每个浮体连接。

所述的带增力机构的浮动海浪发电装置，其特征在于：所述浮体为中空的圆柱形，其上部设有轴承座，杠杆与浮体之间通过该轴承座连接。

所述的带增力机构的浮动海浪发电装置，其特征在于：所述液压缸装置包括六个并联设置的液压缸。

所述的带增力机构的浮动海浪发电装置，其特征在于：它还包括蓄能器，其设于油箱上部并与液压马达连接。

所述的带增力机构的浮动海浪发电装置，其特征在于：所述油箱为圆柱形，其下部带有突檐，突檐的侧壁径向设有油箱突台，外筒体的内径与突檐外径相同，外筒体的顶端侧面径向设有与油箱突台数量一致的外筒体突台，油箱和外筒体之间的连接通过油箱突台和外筒体突台使用螺栓连接。

本发明的有益效果是：本发明采用的圆筒形浮子装置带动液压系统，并通过增力装置使得在连接平台单位位移上作用在液压缸上的力增大。能够充分利用海浪势能。海浪运动的方向是不确定，但是不论海浪的方向如何，浮子装置总能在海浪的作用及自身的重力作用下上下浮动，带动液压系统工作，推动发电机发电，实现海浪能量的利用。

本发明除了浮子装置漂浮在海水中外，其他部分均置于海面上，没有部件暴露在海水之中，因此不会受到海水的侵蚀，使用寿命大大增加，维护成本也大大降低。同时也减少了液压系统对海水的污染。

本发明优选采用六个液压缸的缸体通过SPS构型同连接平台相连，活塞杆同油箱连接。每个液压缸带有两个进油口和两个出油口，每个油口均连接单向阀。每个液压缸的工作时受压缩一侧的缸体油压增大，打开出油口处的单向阀，而同侧的进油口处的单向阀处于关闭状态，将油液通过软管输送到液压马达的输入口，驱动液压马达运动；而液压缸的另一侧体积增大，油压减小，此时进油口处的单向阀打开，同侧的出油口处的单向阀关闭，将油液从油箱吸入缸体。每个液压缸在工作时同时实现压油和吸油的功能，六个液压缸同时工作时均能实现压油和吸油的功能，大大提高了海浪能量的利用率，提高了发电效率。

本发明优选采用了带有四个油口，每个油口均带有单向阀的液压缸，并通过合理的设置单向阀的开口方向以及油路的合理设计实现了无论是压缩还是拉伸液压缸都能同向的驱动液压马达工作。提高了发电的效率。

本发明优先选用了利用杠杆原理实现的增力装置，使得推动液压缸的功力增大。

附图说明

下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明：

图1为本发明整体结构示意图；

图2为本发明内部结构图；

图3为本发明的俯视图；

图4为一个液压缸的剖视图；

图5为油箱剖视图；

图6为油箱的底面结构示意图；

图7为液压马达的结构示意图；

图8为本发明简单油路分析示意图；

图中，1-外筒体、2-油箱、3-发电机、4-液压马达、5-蓄能器、6-活塞杆、7-缸体、8-连接平台、9-连接杆、10-支撑杆、11-杠杆、12-浮体、13-方口、14-油箱回油口、15-缸体球铰、16-第一出油口、17-第一单向阀、18-第二出油口、19-第二单向阀、20-活塞球铰、21-第一进油口、22-第三单向阀、23-第二进油口、24-第四单向阀、25-油箱球铰座、26-油箱出油孔、27-油管通孔、28-支撑座、29-底座、30-轴承座、31-油箱突台、32-外筒体突台、33-球铰座。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

如图1-图7所示：

实施例1

一种带增力机构的浮动海浪发电装置，包括浮子装置、液压缸装置、油箱2、液压马达4、发电机3、连接平台8、外筒体1和增力装置，所述液压马达4包括液压马达进油口、液压马达出油口、转轴和底座29，液压马达4和发电机3之间通过转轴连接，其底座29设于油箱2上部；

所述油箱2为带有突檐的圆柱形油箱，其上部设有油箱回油口14，液压马达4出油口与油箱2回油口连通用于整个油路的回油，突檐的底部设有止口，突檐的侧壁径向设有油箱突台31，突檐上设有六个用于连接液压缸装置的油箱球铰座25，分布在同一个圆的圆周上，分为三对，两个为一对，每对中的油箱球铰座25相隔30°，相邻对的油箱球铰座25相隔120°，在每对油箱球铰座25之间开有一个油管通孔27，油箱2底部均布开有十二个油箱出油孔26，分为六组，每组两个；

所述液压缸装置包括六个并联设置的液压缸，液压缸装置通过SPS（球副移动副球副）构型连接，每个液压缸包括缸体7和活塞杆6，活塞杆6的一端设于缸体7一端内部并与其紧密配合，活塞杆6的另一端设有活塞球铰20，缸体7的另一端设有缸体球铰15，液压缸通过活塞球铰20与油箱2底部的油箱球铰座25铰接，每个液压缸的缸体球铰15与扁圆柱形的连接平台8上部的球铰座33一一对应铰接，连接平台8的下部与增力装置轴连接；缸体7上设有第一出油口16、第一单向阀17、第二出油口18、第二单向阀19、第一进油口21、第三单向阀22、第二进油口23和第四单向阀24，四个单向阀的开口方向一致，第一出油口16和第二出油口18通过输油软管穿过油管通孔27后与液压马达进油口相连，第一进油口21和第二进油口23通过输油软管与油箱出油孔26相连用于液压缸低压一侧的缸体回油，简单油路分析如图8所示；

当六个并联设置的液压缸在浮子装置的作用下向左运动时，左边的缸体被压缩，这时第三单向阀22和第一单向阀17关闭，第二单向阀19和第四单向阀24打开，油液从第二出油口18流出推动液压马达4运动，油液从油箱2经过第二进油口23流入液压缸右侧；

当六个并联设置的液压缸在浮子装置的作用下向右运动时，右边的缸体被压缩，这时第二单向阀19和第四单向阀24关闭，第三单向阀22和第一单向阀17打开，油液从第一出油口16流出推动液压马达4运动，油液从油箱2经过第一进油口21流入液压缸左侧；

通过四个油口和四个单向阀的协同作用实现了不论液压缸的哪侧缸体受到挤压都可以从同个方向压油驱动液压马达4朝相同方向转动；

所述外筒体1为中空筒状，侧面开口，其连接设于油箱2下部并套设在液压缸装置外部；

所述浮子装置包括四个浮体12，浮体为中空的全密封圆筒形，其上部设有轴承座30；所述增力装置包括四个增力机构，每个增力机构包括杠杆11、连接杆9和支撑杆10，支撑杆的一端连接在外筒体底部的支撑座28上，支撑杆10的另一端与杠杆11的支点连接，杠杆11的一端与连接杆9的一端连接，杠杆11的另一端与浮体12通过轴承座30连接，连接杆9的另一端与连接平台8下部轴连接；

所述外筒体侧面均布开有四个方口13，增力机构和浮体12的数量与方口数量相同，每个增力机构通过方口13伸出与每个浮体12连接。

实施例2

实施例2为实施例1的变化例，本实施例在实施例1的基础上还包括蓄能器5，其设于油箱2上部并与液压马达4连接。此时，油箱2顶部还设有用于安装蓄能器5的圆形突台，圆形突台的直径与蓄能器底座的直径相一致。

实施例3

实施例3为实施例1和/或实施例2的变化例，其主要区别为：外筒体1的内径与突檐外径相同，外筒体1的顶端侧面径向设有与油箱突台31数量一致的外筒体突台32，油箱2和外筒体1之间的连接通过油箱突台31和外筒体突台32使用螺栓连接。 

本发明的工作原理如下：本发明整体固定在固定支架上，固定支架固定于海底。海浪冲击浮子装置，推动浮子装置向上运动；当海浪退去时，浮子装置在自身的重力的作用下复位。在浮子装置上下运动的过程中通过增力装置带动六个并联设置的液压缸开始工作，六个并联设置的液压缸同时工作。当浮子装置向上运动时，由于要通过增力装置增大作用力，增力装置推动六个并联设置的液压缸挤压下部的缸体7，油液从下部的出油口挤压出去推动液压马达4工作；当浮子装置在自身的重力作用下向下运动时，由于要通过增力装置增大作用力，增力装置推动六个并联设置的液压缸挤压上部的缸体7，油液从上部的出油口挤压出去推动液压马达4工作。六个并联设置的液压缸不论发生什么运动都实现了活塞杆6压缩缸体7的一侧的油液。这样就实现了六个液压缸的同时工作，充分利用了海浪能量，提高发电能力。六个并联设置的液压缸通过油箱出油孔26吸取油液。液压马达4的出油口与油箱回油口14相连，实现回油。蓄能器5在油路中油压较高时蓄能，油压较低时释放能量，维持液压马达4工作所需要的油压，保证发电机3发电的稳定性。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (6)

1.一种带增力机构的浮动海浪发电装置，包括浮子装置、液压缸装置、油箱、液压马达和发电机，所述液压马达和发电机之间相互连接并设于油箱上部，液压缸装置包括至少三个液压缸，每个液压缸包括缸体和活塞杆，活塞杆的一端设于缸体一端内部并与其紧密配合，活塞杆的另一端设有活塞球铰，缸体的另一端设有缸体球铰，液压缸通过活塞球铰与油箱底部铰接，其特征在于：所述浮子装置包括至少三个浮体，浮动海浪发电装置还包括连接平台、外筒体和增力装置；

液压缸的缸体球铰与连接平台的上部铰接，连接平台的下部与增力装置连接；

所述外筒体为中空筒状，侧面开口，其连接设于油箱下部并套设在液压缸装置外部；

所述增力装置包括至少三个增力机构，每个增力机构包括杠杆、连接杆和支撑杆，支撑杆的一端连接在外筒体底部上部，支撑杆的另一端与杠杆的支点连接，杠杆的一端与连接杆的一端连接，杠杆的另一端与浮体连接，连接杆的另一端与连接平台下部连接。

2.根据权利要求1所述的带增力机构的浮动海浪发电装置，其特征在于：外筒体侧面均布开有四个方口，增力机构和浮体的数量与方口数量相同，每个增力机构通过方口伸出与每个浮体连接。

3.根据权利要求1所述的带增力机构的浮动海浪发电装置，其特征在于：所述浮体为中空的圆柱形，其上部设有轴承座，杠杆与浮体之间通过该轴承座连接。

4.根据权利要求1所述的带增力机构的浮动海浪发电装置，其特征在于：所述液压缸装置包括六个并联设置的液压缸。

5.根据权利要求1所述的带增力机构的浮动海浪发电装置，其特征在于：它还包括蓄能器，其设于油箱上部并与液压马达连接。

6.根据权利要求1所述的带增力机构的浮动海浪发电装置，其特征在于：所述油箱为圆柱形，其下部带有突檐，突檐的侧壁径向设有油箱突台，外筒体的内径与突檐外径相同，外筒体的顶端侧面径向设有与油箱突台数量一致的外筒体突台，油箱和外筒体之间的连接通过油箱突台和外筒体突台使用螺栓连接。

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