用于波浪能液压发电的浮子组件的制作方法
【专利摘要】本发明属于波力发电领域，涉及一种用于波浪能液压发电的浮子组件，包括两个外形和结构相同的浮子(2)，两个浮子(2)通过支撑梁(1)连接在一起，每个浮子(2)包括外壳、内部托架(15)、旋转驱动杆(3)和二号液压缸(14)，内部托架(15)的一端与二号液压缸(14)的缸体固定连接，另一端与所述的支撑梁(1)固定连接，所述的浮子(2)的外壳，一侧通过轴承(12)与支撑梁(1)相连，另一侧通过轴承(13)与旋转驱动杆(3)相连，从而使得浮子(2)的外壳能够围绕支撑梁(1)和旋转驱动杆(3)转动；二号液压缸(14)包括缸体，固定在旋转驱动杆(3)上的旋转轴(20)，液压缸内部为环柱形腔体(23)；在内部托架(15)上固定有一号液压缸(10)，其两侧的每个活塞(18)各通过一个活塞连接杆(11)固定连接到浮子的外壳内表面上。本发明能充分吸收波能吸收装置投放处波浪的能量，稳定性高。
【专利说明】用于波浪能液压发电的浮子组件
所属【技术领域】
[0001 ] 本发明属于波力发电领域，具体涉及一种波浪能吸收装置。
【背景技术】
[0002]由于全球化石能源等不可再生能源的日益枯竭以及环境污染日趋加剧，有效利用清洁、可再生的能源成为世界主要沿海国家能源战略的重要选择。我国有18，000多千米的海岸线，据计算，如果将可以利用的海洋能转化为电能，大约能提供1.5亿kW的电力，相当于我国目前装机容量的两倍多，因此发展波浪发电技术适应我国的国情和需要。“十二五”是我国海洋业加快发展的重要时期，也是推动经济结构优化升级、转变经济发展方式的关键期。我们应紧跟新一轮世界科技革命与能源革命的步伐，以高端技术、高端产品、高端产业为引领，提高海洋可再生能源开发利用的核心竞争力，通过优化我国能源生产及消费结构，来支撑国民经济及全社会的可持续发展。波浪能发电技术是通过波浪能吸收装置，将波浪能首先转换为机械能，再转换成电能。我国已经成功研制了振荡水柱式和聚波水库式等波浪发电装置，一些波浪发电技术甚至达到了世界先进水平。但是上述已有的装置中波浪能吸收装置部分一般仅对波能吸收装置的某一个运动方向上的能量进行捕获，或上下运动，或水平运动，或纵摇，或横摇等等，波能利用率不高。
【发明内容】
[0003]本发明针对以上问题，提供一种适用于波浪能吸收的浮子组件，该浮子组件通过比较简单的结构和部件，从不同的自由度方向充分吸收波能吸收装置投放处波浪的能量。本发明的技术方案如下:
[0004]一种用于波浪能液压发电的浮子组件，包括两个外形和结构相同的浮子(2)，两个浮子(2)通过支撑梁(I)连接在一起，每个浮子(2)包括外壳、内部托架(15)、旋转驱动杆
(3)和二号液压缸(14)，所述的内部托架(15)的一端与二号液压缸(14)的缸体固定连接，另一端与所述的支撑梁(I)固定连接，所述的浮子(2)的外壳，一侧通过轴承(12)与支撑梁⑴相连，另一侧通过轴承(13)与旋转驱动杆(3)相连，从而使得浮子(2)的外壳能够围绕支撑梁(I)和旋转驱动杆(3)转动；
[0005]二号液压缸(14)，包括缸体，固定在旋转驱动杆(3)上的旋转轴(20)，由旋转轴(20)的外表面和缸体的内表面围成的腔体的横截面为圆环形，称该腔体为环柱形腔体
(23)，在环柱形腔体(23)内填充有高压油，在环柱形腔体(23)的不同部位分别设置有挡板
(22)和运动活塞(21)，挡板(22)与缸体(14)内表面固定连接，运动活塞(21)与旋转轴
(20)固定连接；二号液压缸(14)的缸体的两个侧面通过动密封连接到旋转驱动杆(3)的一端，旋转驱动杆(3)的另一端通过连接杆(4)与设置在浮子外部的摆板(5)相连，使得旋转驱动杆(3)能够随着摆板(5)的摆动而转动；
[0006]所述的浮子(2)还包括固定在内部托架(15)上的一号液压缸(10),在一号液压缸
(10)的两侧各设置一个活塞(18)，每个活塞(18)各通过一个活塞连接杆(11)固定连接到浮子的外壳内表面上，两个活塞连接杆(11)均为弯形杆，两个弯形杆向同一侧弯曲。
[0007]本发明提供的浮子组件，将海面上波浪的动能通过浮子绕固定轴的转动提取出来；海面下波浪的动能通过摆板的摆动提取出来，上述两种被提取出来的能量均被统一转化为活塞的运动，进而挤压液压缸内的高压油，最终转化为液压能，通过液压马达带动发电机发电。具有如下的技术效果:1)浮子利用多个自由度的运动，能充分吸收波能吸收装置投放处波浪的能量。2)装置结构简单，设备便于安装和维护，可以批量生产。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]图1是多自由度波浪能吸收装置示意图。
[0009]图中，I为支撑梁；2为浮子；3为旋转驱动杆；4为连接杆；5为摆板；6为支架；7为活塞驱动杆；8为固定底座；9为海面。
[0010]图2是浮子基本结构图。
[0011]图中，IO为一号液压缸；11为活塞连接杆，固定在浮子上；12、13为轴承，12、13分别压装在支撑梁I以及旋转驱动杆3上，再分别安装在半圆柱形浮子2的两个半圆形底面上，12用于连接支撑梁和浮子，13用于连接旋转驱动杆与浮子；14为二号液压缸；15为内部托架，用于将10、14与支撑梁连结起来，为不可旋转部分。
[0012]图3为10 (一号液压缸)平面图。
[0013]图中，虚线矩形框内为一号液压缸；16为液压油管道；17为高压油；18为活塞。
[0014]图4为14 (二号液压缸)平面图。
[0015]图中，19为液压油管道；20为旋转轴，随着摆板的摆动而旋转；21为运动活塞，连接在旋转轴上；22为挡板，固定在液压缸上；23为高压油。
[0016]图5为固定底座内结构图，左侧为立体图，右侧为平面图。
[0017]图中，24为三号液压缸；25为弹簧；26为高压油；27为液压油管道；28为运动活塞。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图，对本发明的浮子组件及其应用场景作进一步描述。
[0019]本发明的浮子组件，应用于波浪能吸收，图1为整个波浪能吸收装置示意图。本发明采用两个半圆柱形浮子2，浮子为内部安装了液压缸等部件的中空的壳体，两个浮子的内部结构和外部壳体的形状是相同的，浮子2的一端通过轴承12与支撑梁I 一端相连，支撑梁另一端固定在支架6上；浮子2的另一端通过轴承13与旋转驱动杆3 —端相连。旋转驱动杆3、摆板5通过连接杆4连接到一起,组成一个摆动旋转机构。支架同时与活塞驱动杆7的一端相连，活塞驱动杆7的另一端与固定底座内的运动活塞相连。固定底座8选用密度大的质量块沉入海底，理论上固定不动。当海面有浪时，一方面由于海面的升高、降低，浮子受到的浮力发生改变，进而做竖直方向的运动；另一方面浮子会由于海浪入射方向的动能而做旋转运动；海面下，波浪垂直作用于摆板，摆板绕摆轴前后摆动。
[0020]图2、图3和图4是浮子结构图。浮子可以围绕支撑梁旋转，支撑梁为不可旋转部分，只能做竖直方向的上下运动，液压缸10、14通过内部托架15与支撑梁固定为一个整体，也只能做上下方向的运动。活塞连接杆11 一端固定在浮子上，另一端与活塞18固定，由于浮子相对于液压缸10会发生旋转，这样连接杆11就会推动活塞18压缩液压缸10内的高压油，将浮子的旋转动能转化为液压油的液压能。挡板22固定在液压缸14上。旋转驱动杆3的一端与二号液压缸14的缸体的两个侧面相连，连接方式为填料密封。旋转驱动杆3与液压缸14内的旋转轴20固定在一起，两者做相同的旋转运动，活塞21 —端与20连接，使得当20发生旋转时21可以随着旋转，这样当摆板随着海下波浪发生运动时，21就可以做旋转运动，压缩液压缸14内的高压油23，将摆板的动能转化为液压油的液压能。
[0021]固定底座结构图如图5所示。活塞驱动杆7—端焊接在支架上，另一端连接在运动活塞25上。当有海浪时，浮子会带动支架做上下运动，进而使得28上下运动，压缩液压缸24内的高压油，将浮子的动能转化为液压能。弹簧25—端固定在液压缸上，另一端固定在活塞上，用于减小浮子上升、下降的高度和速度，增加系统稳定性。本发明在固定底座上也设置了一个液压缸，使得固定底座有了双重功能，即增加了系统稳定性，又能够提高波浪能的吸收效率。
[0022]最终将液压油管道16、19、27内的液压油汇聚到一个主管道中，通过液压马达带动发电机发电。
【权利要求】
1.一种用于波浪能液压发电的浮子组件，包括两个外形和结构相同的浮子(2)，两个浮子(2)通过支撑梁(I)连接在一起，其特征在于，每个浮子(2)包括外壳、内部托架(15)、旋转驱动杆(3)和二号液压缸(14),所述的内部托架(15)的一端与二号液压缸(14)的缸体固定连接，另一端与所述的支撑梁⑴固定连接，所述的浮子⑵的外壳，一侧通过轴承(12)与支撑梁⑴相连，另一侧通过轴承(13)与旋转驱动杆(3)相连，从而使得浮子(2)的外壳能够围绕支撑梁⑴和旋转驱动杆⑶转动； 二号液压缸(14)，包括缸体，固定在旋转驱动杆(3)上的旋转轴(20)，由旋转轴(20)的外表面和缸体的内表面围成的腔体的横截面为圆环形，称该腔体为环柱形腔体(23)，在环柱形腔体(23)内填充有高压油，在环柱形腔体(23)的不同部位分别设置有挡板(22)和运动活塞(21)，挡板(22)与缸体(14)内表面固定连接，运动活塞(21)与旋转轴(20)固定连接；二号液压缸(14)的缸体的两个侧面通过动密封连接到旋转驱动杆(3)的一端，旋转驱动杆(3)的另一端通过连接杆(4)与设置在浮子外部的摆板(5)相连，使得旋转驱动杆(3)能够随着摆板(5)的摆动而转动。所述的浮子(2)还包括固定在内部托架(15)上的一号液压缸(10),在一号液压缸(10)的两侧各设置一个活塞(18)，每个活塞(18)各通过一个活塞连接杆(11)固定连接到浮子的外壳内表面上，两个活塞连接杆(11)均为弯形杆，两个弯形杆向同一侧弯曲。
【文档编号】F03B13/14GK103850863SQ201410079215
【公开日】2014年6月11日 申请日期:2014年3月5日 优先权日:2014年3月5日
【发明者】方红伟, 方思远 申请人:天津大学