CN105065183B - 一种气动液压混合式波浪能发电装置 - Google Patents

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Abstract

一种气动液压混合式波浪能发电装置，包括平台、气动液压混合式传动装置、上水涡轮机、回水涡轮机、上气涡轮机、回气涡轮机、发电机组、水槽、气罐。其特征是气动液压混合式传动装置固定于平台上，上气涡轮机出气口通过管道与气罐的进气口相连，气罐的出气口通过管道与回气涡轮机进气口相连，上气涡轮机和回气涡轮机都与发电机组相连；上水涡轮机出水口通过管道与水槽的进水口相连，水槽的出水口通过管道与回水涡轮机进水口相连，上水涡轮机和回水涡轮机都与发电机组相连；本发明提供的一种气动液压混合式波浪能发电装置通过设置浮筒，利用波浪的上下运动将波浪能转化为机械能，从而带动涡轮机发电，结构简单合理，通过气压泵和液压泵的有效结合，极大的提高波浪能发电效率，适合于近海海岸的波浪能利用。

Description

一种气动液压混合式波浪能发电装置
技术领域
本发明涉及新能源发电技术领域，具体涉及一种气动液压混合式波浪能发电装置。
背景技术
随着能源问题和环境问题的日益突出，发展低碳经济、建设生态文明、实现可持续发展，成为人类社会的普遍共识，开发清洁的可再生能源资源已经成为世界各国经济和社会可持续发展的重要战略。波浪能作为一种清洁、无污染的可再生能源，分布广阔、能量巨大。英国碳信托投资公司估算，英国实用离岸波浪能每年为55TWh，占当前所需能源14％，欧洲潜在波浪能至少每年为280TWh。美国电能研究所评估美国切实可行的波浪能为每年为255TWh，占当前所需能源6％。我国有18000多千米的海岸线，据计算，如果将可以利用的波浪能转化为电能，大约能提供1.5亿kW的电力。面对如此巨大的储量，开发波浪能已经成为一种趋势。
根据发电装置的拾能原理和转换原理，并参照欧洲海洋中心的分类方法，波浪能一次转换主要收集波浪所具有的动能和势能，主要类型分为：振荡水柱型、漫反射型、水下压力差型、振荡摇摆型及衰减器型等。中间转换环节主要辅助波浪能二次转换，主要分为机械式、液压式和气动式。二次转换主要将能量转换成电能，主要类型分为电磁感应发电机、直线发电机、磁流体发电机、压低发电机等。
但现在，大规模波浪能发电的成本还难与常规能源发电竞争，主要是发电效率太低，成本太高。目前，波浪能发电装置大多只是依靠单一的一种形式，通过气动式或液压式所转化的波浪能的能量所没有进行二次利用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种气动液压混合式波浪能发电装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种气动液压混合式波浪能发电装置，包括平台、气动液压混合式传动装置、上水涡轮机、回水涡轮机、上气涡轮机、回气涡轮机、发电机组、水槽、气罐。其特征是气动液压混合式传动装置固定于平台上，上气涡轮机出气口通过管道与气罐的进气口相连，气罐的出气口通过管道与回气涡轮机进气口相连，上气涡轮机和回气涡轮机都与发电机组相连；上水涡轮机出水口通过管道与水槽的进水口相连，水槽的出水口通过管道与回水涡轮机进水口相连，上水涡轮机和回水涡轮机都与发电机组相连。
所述气动液压混合式传动装置包括气压泵、液压泵和浮筒。其特征是所述气压泵为柱塞式气压泵，气压泵一端通过柱塞与传动杆a连接，传动杆a的另一端与浮筒顶部连接；所述液压泵为柱塞式液压泵，液压泵一端通过柱塞与传动杆b连接，传动杆b的另一端与浮筒底部连接，液压泵另一端固定于海底固定物之上。
所述柱塞式气压泵的柱塞缸为U型，柱塞缸顶部设有两个进气口和两个出气口，两个出气口通过三通管与上气涡轮机的进气口连接。
所述柱塞式液压泵的柱塞缸为U型，柱塞缸顶部设有两个进水口和两个出水口，两个出水口通过三通管与上水涡轮机的进水口连接。
所述进气口和出气口都设有止回阀，进气口和出气口呈对称分布。
所述进水口和出水口都设有止回阀，进水口和出水口呈对称分布。
所述管道上都设有止回阀。
本发明的工作原理是通过设置浮筒，浮筒随波浪的上下起伏，从而通过传动杆液压泵和气压泵的柱塞在柱塞缸内上下移动，气压泵通过波浪的向上运动压缩缸内气体，从而将高能量的气体压入上气涡轮机运转发电，没有被利用的高能量气体进入气罐，高能量气体溢出时流入回气涡轮机运转发电，液压泵通过波浪的向下运动压缩缸内液体，从而将高能量的液体压入上水涡轮机运转发电，经上水涡轮机的出口进入水槽，利用重力势能带动回水涡轮机运转发电。
本发明所产生的有益效果是：通过设置浮筒，利用波浪的上下运动将波浪能转化为机械能，从而带动涡轮机发电，结构简单合理，通过气压泵和液压泵的有效结合，极大的提高波浪能发电效率，适合于近海海岸的波浪能利用。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的气动液压混合式传动装置的结构图。
图中：1-平台、2-气动液压混合式传动装置、3-上气涡轮机、4-气罐、5-回气涡轮机、6-发电机组a、7-上水涡轮机、8-水槽、9-回水涡轮机、10-发电机组b、11-止回阀、12-三通管、21-浮筒、22-传动杆a、23-传动杆b、24-气压泵、25-液压泵、26-进气口、27-出气口、28-进水口、29-出水口。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1和图2：一种气动液压混合式波浪能发电装置，包括平台1、气动液压混合式传动装置2、上水涡轮机7、回水涡轮机9、上气涡轮机3、回气涡轮机5、发电机组、水槽8、气罐4。其特征是所述发电机组包括发电机组a6和发电机组b10，所述气动液压混合式传动装置2固定于平台1上，上气涡轮机3出气口通过管道与气罐4的进气口相连，气罐4的出气口通过管道与回气涡轮机5进气口相连，上气涡轮机3和回气涡轮机5都与发电机组a6相连；上水涡轮机7出水口通过管道与水槽8的进水口相连，水槽8的出水口通过管道与回水涡轮机9进水口相连，上水涡轮机7和回水涡轮机9都与发电机组b10相连。
所述气动液压混合式传动装置包括气压泵24、液压泵25和浮筒21。其特征是所述气压泵24为柱塞式气压泵，气压泵一端通过柱塞与传动杆a22连接，传动杆a22的另一端与浮筒21顶部连接；所述液压泵25为柱塞式液压泵，液压泵25一端通过柱塞与传动杆b23连接，传动杆b23的另一端与浮筒21底部连接，液压泵25另一端固定于海底固定物之上。
所述柱塞式气压泵的柱塞缸为U型，柱塞缸顶部设有两个进气口和两个出气口，分别是进气口26，出气口27，两个出气口27通过三通管12与上气涡轮机的进气口连接。
所述柱塞式液压泵的柱塞缸为U型，柱塞缸顶部设有两个进水口和两个出水口，分别是进水口28，出水口29，两个出水口通过三通管12与上水涡轮机的进水口连接。
所述进气口26和出气口27都设有止回阀，进气口26和出气口27呈对称分布。
所述进水口28和出水口29都设有止回阀，进水口28和出水口29呈对称分布。
所述管道上都设有止回阀11，防止倒流。
本发明的工作原理是通过设置浮筒21，浮筒21随波浪的上下起伏，从而通过传动杆液压泵和气压泵的柱塞在柱塞缸内上下移动，气压泵24通过波浪的向上运动压缩缸内气体，从而将高能量的气体通过管道压入上气涡轮机3运转发电，没有被利用的高能量气体进入气罐4，高能量气体溢出时流入回气涡轮机5运转发电，液压泵通过波浪的向下运动压缩缸内液体，从而将高能量的液体通过管道压入上水涡轮机7运转发电，经上水涡轮机7的出口进入水槽8，利用重力势能带动回水涡轮机9运转发电。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (3)

1.一种气动液压混合式波浪能发电装置，包括平台、气动液压混合式传动装置、上水涡轮机、回水涡轮机、上气涡轮机、回气涡轮机、发电机组、水槽、气罐，其特征是气动液压混合式传动装置固定于平台上，上气涡轮机出气口通过管道与气罐的进气口相连，气罐的出气口通过管道与回气涡轮机进气口相连，上气涡轮机和回气涡轮机都与发电机组相连；上水涡轮机出水口通过管道与水槽的进水口相连，水槽的出水口通过管道与回水涡轮机进水口相连，上水涡轮机和回水涡轮机都与发电机组相连；
所述气动液压混合式传动装置包括气压泵、液压泵和浮筒，所述气压泵为柱塞式气压泵，气压泵一端通过柱塞与传动杆a连接，传动杆a的另一端与浮筒顶部连接；所述液压泵为柱塞式液压泵，液压泵一端通过柱塞与传动杆b连接，传动杆b的另一端与浮筒底部连接，液压泵另一端固定于海底固定物之上。
2.根据权利要求1所述的一种气动液压混合式波浪能发电装置，其特征是，所述柱塞式气压泵的柱塞缸为U型，柱塞缸顶部设有两个进气口和两个出气口，两个出气口通过三通管与上气涡轮机的进气口连接；所述柱塞式液压泵的柱塞缸为U型，柱塞缸顶部设有两个进水口和两个出水口，两个出水口通过三通管与上水涡轮机的进水口连接，所述进气口和出气口都设有止回阀，进气口和出气口呈对称分布，所述进水口和出水口都设有止回阀，进水口和出水口呈对称分布。
3.根据权利要求1或2所述的一种气动液压混合式波浪能发电装置，其特征是，所述管道上都设有止回阀。
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