CN206845381U - 一种风波流多能互补独立稳态发电装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种风波流多能互补独立稳态发电装置，包括桩腿和设于桩腿上的发电平台；桩腿上设有水轮机，水轮机轮毂与轴的一端相连，轴的另一端与能量转换器输入端相连；浮子与连杆一端铰接连接，连杆另一端铰接在发电平台的侧壁上，多腔液压缸的活塞杆端铰接在连杆上，缸筒端铰接在发电平台的侧壁上；发电平台上设有塔架，塔架上设有风轮机，风轮机的伸出轴下端通过轮毂与能量转换器输入端相连；多腔液压缸和能量转换器的输出端与液压马达输入端相连，液压马达输出端与发电机输入端连接；本实用新型将风波流多种不同能量进行互补独立发电，能够适应海洋能分散性及不稳定性的特点，保证发出的电能持续稳定供应。
Description
技术领域
本实用新型涉及海洋能发电技术领域，具体地指一种风波流多能互补独立稳态发电装置。
背景技术
随着全球可再生能源开发利用规模不断扩大，发展可再生能源已成为许多国家推进能源转型的核心内容和应对气候变化的重要途径。海洋能是其重要组成部分，包括近海风能、波浪能、潮流能等可再生能源。目前，近海风力发电技术比较成熟，已进入商业化运营阶段，而波浪能和潮流能处于试验阶段，但波浪能和潮流能蕴含巨大的能量，其开发的潜在能力巨大。对于这些能源发电装置的设计和控制，工作者都是以单一的近海可再生能源发电为研究对象，不仅能源利用率低，而且由于海洋能具有分散性及不稳定性的特点，传统的单一能源利用装置大都存在投资大、规模小、获益能力低以及输出功率不稳定等缺陷，制约了海洋能利用产业的快速发展。
发明内容
本实用新型的目的在于克服上述不足，提供一种风波流多能互补独立稳态发电装置，将风波流多种不同能量进行互补独立发电，能够适应海洋能分散性及不稳定性的特点，保证发出的电能持续稳定供应。
本实用新型为解决上述技术问题，所采用的技术方案是：一种风波流多能互补独立稳态发电装置，包括桩腿和设于桩腿上的发电平台；
所述桩腿上设有水轮机，所述水轮机轮毂与轴的一端相连，轴的另一端与能量转换器输入端相连；
浮子与连杆一端铰接连接，连杆另一端铰接在发电平台的侧壁上，多腔液压缸的活塞杆端铰接在连杆上，缸筒端铰接在发电平台的侧壁上；
所述发电平台上设有塔架，所述塔架上设有风轮机，所述风轮机的伸出轴下端通过轮毂与能量转换器输入端相连；
所述能量转换器将水轮机和风轮机的机械能转换为液压能，所述多腔液压缸和能量转换器的输出端与液压马达输入端相连，所述液压马达输出端与发电机输入端连接。
优选地，所述能量转换器包括沟槽盘形凸轮，所述沟槽盘形凸轮的凹槽内置有滚子，所述滚子与液压伸缩缸的伸缩杆端铰接连接，所述液压伸缩缸的缸体端固定在固定架上。
优选地，所述能量转换器的吸油口接油箱，高压出口连通油管，所述油管通过过单向阀与发电平台上的汇管相连通，所述汇管与蓄能器组相连通，所述蓄能器组用于储存液压能。
优选地，所述蓄能器组的汇管油路通过减压阀与液压马达输入端相连接，所述液压马达输出轴端通过离合器与增速器连接，所述增速器通过联轴器与发电机相连。
优选地，所述水轮机安装于导流管道内，所述导流管道上下两端焊接在桩腿上。
优选地，所述桩腿为空心筒体结构，其数量为三个，安装于桩腿上的发电平台为三角形。
相对于现有技术，本实用新型的有益效果为：
（1）本实用新型的风力获能装置安放在三角形发电平台的三个顶点处，布局合理。
（2）本实用新型的风力获能装置中的风轮由三个曲面均匀分布与主轴连接，并通过几根拉杆进行加固铰接，由于其迎风面积不大，在大风作用仍能实现稳定的力矩输出。
（3）本实用新型的多腔液压缸采用控制系统进行低、中、高平稳升压，实现波浪能最大化利用；当波浪较大时，高压油回流至液压缸腔内使浮子抬起，避免巨浪对设备的冲击造成损害。
（4）本实用新型的能量转换器实现机械能转换为液压能，其结构紧凑且效率较高。
（5）本实用新型的三角形发电平台采用筒式桩腿，能将液压管道内置于桩腿之中，避免海水的侵蚀。
（6）本实用新型的发电平台为液压能集成平台，将风能、波浪能、潮流能转换的液压能汇集在平台上的蓄能器组中，发电时采用液压马达驱动发电机实现发电，由于液压系统的缓冲作用，实现系统能量平稳输出，使得发电机输出稳定，提高了发电质量。
（7）本实用新型将风波流多种单一能源利用装置进行整合，实现能量供应持续稳定。
附图说明
图1 为一种风波流多能互补独立稳态发电装置的结构示意图；
图2为图1中发电部分装置的放大结构示意图；
图3为图1中能量转换器的结构示意图；
图中，桩腿1、发电平台2、水轮机3、轴4、导流管道5、浮子6、连杆7、多腔液压缸8、塔架9、能量转换器10、沟槽盘形凸轮10.1、滚子10.2、液压伸缩缸10.3、固定架10.4、风轮机11、发电机12、联轴器13、增速器14、离合器15、液压马达16、减压阀17、油管18、单向阀19、油箱20、蓄能器组21。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细描述。
如图1至3所示，一种风波流多能互补独立稳态发电装置，包括桩腿1和设于桩腿1上的发电平台2；
所述桩腿1上设有水轮机3，所述水轮机3轮毂与轴4的一端相连，轴4的另一端与能量转换器10输入端相连；
浮子6与连杆7一端铰接连接，连杆7另一端铰接在发电平台2的侧壁上，多腔液压缸8的活塞杆端铰接在连杆7上，缸筒端铰接在发电平台2的侧壁上；
所述发电平台2上设有塔架9，所述塔架9上设有风轮机11，所述风轮机11的伸出轴下端通过轮毂与能量转换器10输入端相连；
所述能量转换器10将水轮机3和风轮机11的机械能转换为液压能，所述多腔液压缸8和能量转换器10的输出端与液压马达16输入端相连，所述液压马达16输出端与发电机12输入端连接。
优选地，所述能量转换器10包括沟槽盘形凸轮10.1，所述沟槽盘形凸轮10.1的凹槽内置有滚子10.2，所述滚子10.2与液压伸缩缸10.3的伸缩杆端铰接连接，所述液压伸缩缸10.3的缸体端固定在固定架10.4上。
优选地，所述能量转换器10的吸油口接油箱20，高压出口连通油管18，所述油管18通过过单向阀19与发电平台2上的汇管相连通，所述汇管与蓄能器组21相连通，所述蓄能器组21用于储存液压能。
优选地，所述蓄能器组21的汇管油路通过减压阀17与液压马达16输入端相连接，所述液压马达16输出轴端通过离合器15与增速器14连接，所述增速器14通过联轴器13与发电机12相连。
优选地，所述水轮机3安装于导流管道5内，所述导流管道5上下两端焊接在桩腿1上。
优选地，所述桩腿1为空心筒体结构，其数量为三个，安装于桩腿1上的发电平台2为三角形。
本实施例工作原理如下：
将海岛能源分成空气对流层、海面波浪层、海下潮流层三能源区域。风波流发电平台上方旋转的风轮机11获取空气对流层的风能，平台侧面的浮子6结构随波振动搜集波浪能，平台支腿1安装水轮机3捕获潮流层潮流能，通过三种获能装置将海洋动能转换为机械能，实现能量的一级转换；旋转的风轮机11和水轮机3带动能量转换器10工作，浮子6振动通过连杆7机构使多腔液压缸8的活塞杆做往复运动，将机械能转换为液压能，实现中间转换环节；各支路液压能汇聚到蓄能器组21，蓄能器组21的油管18连接减压阀17，与液压马达16相连，驱动液压马达16旋转，从而带动发电机12发电，将液压能转换为电能，实现能量的三级转换。发电机12发的交流电经过整流器变为直流电、再经过转换器、逆变器进行升压，逆变成为工业用电或居民用电。
如图3所示，能量转换器10通过沟槽盘形凸轮10.1旋转带动其凹槽内置的滚子10.2滚动，从而使得液压伸缩缸10.3的伸缩杆作为活塞杆往复运动，液压伸缩缸10.3的缸体部分固定在固定架10.4上，整个机构为偏置直动滚子推杆沟槽盘形凸轮，实现机械能转换为液压能。
上述的实施例仅为本实用新型的优选技术方案，而不应视为对于本实用新型的限制，本申请中的实施例及实施例中的特征在不冲突的情况下，可以相互任意组合。本实用新型的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本实用新型的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种风波流多能互补独立稳态发电装置，包括桩腿（1）和设于桩腿（1）上的发电平台（2），其特征在于：
所述桩腿（1）上设有水轮机（3），所述水轮机（3）轮毂与轴（4）的一端相连，轴（4）的另一端与能量转换器（10）输入端相连；
浮子（6）与连杆（7）一端铰接连接，连杆（7）另一端铰接在发电平台（2）的侧壁上，多腔液压缸（8）的活塞杆端铰接在连杆（7）上，缸筒端铰接在发电平台（2）的侧壁上；
所述发电平台（2）上设有塔架（9），所述塔架（9）上设有风轮机（11），所述风轮机（11）的伸出轴下端通过轮毂与能量转换器（10）输入端相连；
所述能量转换器（10）将水轮机（3）和风轮机（11）的机械能转换为液压能，所述多腔液压缸（8）和能量转换器（10）的输出端与液压马达（16）输入端相连，所述液压马达（16）输出端与发电机（12）输入端连接。
2.根据权利要求1所述的一种风波流多能互补独立稳态发电装置，其特征在于：所述能量转换器（10）包括沟槽盘形凸轮（10.1），所述沟槽盘形凸轮（10.1）的凹槽内置有滚子（10.2），所述滚子（10.2）与液压伸缩缸（10.3）的伸缩杆端铰接连接，所述液压伸缩缸（10.3）的缸体端固定在固定架（10.4）上。
3.根据权利要求1所述的一种风波流多能互补独立稳态发电装置，其特征在于：所述能量转换器（10）的吸油口接油箱（20），高压出口连通油管（18），所述油管（18）通过过单向阀（19）与发电平台（2）上的汇管相连通，所述汇管与蓄能器组（21）相连通，所述蓄能器组（21）用于储存液压能。
4.根据权利要求3所述的一种风波流多能互补独立稳态发电装置，其特征在于：所述蓄能器组（21）的汇管油路通过减压阀（17）与液压马达（16）输入端相连接，所述液压马达（16）输出轴端通过离合器（15）与增速器（14）连接，所述增速器（14）通过联轴器（13）与发电机（12）相连。
5.根据权利要求1所述的一种风波流多能互补独立稳态发电装置，其特征在于：所述水轮机（3）安装于导流管道（5）内，所述导流管道（5）上下两端焊接在桩腿（1）上。
6.根据权利要求1所述的一种风波流多能互补独立稳态发电装置，其特征在于：所述桩腿（1）为空心筒体结构，其数量为三个，安装于桩腿（1）上的发电平台（2）为三角形。
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