专利名称：垂荡柱塞缸式波浪能发电系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种海浪发电系统。
背景技术：
海洋波浪能源是一种无穷无尽的可再生能量资源，如何利用这样丰富的能量资源 为人类服务，是前人和现代人一直在研究的重要课题，利用波浪能发电就是其中一大课题。
海洋受复杂的自然因素变化影响，其波浪、海潮的大小和形式变化，给人们利用海 洋波浪能量来进行稳定发电产生较大的困难。 根据以往的研究经验，认为目前利用波浪能发电有以下几种比较有效的方法即 振荡水柱波能装置、聚波水库波能装置、摆式波能装置等。 振荡水柱波能装置的优点是转动机构不与海水接触，防腐性能好，安全可靠，维护 方便。其缺点是二级能量转换效率较低、对小波浪能适应性也不强，且造价高昂。
聚波水库装置的优点是一级转换没有活动部件，可靠性好，维护费用低，系统出力 稳定。不足之处是电站建造对地形有要求，不易推广。 摆式波能装置，摆体的运动很适合波浪大推力和低频的特性，摆式装置的转换效 率较高，但现有的装置机械的维护较为困难，容易损坏，且适合于海浪大小变化较大、又易 于设计制造的大规模的成熟的装置还未见有报道。 最近出现的海蛇发电技术，因为其设计理念是侧重于生存性而忽略了效率，它只 是利用了波浪面的夹角变化来提取能量，波面越陡，提取的能量越大，仔细观察海浪波形就 会发现，浪的波高很大时，波面不一定就陡，因为此时波长也长了 。另外在小波浪下，每一节 收到的海浪冲击情况类似，所以，形成不了弯矩，输出的功率几何为O，所以经济效益收到限 制。 总之，由于种种原因，迄今为止，还未出现一个实用的海浪发电系统。
发明内容
本发明的目的是提供一种垂荡柱塞缸式波浪能发电系统，它能够自动适应大部分
波形的波浪，其抗风浪能力强。 本发明的技术方案(见
图11): 该波浪能发电系统，为垂荡式，包括浮体、绳、液压传动系统、发电机、基座，液压传 动系统的输入端为柱塞缸，柱塞缸的活塞杆(13)，通过绳(8)，连接浮体(l)，柱塞缸体(14) 联接基座；柱塞缸的油液腔(9)的进出油口 (24)叉分成两路，一路经出油单向阀(31)、高 压管路(15)接通高压蓄能器(33)，另一路经回油单向阀(32)、回油管路(16)接通中压蓄 能器(34);柱塞缸的无杆腔(11)，经气管(23)接通低压气室(35)或大气；工作时中压蓄能 器(34)的液压大于低压气室(35)或大气压，柱塞缸的活塞依靠作用在其两侧的中压与低 压的压差下复位；绳也可是杆，浮体也可以是摆板。 具体运行过程是这样的浮体(1)上浮时带动绳(8)拉动活塞杆(13)，因柱塞缸体(14)与基座联接无法被拉动，因此活塞杆(13)与柱塞缸体(14)产生相对运动，挤压油 液，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(31)、高压管路 (15)进入高压蓄能器(33)，从而实现波浪能向液压能的转换；浮体(1)下落时，绳(8)松 弛，拉力减小，此时油液腔(9)的液压降低，当低于中压蓄能器(34)的液压时，回油单向阀
(32) 打开，油液腔(9)的压强就接近于中压蓄能器(34)的压强，而对于无杆腔(11)的压 强，它等于低压气室(35)的压强，所以活塞(12)两边，油液腔(9)的液压大于无杆腔(11) 压强，柱塞缸的活塞(12)就依靠作用在其两边的中压与低压的压差下复位。该液压系统不 需要油缸，液压油的循环路线是油液腔(9)、出油单向阀(31)、高压管路(15)、高压蓄能器
(33) 、液压马达(38)、中压蓄能器(34)、回油管路(16)、回油单向阀(32)、油液腔(9)，这里 主要应用的是中压蓄能器(34)的稳压作用。 值得补充的是，在大规模发电时由于本系统液压系统的输入端即柱塞缸很多，且 运行步调不一致，这时候出油、回油的脉冲得到了一定程度的平抑，这就降低了对蓄能器的 要求，再加上液压管路的弹性缓冲作用，自己本身也起到了稳压的效果，所以有时可省略掉 蓄能器，但最好不要这么做，因为这会增加系统损坏的风险。 波浪能量的采集就是这样一拉一收转换成液压能的，在液压传动系统执行端，液 压马达(38)将液压能转换成机械能，液压马达与发电机(39)轴联，发电机又将机械能转换 成电能，至此，已完成了整个波浪能向电能转换的全过程。 值得说明的是，绳的一部分可用杆代替，同时利用杆的刚性和绳的挠性，浮体也可 以是摆板。 基座固定在海床上，或是悬吊在水中的基板(46)，基板(46)比重大于水，依靠浮 体(1)的拉力悬吊在水中，基板(46)水平面积大，在绳拉动时借助水的巨大阻力，增强起稳 定性。用锚(47)将基板系泊。 柱塞缸在活塞杆(13)伸出一侧，接一伸縮管(17)，伸縮管的另一端，与活塞杆 (13)固结密合，从而形成了与海水密封隔离的缸外腔(IO)，该腔通过气管(23)与低压气室 (35)或大气相通。在柱塞缸的活塞杆(13)往复运动的时候，借助伸縮管的伸縮性，可以带 动伸縮管的一端往复运动，这样活塞杆能自由往复，同时受到伸縮管的保护不跟海水接触， 从而避免了腐蚀，海水进不了缸外腔(IO)，更不用说进入柱塞缸油液腔(9) 了。
多个这样的柱塞缸串联，上柱塞缸的缸体(14)下端固联下柱塞缸的活塞杆(13); 伸縮管的两端分别固结上柱塞缸的中下端和下柱塞缸的缸体上端，缸外腔(10)与无杆腔 (11)融合相通成一个腔，通过气管(23)与低压气室(35)相通。因为海浪波高近十米，如果 单独一个柱塞缸长度IO米，加工难度很大，所以采用多节柱塞缸串联方式，一方面降低了 加工难度和成本，另一方面提高了进出油口的总面积，从而减小了系统的迟滞性。
另外，柱塞缸在活塞杆(13)伸出一侧，也可以不用伸縮管(17)方式，而是固接一 套筒(21)，在伸出柱塞缸外的活塞杆(13)上固结一挡水活塞(20)，在活塞杆的带动下，带 密封圈(18)的挡水活塞(20)在套筒(21)内壁上可上下滑动，从而也形成了与海水密封隔 离的缸外腔(IO)，该腔通过气管(23)与低压气室(35)或大气相通。 与伸縮管多节串联类似，多个套筒式柱塞缸也可串联，上柱塞缸的缸体(14)下端 固联下柱塞缸的活塞杆(13);下柱塞缸的套筒上端的导向套(25)，带有密封圈(1S)，套在 上柱塞缸的缸体上，可滑动，从而下柱塞缸的缸外腔(10)与上柱塞缸的无杆腔(11)融合相通成一个腔，通过气管(22)与低压气室(35)相通。为避免气体在缸外腔(10)与无杆腔 (11)之间流通受阻，在上柱塞缸体(14)的末端可钻孔(19)。 在浮体拉动绳时，整串的柱塞缸就和火车一样，上边的柱塞缸体拉动下边的柱塞 缸，下边的又拉动次下边的，依次传递，从而拉力施加给整串的每个柱塞缸，对每个柱塞缸 进行做功。 套筒式比起伸縮管式，优点是寿命长，缺点是，海水会渗入缸外腔(10)，尽管很少 量，进入缸外腔(10)的海水，可通过气管(23)流入低压气室(35)，避免海水在缸外腔滞留。 平时工作的时候，油液腔(9)的压强均高于缸外腔(10)和无杆腔(ll)，尽管有活塞杆插口 处密封圈(26)、活塞的密封圈(27)，可能出现漏油，这些漏出的油也随气管(23)进入低压 气室(35)。 本系统的柱塞缸体(14)外表以及套筒(21)外表等与海水直接接触的易锈构件外 表，都做浸塑、刷漆等防锈处理，可以避免海水腐蚀。 为了应付灾害性海浪，系统配备有过载保护装置(42)，该装置包含一球(41)、转 轮(43)、涡簧(44)，壳外的球(41)固定在从柱塞缸上引下来的绳上，然后该绳通过过载保 护装置(42)壳体的孔后，缠绕在转轮(43)上，转轮(43)与涡簧(44)轴联，涡簧(44)处于 一定量的预紧状态，因为球比孔大，涡簧不能将绳全部回收，在绳的拉动行程超过柱塞缸的 整体极限时，转轮(43)才可被拉动，释放出绳，从而保护系统。装置固定在基板(46)或海 底。在海浪波高不高的时候，绳的拉动行程处于柱塞缸的工作范围之内，由于过载保护装置 (42)的涡簧(44)处于预紧状态，绳的拉力在转轮上产生的扭矩小于涡簧的扭矩，所以过载 保护装置不运转，一旦海浪超过了柱塞缸的工作范围，绳的拉力陡增，超过了涡簧的扭矩， 于是，过载保护装置释放绳，以缓冲，避免系统损坏。 本系统的浮体(1)为一长方体状，浮体下面固结有横板(2)，浮体在朝海浪一侧有 翘边(6)。横板(2)的作用是为了增强与海水的"附着力"，而翘边(6)的作用是，在浮体(1) 迟滞波浪表面隆起时，翘边可以阻挡部分海水盖到浮体(1)上，增强浮体(1)受到的向上托 力。 当大规模波浪发电时，多个浮体(1)在同一平面上相隔一定距离的阵列排列，然 后用弹性衔接面(3)将它们连接成一个易弯曲的面，浮体的边角做圆角处理，易弯面的四 角通过绳连接在一个框架(4)上。这种易弯面，可以减少波浪能的绕流，让波浪"无可选择" 的必须推动它。浮体的边角做圆角处理是为了防止撕裂弹性衔接面。 可以从浮体的不同位置上引出多根绳，系在一杆(5)上，这可以减小浮体的弯曲 应力集中。当多个浮体工作时，从相邻的运动状态相近的浮体上引下绳系在一杆(5)上，然 后在该杆(5)上系上通向柱塞缸的绳。这样就可以将多个浮体的浮力集中起来。
本发明具有以下优点 1、抗风浪能力非常强由于只有浮体(1)在海面上，系统的主要部分都在较为安 静的水下，不必担心海浪的冲击。该系统没有刚性的主梁，不跟海浪硬碰硬，绳(8)是一种 挠性构件，随便海浪上下左右怎么摇摆，另外柱塞缸本身可伸縮，加上系统配备有过载保护 装置(42)，绳(8)收放距离可以很长，这就大大延长了波浪冲击过程中缓冲距离，减小了瞬 时冲击力，其抗风浪能力由此得以增强。 2、耐腐蚀、防渗漏本系统的柱塞缸体外表以及套筒外表都做浸塑、刷漆等防锈处理，可以避免腐蚀。对于内部，因为有伸縮管(17)或套筒(21)的保护，柱塞缸的活塞杆(13) 与海水是隔离的，海水无法接触到活塞杆(13)，且油液腔(9)的压强始终大于缸外腔(10)， 加上有活塞杆(13)插口处的密封圈(26)、活塞的密封圈(27)的密封作用，海水不可能从 活塞杆(13)的插入孔渗入油液腔(9)，同样，因为油液腔(9)与海水之间多了一个缸外腔 (IO)，液压系统的液压油的渗漏，只能先渗入到缸外腔(IO)，然后经气管(23)流入低压气 室(35)，从而避免了对海洋的污染。 3、适应波形能力强、波浪能吸收、转换效率高因为任何波形的海浪都是以上下 起伏表现的，所以浮体不管在那种波形下，都会上下起伏而工作。如果采用横板(2)、翘边 (6)、易弯面等形式，则波浪能吸收效率更高。另外由于适应各种波浪，其有效作业时间也增 长，从而整体效率也高。 4、成本低廉该系统，没有造价高昂的大型水泥混凝土设施，不需耗费大量的钢 材，本系统大批使用的构件就是柱塞缸了，而柱塞缸是非常简单的，且耗费很少的钢材，加 工成本也很低廉。 5、可以离岸作业基板(46)悬于水中，这样就摆脱了对陆地的依赖。拖船可以拖 着一整列该系统到处走，由此可以移动作业。 图1 :伸縮管密封式柱塞缸多节串联系统示意图 38-液压马达 图2 :套筒密封式柱塞缸多节串联系统示意图 39-发电机 图3 :伸縮管密封式单缸剖面及外观图 41-球 图4 :套筒密封式单缸剖面及外观图 42-过程保护装置壳 图10 :易弯面整体示意图 1-浮体 2-横板 3-弹性衔接面 4-框架 5-杆 6-翘边 8_绳 9-油液腔 10-缸外腔 11-无杆腔 12-活塞 13-活塞杆 14-柱塞缸体
图5 图6 图7 图8 图9
:套筒密封式多节串联剖面示意图
:伸縮管密封式多节串联剖面示意图
:过载保护装置剖面及外观图
:单浮体形状外观图
:双浮体+弹性衔接面示意图
43- 转轮
44- 涡簧
45- 孔
46- 基板 47-锚
15-高压管路16-回油管路17-伸縮管18-密封圈19-孔20-挡水活塞21-套筒23-气管24-进出油口25-导向套26-活塞杆插口处的密封圈27-活塞的密封圈31-出油单向阀32-回油单向阀33-高压蓄能器34-中压蓄能器35-低压气室
具体实施例方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式
作进一步的详细说明。 该波浪能发电系统，为垂荡式，包括浮体、绳、液压传动系统、发电机、基座，液压传 动系统的输入端为柱塞缸，柱塞缸的活塞杆(13)，通过绳(8)，连接浮体(l)，柱塞缸体(14) 联接基座；柱塞缸的油液腔(9)的进出油口 (24)叉分成两路，一路经出油单向阀(31)、高 压管路(15)接通高压蓄能器(33)，另一路经回油单向阀(32)、回油管路(16)接通中压蓄 能器(34);柱塞缸的无杆腔(11)，经气管(23)接通低压气室(35)或大气；工作时中压蓄能 器(34)的液压大于低压气室(35)或大气压，柱塞缸的活塞依靠作用在其两侧的中压与低 压的压差下复位；绳也可是杆，浮体也可以是摆板。 具体运行过程是这样的浮体(1)上浮时带动绳(8)拉动活塞杆(13)，因柱塞缸 体(14)与基座联接无法被拉动，因此活塞杆(13)与柱塞缸体(14)产生相对运动，挤压油 液，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(31)、高压管路 (15)进入高压蓄能器(33)，从而实现波浪能向液压能的转换；浮体(1)下落时，绳(8)松 弛，拉力减小，此时油液腔(9)的液压降低，当低于中压蓄能器(34)的液压时，回油单向阀
(32) 打开，油液腔(9)的压强就接近于中压蓄能器(34)的压强，而对于无杆腔(11)的压 强，它等于低压气室(35)的压强，所以活塞(12)两边，油液腔(9)的液压大于无杆腔(11) 压强，柱塞缸的活塞(12)就依靠作用在其两边的中压与低压的压差下复位。该液压系统不 需要油缸，液压油的循环路线是油液腔(9)、出油单向阀(31)、高压管路(15)、高压蓄能器
(33) 、液压马达(38)、中压蓄能器(34)、回油管路(16)、回油单向阀(32)、油液腔(9)，这里 主要应用的是中压蓄能器(34)的稳压作用。 值得补充的是，在大规模发电时由于本系统液压系统的输入端即柱塞缸很多，且运行步调不一致，这时候出油、回油的脉冲得到了一定程度的平抑，这就降低了对蓄能器的 要求，再加上液压管路的弹性缓冲作用，自己本身也起到了稳压的效果，所以有时可省略掉 蓄能器，但最好不要这么做，因为这会增加系统损坏的风险。 波浪能量的采集就是这样一拉一收转换成液压能的，在液压传动系统执行端，液 压马达(38)将液压能转换成机械能，液压马达与发电机(39)轴联，发电机又将机械能转换 成电能，至此，已完成了整个波浪能向电能转换的全过程。 值得说明的是，绳的一部分可用杆代替，同时利用杆的刚性和绳的挠性，浮体也可 以是摆板。 基座固定在海床上，或是悬吊在水中的基板(46)，基板(46)比重大于水，依靠浮 体(1)的拉力悬吊在水中，基板(46)水平面积大，在绳拉动时借助水的巨大阻力，增强起稳 定性。用锚(47)将基板系泊。 柱塞缸在活塞杆(13)伸出一侧，接一伸縮管(17)，伸縮管的另一端，与活塞杆 (13)固结密合，从而形成了与海水密封隔离的缸外腔(IO)，该腔通过气管(23)与低压气室 (35)或大气相通。在柱塞缸的活塞杆(13)往复运动的时候，借助伸縮管的伸縮性，可以带 动伸縮管的一端往复运动，这样活塞杆能自由往复，同时受到伸縮管的保护不跟海水接触， 从而避免了腐蚀，海水进不了缸外腔(IO)，更不用说进入柱塞缸油液腔(9) 了。
多个这样的柱塞缸串联，上柱塞缸的缸体(14)下端固联下柱塞缸的活塞杆(13); 伸縮管的两端分别固结上柱塞缸的中下端和下柱塞缸的缸体上端，缸外腔(10)与无杆腔 (11)融合相通成一个腔，通过气管(23)与低压气室(35)相通。因为海浪波高近十米，如果
单独一个柱塞缸长度io米，加工难度很大，所以采用多节柱塞缸串联方式，一方面降低了
加工难度和成本，另一方面提高了进出油口的总面积，从而减小了系统的迟滞性。
另外，柱塞缸在活塞杆(13)伸出一侧，也可以不用伸縮管(17)方式，而是固接一 套筒(21)，在伸出柱塞缸外的活塞杆(13)上固结一挡水活塞(20)，在活塞杆的带动下，带 密封圈(18)的挡水活塞(20)在套筒(21)内壁上可上下滑动，从而也形成了与海水密封隔 离的缸外腔(IO)，该腔通过气管(23)与低压气室(35)或大气相通。 与伸縮管多节串联类似，多个套筒式柱塞缸也可串联，上柱塞缸的缸体(14)下端 固联下柱塞缸的活塞杆(13);下柱塞缸的套筒上端的导向套(25)，带有密封圈(1S)，套在 上柱塞缸的缸体上，可滑动，从而下柱塞缸的缸外腔(10)与上柱塞缸的无杆腔(11)融合相 通成一个腔，通过气管(22)与低压气室(35)相通。为避免气体在缸外腔(10)与无杆腔 (11)之间流通受阻，在上柱塞缸体(14)的末端可钻孔(19)。 在浮体拉动绳时，整串的柱塞缸就和火车一样，上边的柱塞缸体拉动下边的柱塞 缸，下边的又拉动次下边的，依次传递，从而拉力施加给整串的每个柱塞缸，对每个柱塞缸 进行做功。 套筒式比起伸縮管式，优点是寿命长，缺点是，海水会渗入缸外腔(10)，尽管很少 量，进入缸外腔(10)的海水，可通过气管(23)流入低压气室(35)，避免海水在缸外腔滞留。 平时工作的时候，油液腔(9)的压强均高于缸外腔(10)和无杆腔(ll)，尽管有活塞杆插口 处密封圈(26)、活塞的密封圈(27)，可能出现漏油，这些漏出的油也随气管(23)进入低压 气室(35)。 本系统的柱塞缸体(14)外表以及套筒(21)外表等与海水直接接触的易锈构件外
8表，都做浸塑、刷漆等防锈处理，可以避免海水腐蚀。 为了应付灾害性海浪，系统配备有过载保护装置(42)，该装置包含一球(41)、转 轮(43)、涡簧(44)，壳外的球(41)固定在从柱塞缸上引下来的绳上，然后该绳通过过载保 护装置(42)壳体的孔后，缠绕在转轮(43)上，转轮(43)与涡簧(44)轴联，涡簧(44)处于 一定量的预紧状态，因为球比孔大，涡簧不能将绳全部回收，在绳的拉动行程超过柱塞缸的 整体极限时，转轮(43)才可被拉动，释放出绳，从而保护系统。装置固定在基板(46)或海 底。在海浪波高不高的时候，绳的拉动行程处于柱塞缸的工作范围之内，由于过载保护装置 (42)的涡簧(44)处于预紧状态，绳的拉力在转轮上产生的扭矩小于涡簧的扭矩，所以过载 保护装置不运转，一旦海浪超过了柱塞缸的工作范围，绳的拉力陡增，超过了涡簧的扭矩， 于是，过载保护装置释放绳，以缓冲，避免系统损坏。 本系统的浮体(1)为一长方体状，浮体下面固结有横板(2)，浮体在朝海浪一侧有 翘边(6)。横板(2)的作用是为了增强与海水的"附着力"，而翘边(6)的作用是，在浮体(1) 迟滞波浪表面隆起时，翘边可以阻挡部分海水盖到浮体(1)上，增强浮体(1)受到的向上托 力。 当大规模波浪发电时，多个浮体(1)在同一平面上相隔一定距离的阵列排列，然 后用弹性衔接面(3)将它们连接成一个易弯曲的面，浮体的边角做圆角处理，易弯面的四 角通过绳连接在一个框架(4)上。这种易弯面，可以减少波浪能的绕流，让波浪"无可选择" 的必须推动它。浮体的边角做圆角处理是为了防止撕裂弹性衔接面。 可以从浮体的不同位置上引出多根绳，系在一杆(5)上，这可以减小浮体的弯曲 应力集中。当多个浮体工作时，从相邻的运动状态相近的浮体上引下绳系在一杆(5)上，然 后在该杆(5)上系上通向柱塞缸的绳。这样就可以将多个浮体的浮力集中起来。
本系统制造比较容易，门槛低，投入规模可大可小。 浮体(l)，可以用铁盒来做，外面刷漆或浸塑，也可以用挤塑泡沫来做，但要加筋增 强抗拉强度。浮体长2米 6米，宽0. 5米 1米，高0. 2米 0. 5米；弹性衔接面(3)可 以用橡胶来做。 绳(8)就采用尼龙绳或者是包塑钢丝绳。 用来系多根绳的杆(5)，可以用中间粗，两头细的形状(图10)。同样，杆也要做防 腐处理，浸塑或刷漆。 柱塞缸就由机械加工厂来做了，对于柱塞缸的尺寸参数，要看绳的设计工作拉力， 如果是5000N的话，柱塞缸体(14)的外径为28mm，内径20mm，活塞杆(13)的直径为10mm 就可以，材料就选择普通碳钢，柱塞缸体外表要浸塑或刷漆。 如果是套筒密封式，则套筒(21)的内径要大柱塞缸体(14)的外径5 10mm，以 防止套筒(21)的内壁与柱塞缸体(14)的外壁摩擦，套筒的壁厚不必太厚，只要能够承受工 作水深的压强即可，在套筒(21)的头部的导向套(25)内，要放密封圈(18)，以防止海水进 入。套筒外表要刷漆或浸塑。 如果是伸縮管(17)式，伸縮管的伸縮比要满足要求，应该在2 : 1以上，伸縮管 的寿命要满足要求，且要耐压，考虑到工作水深在二三十米，所以伸縮管的耐压要在0. 5Mpa 左右。伸縮管与缸体的密合，既要密封，又要有一定强度，防止松脱。 多节串联的，上柱塞缸体(14)要与下柱塞缸的活塞杆(13)固联，考虑到要承受很大的拉力，可用螺纹联接，为了防止螺纹松脱，可在柱塞缸体和活塞杆上钻孔，插入销。柱 塞缸的长度在1米左右就可以，至于定多少节串联，视作业海域波浪情况而定，对于北欧海 域，因为巨浪很多，设10节，对于我国沿海，因为波浪相对比较小，大浪、巨浪不频繁，所以， 5节就够了。 连接低压气室(35)和缸外腔(10)或无杆腔(11)的气管(23)，可以用硬质胶管来 做，但考虑到管要随柱塞缸上下垂荡，所以硬质胶管还要有一定的弹性。低压气室(35)可 以是一个封闭的大容积的气室，也可以就是大气。 过载保护装置(42)，该装置包含一球(41)、转轮(43)、涡簧(44)，球(41)固定在 从柱塞缸上引下来的绳上，该绳通过过载保护装置(42)壳体的孔后，缠绕在转轮(43)上， 转轮(43)与涡簧(44)轴联，涡簧(44)处于一定量的预紧状态，只有在绳的拉动行程超过 柱塞缸的整体极限时，转轮(43)才可拉动，装置固定在基板(46)或海底。
基板(46)就采用钢筋混凝土板做即可，要面积大。 对于系统的其他构件，例如蓄能器、单向阀、液压管路、液压马达、发电机等，都可 以在市场上买到。 所有一切都可以在工厂里制作组装，完成后，由轮船，将系统放入海中，而后，可以 用拖船拖动，改变位置，用锚(47)将系统系泊。 液压系统的管路、蓄能器等、发电机都在水下，这给维护增加了困难，所以蓄能器、 液压马达，发电机等大型器件都集中在一个水下中央工作气室内，该气室与大气相通，并且 该气室就可以担当低压气室(35)这个角色，气室的气压等于大气压，所以需要维护的时候 维护人员可以潜水进去。也可以在风平浪静的时候，将水下中央工作气室浮出水面来维护， 不过比较麻烦。至于输入端的众多小柱塞缸，可以直接单独拆除拖出水面在轮船上维护，完 后再放入海中，水下对接管路便可。
权利要求
一种波浪能发电系统，包括浮体、绳、液压传动系统、发电机、基座，其特征在于液压传动系统的输入端为柱塞缸，柱塞缸的活塞杆(13)，通过绳(8)，连接浮体(1)，柱塞缸体(14)联接基座；柱塞缸的油液腔(9)的进出油口(24)叉分成两路，一路经出油单向阀(31)、高压管路(15)接通高压蓄能器(33)，另一路经回油单向阀(32)、回油管路(16)接通中压蓄能器(34)；柱塞缸的无杆腔(11)，经气管(23)接通低压气室(35)或大气；工作时中压蓄能器(34)的液压大于低压气室(35)或大气压，柱塞缸的活塞(12)依靠作用在其两侧的中压与低压的压差下复位；绳也可是杆，浮体也可以是摆板。
2. 根据权利要求1所述的一种波浪能发电系统，其特征在于基座固定在海床上，或 是悬吊在水中的基板(46)，基板(46)比重大于水，依靠浮体(1)的拉力悬吊在水中，基板 (46)水平面积大，用锚(47)将基板系泊。
3. 根据权利要求1所述的一种波浪能发电系统，其特征在于柱塞缸在活塞杆(13)伸 出一端，固接一伸縮管(17)，伸縮管的另一端，与活塞杆(13)固结密合，形成了与海水密封 隔离的缸外腔(IO)，该腔通过气管(23)与低压气室(35)或大气相通。
4. 根据权利要求3所述的一种波浪能发电系统，其特征在于多个柱塞缸串联，上柱塞 缸的缸体(14)下端固联下柱塞缸的活塞杆(13);伸縮管的两端分别固结上柱塞缸的中下 端和下柱塞缸的缸体上端，缸外腔(10)与无杆腔(11)融合相通成一个腔，通过气管(23) 与低压气室(35)相通。
5. 根据权利要求1所述的一种波浪能发电系统，其特征在于柱塞缸在活塞杆(13)伸 出一侧，固接一套筒(21)，伸出柱塞缸外的活塞杆(13)上固结一挡水活塞(20)，带密封圈 (18)的挡水活塞(20)在套筒(21)内壁上可上下滑动，从而形成了与海水密封隔离的缸外 腔(IO)，该腔通过气管(23)与低压气室(35)或大气相通。
6. 根据权利要求5所述的一种波浪能发电系统，其特征在于多个柱塞缸串联，上柱 塞缸的缸体(14)下端固联下柱塞缸的活塞杆(13);下柱塞缸的套筒上端的导向套(25)带 密封圈(18)，套在上柱塞缸体(14)上，从而下柱塞缸的缸外腔(10)与上柱塞缸的无杆腔 (11)融合相通成一个腔，通过气管(23)与低压气室(35)相通。
7. 根据权利要求1所述的一种波浪能发电系统，其特征在于系统配备有过载保护装 置(42)，该装置包含一球(41)、转轮(43)、涡簧(44)，壳外的球(41)固定在从柱塞缸上引 下来的绳上，该绳通过过载保护装置(42)壳体的孔(45)后，缠绕在转轮(43)上，转轮(43) 与涡簧(44)轴联；球比孔大，涡簧(44)处于一定的预紧状态，只有在绳的拉动行程超过柱 塞缸的整体极限时，转轮(43)才可拉动，装置固定在基板(46)或海底。
8. 根据权利要求1所述的一种波浪能发电系统，其特征在于浮体(1)为一长方体形 状，浮体下面固结有横板(2)，浮体在朝海浪一侧有翘边(6)。
9. 根据权利要求1所述的一种波浪能发电系统，其特征在于多个浮体在同一平面上 相隔一定距离的阵列排列，然后用弹性衔接面(3)将它们连接成一个易弯曲的面，浮体的 边角做圆角处理，易弯曲的面的四角通过绳连接在一个框架(4)上。
10. 根据权利要求l所述的一种波浪能发电系统，其特征在于从浮体的不同位置上引 出多根绳，系在一杆(5)上；当多个浮体工作时，从相邻的浮体引下绳系在一杆(5)上，然后 在该杆(5)上系上通向柱塞缸的绳。
全文摘要
本发明涉及一种波浪能发电系统。本发明是利用浮体来接受波浪的推动，通过一端系在其上而另一端系在柱塞缸上的绳，拉动柱塞泵活塞将获得的无规律的波浪推力转换成液压能，通过液压系统输出动力给发电机发电。波浪回落阶段，依靠作用在活塞两侧的压差，将活塞复位、绳收回，通过多缸串联，减少加工成本，提高响应速度。该系统能适应各种波形的海浪，抗风浪能力强，本系统采用伸缩管式、套筒式两种防水抗腐方法。
文档编号F03B13/16GK101737238SQ20081017624
公开日2010年6月16日 申请日期2008年11月13日 优先权日2008年11月13日
发明者曲言明 申请人:曲言明