一种利用海洋波浪能的液压电磁混合能量转换装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种利用海洋波浪能的液压电磁混合能量转换装置，属于能源动力工程机械装置领域，包括浮船、导浪屏、液压缸和直线电机，导浪屏通过连杆与液压缸形成一个波浪能收集装置，液压缸通过管道、单向阀与液压能分配机构相连接，液压能分配机构分别与直线电机和液压储能罐连接，导浪屏在海洋波浪的冲击下，在液压缸中形成高压液体，通过液压能分配机构将液压缸中的液压能分配到液压气缸和液压储能罐中，液压气缸中的液压能通过直线电机转换为电能，液压储能罐中的液压能通过液压发动机驱动浮船行驶。本发明在工作过程中，实现海洋波浪能转换为电能和液压能，整体结构简单，整个装置易于生产，加工成本低，可以广泛使用。
【专利说明】一种利用海洋波浪能的液压电磁混合能量转换装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及能源动力工程机械装置【技术领域】，特别是涉及一种利用海洋波浪能的液压电磁混合能量转换装置。
【背景技术】
[0002]随着社会经济的高速发展和人民生活水平的提高，现代社会对能源的需求持续增长，传统以碳为核心的能源面临诸多挑战。为了能够充分利用自然界的海洋能源，近年来国内外诸多研究人员提出了多种结构形式的波浪能能量转换装置。其中，海洋能发电装置已经被发明了，并且一些研究机构已经对其展开了研究，但目前提出的海洋能发电装置通常未施加主动控制，由于受到海洋波浪不均匀不规则的作用力，海洋能并不是稳定的传递到发电负载，导致了发电机工作效率较低，能量转换效率也不太高，因此不能够满足稳定的能量传递的要求，无形中降低了海洋能的使用范围。另外，由于实际工作时，发电负载需要根据不同的工作状况，对外输出不同的电能，因此如果不能对海洋能进行合理分配，则难以保证发电机根据外界不同工况进行工作。
【发明内容】
[0003]为克服现有技术中存在的问题，本发明提供一种结构简单、高效循环、可靠性较高的利用海洋波浪能的液压电磁混合能量转换装置。
[0004]为实现上述目的，本发明采用的技术方案是:一种利用海洋波浪能的液压电磁混合能量转换装置，包括浮船(I)、导浪屏(2)、液压缸(3)和直线电机，所述直线电机内设有直线电机动子(15)和与其匹配的直线电机定子(16)，还包括液压气缸(12)，所述液压气缸
(12)两端均通过第一输出管(22)连接有液压能分配机构(11)，所述两个液压能分配机构
(11)外部均通过第二输出管(21)与液压储能罐(13)连接，所述导浪屏(2)通过连杆(4)与液压缸(3)内部的活塞(5)相连,液压缸(3)被活塞(5)分成液压左气缸(6)和液压右气缸
(7)，液压缸左侧和右侧的上下两端均分别设有单向阀(8)和(9)，液压缸下端的两个单向阀(8 )均与海水相连通，所述液压缸上端的两个单向阀(9 )均通过管道(10 )与两个液压能分配机构(11)相连，所述液压气缸(12)内部设有液压活塞(14)，液压活塞(14)与直线电机动子(15)固定连接，所述液压储能罐(13)的两侧端面上分别设有第一阀门(17)和第二阀门(18)，第一阀门(17)通过管道与安装在浮船上的液压发动机(19)相连，第二阀门(18)通过管道与其他形式的能量转换装置(20)相连。
[0005]所述导浪屏为圆形或矩形的不锈钢盘，导浪屏的中心、活塞中心与连杆中心在同一水平线上。
[0006]所述液压能分配机构包括有分配气缸和分配活塞，分配活塞设置在分配气缸内部，分配气缸的左右两侧分别通过第一输出管和第二输出管与液压气缸(12)和液压储能罐
(13)联通，分配活塞上设有左右两个活塞液体流道，所述分配活塞通过连杆与电磁控制器连接，在所述分配气缸里面部分的连杆上设有可伸缩的弹簧。[0007]所述液压能的传递介质为海水。
[0008]本发明的有益积极效果是:本发明充分利用海洋环境中的资源，不需要其他能量源，实现了海洋能的自收集功能，并且克服了一般海洋能发电装置难以根据不同负载工况调节分配能源转换程度的问题。整个装置输出结构简单，具有良好的环保性能。主要关键部件技术成熟，可靠性高，制造加工方便，造价低，便于实现。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明中液压能分配机构的结构示意图。
[0010]图中:1、浮船，2、导浪屏，3、液压缸，4、连杆，5、活塞，6、液压左气缸，7、液压右气缸，8、单向阀，9、单向阀，10、管道，11、液压能分配机构，12、液压气缸，13、液压储能罐，14、液压活塞，15、直线电机动子，16、直线电机定子，17、第一阀门，18、第二阀门，19、液压发动机，20、能量转换装置，21、第二输出管，22、第一输出管，111、分配气缸，112、活塞液体流道，113、分配活塞，114、弹簧，115、连杆，116、电磁控制器。
【具体实施方式】
[0011]下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的说明。
[0012]参见图1、图2，本发明一种利用海洋波浪能的液压电磁混合能量转换装置，包括浮船1、导浪屏2、液压缸3和直线电机，所述直线电机内设有直线电机动子15和与其匹配的直线电机定子16，还包括液压气缸12，所述液压气缸12两端均通过第一输出管22连接有液压能分配机构11，所述两个液压能分配机构11外部均通过第二输出管21与液压储能罐13连接，所述导浪屏2通过连杆4与液压缸3内部的活塞5相连，液压缸3被活塞5分成液压左气缸6和液压右气缸7，液压缸左侧和右侧的上下两端均分别设有单向阀8和9，液压缸下端的两个单向阀8均与海水相连通，所述液压缸上端的两个单向阀9均通过管道10与两个液压能分配机构11相连，所述液压气缸12内部设有液压活塞14，液压活塞14与直线电机动子15固定连接，所述液压储能罐13的两侧端面上分别设有第一阀门17和第二阀门18，第一阀门17通过管道与安装在浮船上的液压发动机19相连，第二阀门18通过管道与其他形式的能量转换装置20相连。
[0013]所述导浪屏2为圆形或矩形的不锈钢盘，导浪屏2的中心、活塞5中心与连杆4中心在同一水平线上。
[0014]所述液压能分配机构11包括有分配气缸111和分配活塞113，分配活塞113设置在分配气缸111内部，分配气缸111的左右两侧分别通过第一输出管22和第二输出管21与液压气缸12和液压储能罐13联通，分配活塞113上设有左右两个活塞液体流道112，所述分配活塞113通过连杆115与电磁控制器116连接，在所述分配气缸111里面部分的连杆115上设有可伸缩的弹簧114。
[0015]所述液压能的传递介质为海水。
[0016]本发明的一种利用海洋波浪能的液压电磁混合能量转换装置，其工作过程包括海洋能收集和能量转换分配两个过程，具体介绍如下:
(I)海洋能收集过程。本发明的海洋能收集过程通过导浪屏2完成，在海洋波浪的冲击作用下，导浪屏2将波浪冲击力通过连杆4传递到液压缸3的腔体内，并作用于活塞5上，带动活塞5运动并压缩液压右气缸7中的低压海水至额定工作压力，实现海洋能的收集。当导浪屏2带动活塞5压缩液压右气缸7中的低压海水时，液压左气缸6中海水由于体积的变化压力会下降，此时外界海洋中的海水通过左下侧的单向阀门8流入到液压左气缸6中，实现能量传递介质的补充。当海洋波浪能冲击另外一侧的导浪屏时，具有相似的液压能收集过程。
[0017](2)能量转换分配过程。活塞5压缩液压右气缸7中的低压海水至额定工作压力时，液压缸右上端的单向阀门9开启，高压海水通过管道10流入液压能分配机构11。液压能分配机构11根据不同工况，调节流向液压气缸12和液压储能罐13的流通面积，控制液压能的分配比例。其中流入液压气缸12的高压海水推动液压活塞14运动，并带动固定连接在液压活塞14上的直线电机动子15直线运行，并切割直线电机定子16的磁导线，将液压能转化为电能。从液压能分配机构11流入液压储能罐13的高压海水存储在储能罐中，根据不同的工作要求，一部分通过第一阀门17流入液压发动机19中驱动浮船I行驶，另一部分经过第二阀门18流入其他形式的能量转换装置20，对外输出相应的能量。
[0018]本发明的整个能量传递过程，液压缸从海洋中吸入低压海水，经过压缩后传递给直线电机、液压发动机及其他能量装换装置，最后以低压海水的形式返回到海洋中，实现了能量的收集和海水的自循环。
[0019]本发明在工作过程中，实现海洋波浪能转换为电能和液压能，整体结构简单，其特有的利用海水传递能量方式，不增加额外的传递介质，整个装置易于生产，加工成本低，可以广泛使用。
【权利要求】
1.一种利用海洋波浪能的液压电磁混合能量转换装置，包括浮船(I)、导浪屏(2)、液压缸(3)和直线电机，所述直线电机内设有直线电机动子(15)和与其匹配的直线电机定子(16)，其特征在于:还包括液压气缸(12)，所述液压气缸(12)两端均通过第一输出管(22)连接有液压能分配机构(11)，所述两个液压能分配机构(11)外部均通过第二输出管(21)与液压储能罐(13)连接，所述导浪屏(2)通过连杆(4)与液压缸(3)内部的活塞(5)相连，液压缸(3)被活塞(5)分成液压左气缸(6)和液压右气缸(7),液压缸左侧和右侧的上下两端均分别设有单向阀(8)和(9)，液压缸下端的两个单向阀(8)均与海水相连通，所述液压缸上端的两个单向阀(9 )均通过管道(10 )与两个液压能分配机构(11)相连，所述液压气缸(12)内部设有液压活塞(14)，液压活塞(14)与直线电机动子(15)固定连接，所述液压储能罐(13)的两侧端面上分别设有第一阀门(17)和第二阀门(18)，第一阀门(17)通过管道与安装在浮船上的液压发动机(19)相连，第二阀门(18)通过管道与其他形式的能量转换装置(20)相连。
2.根据权利要求1所述的一种利用海洋波浪能的液压电磁混合能量转换装置，其特征在于:所述导浪屏为圆形或矩形的不锈钢盘，导浪屏的中心、活塞中心与连杆中心在同一水平线上。
3.根据权利要求1所述的一种利用海洋波浪能的液压电磁混合能量转换装置，其特征在于:所述液压能分配机构包括有分配气缸和分配活塞，分配活塞设置在分配气缸内部，分配气缸的左右两侧分别通过第一输出管和第二输出管与液压气缸(12)和液压储能罐(13)联通，分配活塞上设有左右两个活塞液体流道，所述分配活塞通过连杆与电磁控制器连接，在所述分配气缸里面部分的连杆上设有可伸缩的弹簧。
4.根据权利要求1所述的一种利用海洋波浪能的液压电磁混合能量转换装置，其特征在于:所述液压能的传递介质为海水。
【文档编号】F03B13/14GK103775276SQ201410037188
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2014年1月26日 优先权日:2014年1月26日
【发明者】秦朝举, 杨振中, 高玉国, 郭树满, 孙永生 申请人:华北水利水电大学