CN202273803U

CN202273803U - 一种海洋环境无人监测船波浪能发电装置

Info

Publication number: CN202273803U
Application number: CN2011203917194U
Authority: CN
Inventors: 金涛; 蔡勇; 付现桥; 周艳; 林巧力; 陈磊
Original assignee: Zhoushan Ocean Research Center of ZJU
Current assignee: Zhoushan Ocean Research Center of ZJU
Priority date: 2011-10-15
Filing date: 2011-10-15
Publication date: 2012-06-13
Anticipated expiration: 2021-10-15

Abstract

本实用新型公开了一种海洋环境无人监测船波浪能发电装置。本实用新型中液压传动系统的输入端为液压缸，液压缸的活塞杆通过齿轮传动机构与摆锤挡水板联接，液压缸体与固定基座联接；液压缸油液腔的进出油口叉分成两路，一路经出油单向阀、高压管路联接高压蓄能器，另一路经回油单向阀、回油管路联接中压蓄能器；液压缸的无杆腔通过无杆腔出气口、气管联接低压气室；液压缸活塞杆的伸出一侧与液压缸罩固结密合，形成与海水密封隔离的缸外腔，缸外腔通过缸外腔出气口、气管与低压气室联接，辅助实现活塞杆的自由往复运动；高压蓄能器和中压蓄能器分别与液压马达连接，液压马达驱动发电机工作。本实用新型能达到节能减排、低碳环保的目的。

Description

一种海洋环境无人监测船波浪能发电装置

技术领域

本实用新型属于海洋可再生能源综合利用领域，具体涉及一种船用波浪能发电装置。

背景技术

随着全球经济的发展，化石原料的日益短缺和工业的污染，能源问题逐渐成为世界性问题。可再生能源和清洁能源受到全世界的普遍重视，其中对海洋蕴藏能源的开发利用逐步成为今后能源研究与应用的重点。占地球表面积71％的海洋蕴藏着巨大的可再生能源，主要包括海洋风能、潮汐能、波浪能、海流能、温差能和盐差能等。我国的海岸线漫长，海洋能资源十分丰富，因此，大力开发和利用海洋能源成为当前包括中国在内的世界主要沿海国家的战略性选择。

波浪能是由风把能量传递给海洋而产生的，它实质上是吸收了风能而所具有的动能和势能。波浪能是海洋能中最不稳定的一种能源，但其品味最高、分布最广且能流密度大。波浪能主要用于发电，为边远海域的国防及海洋设施等提供清洁能源。此外，波浪能还可以用于抽水、供热、海水淡化以及制氢等。合理地充分开发利用好这种海洋能，有利于提高我国的海洋经济综合实力、辐射带动力和可持续发展能力，有利于促进海洋经济强国的建立。

目前，我国的船舶拥有量处在世界前列，则其船舶营运需要消耗大量的能源，而能源消耗不仅增加了企业的成本支出，而且会增加对环境的污染。因此新型推进装置和新能源在船舶上的综合应用，对节约能源、降低成本和缓解环境污染等具有重要意义。

目前，虽然波浪能发电相关专利已有出现，但是尚未有一种船用波浪能发电装置面市。

发明内容

本实用新型针对现有技术的不足，提供了一种海洋环境无人监测船波浪能发电装置。

本实用新型解决技术问题所采取的具体技术方案是：

本实用新型包括摆锤挡水板、齿轮传动装置、液压传动系统、发电机、固定基座。

液压传动系统的输入端为液压缸，液压缸的活塞杆通过齿轮传动机构与摆锤挡水板联接，液压缸体与固定基座联接；液压缸油液腔的进出油口叉分成两路，一路经出油单向阀、高压管路联接高压蓄能器，另一路经回油单向阀、回油管路联接中压蓄能器；液压缸的无杆腔通过无杆腔出气口、气管联接低压气室；液压缸活塞杆的伸出一侧与液压缸罩固结密合，形成与海水密封隔离的缸外腔，缸外腔通过缸外腔出气口、气管与低压气室联接，辅助实现活塞杆的自由往复运动；高压蓄能器和中压蓄能器分别与液压马达连接，液压马达驱动发电机工作。

所述的齿轮传动机构包括大齿轮和行星轮，行星轮在大齿轮内转动，液压缸的活塞杆与行星轮的圆周边沿铰接，所述的摆锤挡水板与行星轮圆心铰接，所述的行星轮直径为大齿轮直径的一半。

本实用新型的有益效果是：船舶无需配置柴油发动机，直接由船载波浪能发电装置提供动力，达到节能减排、低碳环保的目的。

附图说明

图1为本实用新型结构原理图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理、结构做进一步的说明。

如图1所示，船用波浪能发电装置主要由摆锤挡水板1、齿轮传动装置、液压传动系统、发电机17、固定基座2组成。液压传动系统的输入端为液压缸，液压缸的活塞杆10通过齿轮传动机构与摆锤挡水板1联接，液压缸体9与固定基座2联接。液压缸油液腔12的进出油口21叉分成两路，一路经出油单向阀14、高压管路13联接高压蓄能器15，另一路经回油单向阀20、回油管路18联接中压蓄能器19。液压缸无杆腔11通过无杆腔出气口8、气管7联接低压气室6。液压缸活塞杆10的伸出一侧与液压缸罩固结密合，从而形成了与海水密封隔离的缸外腔5，缸外腔5通过缸外腔出气口4、气管7与低压气室6联接，辅助实现活塞杆10的自由往复运动。M为海平面。

波浪能向电能转换的过程为：波浪23从波峰向波谷运动时，带动摆锤挡水板1摆动，经齿轮传动装置中的行星轮22与大齿轮3的啮合传递，拉动活塞杆10向下运动，因液压缸体9与固定基座2联接无法被拉动，因此活塞杆10与液压缸体9产生相对运动，液压缸的无杆腔11体积增大，油液腔12的体积减小，油液被挤压，因为单向阀只允许油液往一个方向流动，所以挤压的油液经出油单向阀14、高压管路13进入高压蓄能器15，从而实现波浪能向液压能的转换；波浪23从波谷向波峰运动时，活塞杆10向上运动，液压缸的无杆腔11体积减小，油液腔12的体积增大，液压降低，当低于中压蓄能器19的液压时，回油单向阀20打开，油液腔12的压强就接近于中压蓄能器19的压强，而对于无杆腔11的压强，就等于低压气室6的压强，所以活塞两边，油液腔12的液压大于无杆腔11压强，液压缸的活塞就依靠作用在其两边的中压与低压的压差下复位。整个能量转换过程中，液压油的循环路线是油液腔12、出油单向阀14、高压管路13、高压蓄能器15、液压马达16、中压蓄能器19、回油管路18、回油单向阀20、油液腔12。中压蓄能器19起稳压的作用。在液压系统执行端，液压马达16将液压能转换为机械能，液压马达16与发电机17连轴，发电机17又将机械能转换为电能，从而完成了整个波浪能向电能转换的全过程。

船用波浪能发电装置通过固定基座2安装在无人监测船船底的中部。当船航行时，船载控制系统自动打开密封舱门，将船用波浪能发电装置自动收回，并关闭密封舱门，停止波浪能采集与发电；当船停泊时，船载控制系统自动打开密封舱门，打开船用波浪能发电装置，开始波浪能采集与发电。

波浪能发电装置产生的电力直接供应于海洋无人驾驶环境监测船，实现海洋无人驾驶环境监测船无需配置柴油发动机，直接由船载波浪能发电装置提供动力，且输出的电能质量稳定，电磁兼容性好，可使船载设备在复杂的海洋环境下正常工作。

Claims

1.一种海洋环境无人监测船波浪能发电装置，包括摆锤挡水板、齿轮传动装置、液压传动系统、发电机、固定基座，其特征在于：

液压传动系统的输入端为液压缸，液压缸的活塞杆通过齿轮传动机构与摆锤挡水板联接，液压缸体与固定基座联接；液压缸油液腔的进出油口叉分成两路，一路经出油单向阀、高压管路联接高压蓄能器，另一路经回油单向阀、回油管路联接中压蓄能器；液压缸的无杆腔通过无杆腔出气口、气管联接低压气室；液压缸活塞杆的伸出一侧与液压缸罩固结密合，形成与海水密封隔离的缸外腔，缸外腔通过缸外腔出气口、气管与低压气室联接，辅助实现活塞杆的自由往复运动；高压蓄能器和中压蓄能器分别与液压马达连接，液压马达驱动发电机工作；

所述的齿轮传动机构包括大齿轮和行星轮，行星轮在大齿轮内转动，液压缸的活塞杆与行星轮的圆周边沿铰接，所述的摆锤挡水板与行星轮圆心铰接，所述的行星轮直径为大齿轮直径的一半；

所述的船用波浪能发电装置通过固定基座安装在船底的中部；当船航行时，船载控制系统自动打开密封舱门，将船用波浪能发电装置自动收回，并关闭密封舱门，停止波浪能采集与发电；当船停泊时，船载控制系统自动打开密封舱门，打开船用波浪能发电装置，开始波浪能采集与发电。