CN104696147B - 一种海洋波浪液压发电船 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种海洋波浪液压发电船，包括船体、发电系统和输电系统，所述发电系统固定在船体上，所述发电系统与输电系统连接，所述发电系统包括输入装置、转换装置和发电装置，所述输入装置与转换装置连接，所述转换装置带动发电装置发电；所述转换装置为液压顶杆，所述输入装置包括两个配重、转筒和两个动力输出端，所述两个配重通过绳索或链条固定在转筒的两端，所述一个动力输出端带动液压顶杆的活塞压缩运动，所述另一个动力输出端带动液压顶杆的活塞提升运动。本发明提供的海洋波浪液压发电船的结构简单、成本低、发电效率高、移动性能好、无污染。

Description

一种海洋波浪液压发电船
技术领域
本发明涉及可再生能源领域，尤其涉及一种海洋波浪液压发电船。
背景技术
目前随着石化能源的使用量不断地增加，大气污染问题越来越严重，节能和环保已成为全世界的焦点话题，环境问题已得到全世界人们的高度重视，人们将目光投向可再生能源，比如大海的波浪能发电等，而大海中波浪能是储量大、可再生、有规律、无污染的“蓝色能源”，是大自然付予人类的一大笔取之不尽、用之不竭的宝贵财富。所有关资料显示，我国长达18000公里的海岸线，加上5000多个岛屿的14000多公里的海岸线，共约32000多公里，波浪能蕴藏近2亿千瓦，但现有的海洋波浪液压发电船由于潮能、波浪能开发技术难度大，受台风影响非常大，因此海洋波浪液压发电船的结构设计非常复杂、移动性能差，当台风袭击时，海洋波浪液压发电船的损失比较大，尤其是海洋波浪液压发电船的前期开发投入成本高，但发电效率非常低。
发明内容
鉴于目前海洋波浪液压发电船存在的上述不足，本发明提供一种发电效率高、结构简单、成本低的海洋波浪液压发电船。
为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：
一种海洋波浪液压发电船，包括船体、发电系统和输电系统，所述发电系统固定在船体上，所述发电系统与输电系统连接，所述发电系统包括输入装置、转换装置和发电装置，所述输入装置与转换装置连接，所述转换装置带动发电装置发电；所述转换装置为液压顶杆，所述输入装置包括两个配重、转筒和两个动力输出端，所述两个配重通过绳索或链条固定在转筒的两端，所述一个动力输出端带动液压顶杆的活塞压缩运动，所述另一个动力输出端带动液压顶杆的活塞提升运动。
依照本发明的一个方面，所述海洋波浪液压发电船设有多个发电系统，所述每个发电系统与输电系统之间的线路上单独设有开关阀。
依照本发明的一个方面，所述液压顶杆包括两个密闭的上腔室和下腔室，所述上腔室和下腔室分别设有进油口和出油口。
依照本发明的一个方面，所述输入装置还包括滑轮组、横梁、滑筒和滑轨，所述横梁与液压顶杆的活塞连接，所述横梁的两端固定在滑筒上，滑筒安装在滑轨上,所述输入装置的两个动力输出端分别通过滑轮组与横梁连接。
依照本发明的一个方面，所述发电装置包括蓄能器、液压马达和发电机，所述上腔室和下腔室的出油口与蓄能器连接，所述蓄能器驱动液压马达旋转，所述液压马达通过联轴器带动发电机旋转。
依照本发明的一个方面，所述上腔室和下腔室的进油口和出油口都设有单向阀。
依照本发明的一个方面，所述液压顶杆的活塞通过铰接与横梁的正中间连接。
依照本发明的一个方面，所述蓄能器与液压马达之间的管道上设有流量控制阀。
依照本发明的一个方面，所述两个配重为容器，所述容器内装满水。
依照本发明的一个方面，所述两个容器的重量比为2：1，所述重量大的容器通过定滑轮固定在船体的侧面。
本发明实施的优点：由于本发明的发电系统包括输入装置、转换装置和发电装置，输入装置与转换装置连接，转换装置采用液压顶杆，输入装置包括两个配重、转筒和两个动力输出端，两个配重通过绳索或链条固定在转筒的两端，其中一个动力输出端带动液压顶杆的活塞压缩运动，另一个动力输出端带动液压顶杆提升运动，这样输入装置带动液压顶杆运动，液压顶杆的来回运动驱动发电装置发电；因此海洋波浪液压发电船的结构简单、成本低、发电效率高、投资回收期快；发电系统全部固定在船体上，海洋波浪液压发电船的移动性能非常好，当台风袭击时，海洋波浪液压发电船转移到避风港，避免台风带来的损失，另外，海洋波浪液压发电船不会改变海洋环境、无污染，有效利用了波浪能和潮能发电，实现可再生能源的利用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明所述的一种海洋波浪液压发电船的平面布置示意图；
图2为本发明所述的一种海洋波浪液压发电船的正面示意图；
图3为本发明所述的输入装置的结构详图；
图4为本发明所述的输入装置、液压顶杆和发电装置相互之间连接的示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步说明。
如图1、图2、图3、图4所示，一种海洋波浪液压发电船，包括船体1、发电系统和输电系统3，发电系统固定在船体1上，发电系统与输电系统3连接，所述发电系统包括输入装置2、转换装置和发电装置6，输入装置2与转换装置连接，转换装置带动发电装置6发电；所述转换装置为液压顶杆5，输入装置2包括两个配重8、转筒9和两个动力输出端26，两个配重8通过绳索或链条固定在转筒9的两端，一个动力输出端26带动液压顶杆5的活塞18压缩运动，另一个动力输出端26带动液压顶杆5的活塞18提升运动。
在实际应用中，为了提高海洋波浪液压发电船的发电量，海洋波浪液压发电船设有多个发电系统，本实施例的海洋波浪液压发电船设有十个发电系统，船体1的设计载重量在300T左右，十个发电系统分成二排，均匀、对称地布置在海洋波浪液压发电船的船体1上，保证船体1载重量的平衡，提高海洋波浪液压发电船的安全性和稳定性；同时，每个发电系统与输电系统3之间的线路上单独设有开关阀4，当其中部分发电系统出现故障时，只需切断损坏的发电系统线路上的开关阀4，对损坏的发电系统的故障进行维修，其它的发电系统可正常发电，等损坏的发电系统维修并安装好后，合上开关阀4进行发电并将电源输送给输电系统3，海洋波浪液压发电船的维修、更换非常方便，维修的成本也低、可控性好、可靠性高。
在实际应用中，为了提高海洋波浪液压发电船的发电效率，液压顶杆5包括两个密闭的上腔室16和下腔室17，上腔室16和下腔室17分别设有进油口14和出油口15，上腔室16和下腔室17的进油口14和出油口15都设有单向阀，当输入装置2的一个动力输出端26带动液压顶杆5的活塞18压缩运动时，上腔室16内的出油口15的管道25被单向阀死死地堵住，进油口14管道25上的单向阀打开，将液压油箱24内的液压油吸入到上腔室16内，同时，下腔室17内的液压油受到活塞18杆的挤压，进油口14的管道25被单向阀死死地堵住，出油口15管道25上的单向阀打开，将液压能通过管道25输送给发电装置6，从而带动发电装置6旋转发电；当输入装置2的另一个动力输出端26带动液压顶杆5提升运动时，下腔室17内的出油口15的管道25被单向阀死死地堵住，进油口14管道25上的单向阀打开，将液压油箱24内的液压油吸入到上腔室16内，同时，上腔室16内的液压油受到活塞18杆的挤压，进油口14的管道25被单向阀死死地堵住，出油口15管道25上的单向阀打开，将液压能通过管道25输送给发电装置6，从而带动发电装置6旋转发电，实现液压顶杆5不间断地将液压能输送给发电装置6，大大地提高了海洋波浪液压发电船的发电效率。输入装置2还包括滑轮组10、横梁11、滑筒12和滑轨13，横梁11与液压顶杆5的活塞18连接，横梁11的两端固定在滑筒12上，滑筒12安装在滑轨13上,两个滑轨13平行布置在滑轮组10的两侧，输入装置2的两个动力输出端26分别通过滑轮组10与横梁11连接，为了提高设备运行的稳定性，液压顶杆5的活塞18通过铰接与横梁11的正中间连接，公司技术人员通过此技术的改进，输入装置2的两个动力输出端26通过滑轮组10成倍地增加了液压顶杆5活塞18的输入力，从而大幅地间接提高海洋波浪液压发电船的发电效率。
在实际应用中，发电装置6包括蓄能器19、液压马达21和发电机23，上腔室16和下腔室17的出油口15与蓄能器19连接，蓄能器19驱动液压马达21旋转，液压马达21通过联轴器22带动发电机23旋转，为了方便人工控制液压马达21，蓄能器19与液压马达21之间的管道25上设有流量控制阀20，这样液压顶杆5先将液压能输送给蓄能器19，蓄能器19将液压能传递给液压马达21，在液压能的作用下，液压马达21产生高速旋转，从而带动发电机23旋转发电，整个海洋波浪液压发电船的结构简单、成本低、投资回收期快；液压马达21选用叶片马达，蓄能器19与叶片马达之间的管道25上设有流量控制阀20，以控制流量的大小，从而控制液压马达21扭矩的大小和开启，当流量控制阀20将流量控制在零时，液压马达21停止运转，蓄能器19将超压液压量通过回油路流回液压油箱24，保证液压马达21的稳定运转。
另外，两个配重8为容器，容器的顶部和底部分别设有进水口、出水口，容器内装满水，两个容器的重量比为2：1，重量大的容器通过定滑轮7固定在船体1的侧面，在海洋波浪的冲击下，配重8上下移动，带动转筒9旋转，转筒9旋转通过两个动力输出端26带动油缸活塞18杆运动，从而实现发电；另外，当台风袭击时，打开两个容器底部的出水口，容器内的水全部放掉后，将海洋波浪液压发电船转移到避风港，因此海洋波浪液压发电船的移动性能非常好，避免台风带来的损失。
本发明的工作原理：当海洋波浪液压发电船在波浪的冲击下，配重8上下移动，带动转筒9旋转，这样两个动力输出端26通过滑轮组10带动油缸活塞18杆运动，当输入装置2的一个动力输出端26带动液压顶杆5的活塞18压缩运动时，上腔室16内的出油口15的管道25被单向阀死死地堵住，进油口14管道25上的单向阀打开，将液压油箱24内的液压油吸入到上腔室16内，同时，下腔室17内的液压油受到活塞18杆的挤压，进油口14的管道25被单向阀死死地堵住，出油口15管道25上的单向阀打开，将液压能通过管道25输送给蓄能器19，蓄能器19将液压能传递给液压马达21，在液压能的作用下，液压马达21产生高速旋转，从而带动发电机23旋转发电；当输入装置2的另一个动力输出端26带动液压顶杆5提升运动时，下腔室17内的出油口15的管道25被单向阀死死地堵住，进油口14管道25上的单向阀打开，将液压油箱24内的液压油吸入到上腔室16内，同时，上腔室16内的液压油受到活塞18杆的挤压，进油口14的管道25被单向阀死死地堵住，出油口15管道25上的单向阀打开，将液压能通过管道25输送给蓄能器19，蓄能器19将液压能传递给液压马达21，在液压能的作用下，液压马达21产生高速旋转，从而带动发电机23旋转发电，所以液压顶杆5不间断地将液压能输送给蓄能器19，实现连续发电，发电机23产生的电量接入到输电系统3，通过水下电缆线输送到岸上。由上可见，海洋波浪液压发电船的结构非常简单、成本低、发电效率高、投资回收期快；发电系统全部固定在船体1上，海洋波浪液压发电船的移动性能非常好，当台风袭击时，海洋波浪液压发电船转移到避风港，避免台风带来的损失，另外，海洋波浪液压发电船不会改变海洋环境、无污染，有效利用了波浪能和潮能发电，实现可再生能源的利用。
我公司研发的海洋波浪液压发电船是一种收集波浪能转换为动力的发电项目，海洋波浪液压发电船的结构简单，制作方便，造价低，不会改变环境，无污染，同时海洋波浪液压发电船的发电效率高、社会效益显著，投资回收期短，具体的有益效果如下：
1、不用兴建岸基和海底的基础设施，因此不会破坏生态环境，无污染。
2、海洋波浪液压发电船的结构非常简单，再加上可利用废旧船只进行改造，前期投入的成本低。
3、本发明的海洋波浪液压发电船只要波浪高0.5米左右即可发电，可利用的海面广阔，据有关资料显示，我国平均波浪高在2米左右，在广东、福建、浙江等沿海的波浪能的密度可达5-8KW/m。
4、大部分的设备安装在船体1上，杜绝了海水腐蚀，每个发电系统与输电系统3之间的线路上单独设有开关阀4，当其中部分发电系统出现故障时，只需切断损坏的发电系统线路上的开关阀4，其它的发电系统可正常发电，等损坏的发电系统维修并安装好后，合上开关阀4进行发电并将电源输送给输电系统3，海洋波浪液压发电船的维修和更换方便、维修的成本也低、可控性好、可靠性高。
5、海洋波浪液压发电船产生的电源通过水下电缆线输送到岸上，如果遇上强台风时，只需将电缆线拆除，打开所有容器底部的出水口，容器内的水全部放掉后，将海洋波浪液压发电船转移到避风港，避免台风带来的损失，强台风过后，将海洋波浪液压发电船移到原来的地方，安装好电缆线的接头即可，因此海洋波浪液压发电船装拆非常方便、移动性能非常好。
6、船体1大小都可安装发电系统进行发电,一般选用载重量约为30T以上的船体1，发电效率高，产生的经济效益大，投资回收快，例如：一条长约30米、宽8米的船体11，自身的浮力为200-300吨，船可放置10台300KW/h的发电系统，每天发电时间按20个小时计算，一天可发电60000KW，一年发电量为60000*30*12=21600000KW，每度电的价格0.4元，一年的产值864万元，投入的费用可在半年内回收，如果在沿海设置多条海洋波浪液压发电船，每年发电量将是一个非常可观的数字，有效利用了可再生资源，推动了环保事业的大力发展，是沿海地区走向“海洋可持续发展”的蓝色通道。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域技术的技术人员在本发明公开的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种海洋波浪液压发电船，包括船体、发电系统和输电系统，所述发电系统固定在船体上，所述发电系统与输电系统连接，其特征在于：所述发电系统包括输入装置、转换装置和发电装置，所述输入装置与转换装置连接，所述转换装置带动发电装置发电；所述转换装置为液压顶杆，所述输入装置包括两个配重、转筒和两个动力输出端，所述两个配重通过绳索或链条固定在转筒的两端，所述一个动力输出端带动液压顶杆的活塞压缩运动，所述另一个动力输出端带动液压顶杆的活塞提升运动。
2.按照权利要求1所述的海洋波浪液压发电船，其特征在于：所述海洋波浪液压发电船设有多个发电系统，所述每个发电系统与输电系统之间的线路上单独设有开关阀。
3.按照权利要求1所述的海洋波浪液压发电船，其特征在于：所述液压顶杆包括两个密闭的上腔室和下腔室，所述上腔室和下腔室分别设有进油口和出油口。
4.按照权利要求1所述的海洋波浪液压发电船，其特征在于：所述输入装置还包括滑轮组、横梁、滑筒和滑轨，所述横梁与液压顶杆的活塞连接，所述横梁的两端固定在滑筒上，滑筒安装在滑轨上,所述输入装置的两个动力输出端分别通过滑轮组与横梁连接。
5.按照权利要求3所述的海洋波浪液压发电船，其特征在于：所述发电装置包括蓄能器、液压马达和发电机，所述上腔室和下腔室的出油口与蓄能器连接，所述蓄能器驱动液压马达旋转，所述液压马达通过联轴器带动发电机旋转。
6.按照权利要求3所述的海洋波浪液压发电船，其特征在于：所述上腔室和下腔室的进油口和出油口都设有单向阀。
7.按照权利要求4所述的海洋波浪液压发电船，其特征在于：所述液压顶杆的活塞通过铰接与横梁的正中间连接。
8.按照权利要求5所述的海洋波浪液压发电船，其特征在于：所述蓄能器与液压马达之间的管道上设有流量控制阀。
9.按照权利要求1至8任一所述的海洋波浪液压发电船，其特征在于：所述两个配重为容器，所述容器内装满水。
10.按照权利要求9所述的海洋波浪液压发电船，其特征在于：所述两个容器的重量比为2：1，所述重量大的容器通过定滑轮固定在船体的侧面。
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