專利名稱：一種海洋環(huán)境無人監(jiān)測船波浪能發(fā)電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于海洋可再生能源綜合利用領(lǐng)域，具體涉及一種船用波浪能發(fā)電裝置。
背景技術(shù)：
隨著全球經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，化石原料的日益短缺和工業(yè)的污染，能源問題逐漸成為世界性問題。可再生能源和清潔能源受到全世界的普遍重視，其中對海洋蘊(yùn)藏能源的開發(fā)利用逐步成為今后能源研究與應(yīng)用的重點(diǎn)。占地球表面積71 %的海洋蘊(yùn)藏著巨大的可再生能源，主要包括海洋風(fēng)能、潮汐能、波浪能、海流能、溫差能和鹽差能等。我國的海岸線漫長，海洋能資源十分豐富，因此，大力開發(fā)和利用海洋能源成為當(dāng)前包括中國在內(nèi)的世界主要沿海國家的戰(zhàn)略性選擇。波浪能是由風(fēng)把能量傳遞給海洋而產(chǎn)生的，它實(shí)質(zhì)上是吸收了風(fēng)能而所具有的動(dòng)能和勢能。波浪能是海洋能中最不穩(wěn)定的一種能源，但其品味最高、分布最廣且能流密度大。波浪能主要用于發(fā)電，為邊遠(yuǎn)海域的國防及海洋設(shè)施等提供清潔能源。此外，波浪能還可以用于抽水、供熱、海水淡化以及制氫等。合理地充分開發(fā)利用好這種海洋能，有利于提高我國的海洋經(jīng)濟(jì)綜合實(shí)力、輻射帶動(dòng)力和可持續(xù)發(fā)展能力，有利于促進(jìn)海洋經(jīng)濟(jì)強(qiáng)國的建立。目前，我國的船舶擁有量處在世界前列，則其船舶營運(yùn)需要消耗大量的能源，而能源消耗不僅增加了企業(yè)的成本支出，而且會增加對環(huán)境的污染。因此新型推進(jìn)裝置和新能源在船舶上的綜合應(yīng)用，對節(jié)約能源、降低成本和緩解環(huán)境污染等具有重要意義。目前，雖然波浪能發(fā)電相關(guān)專利已有出現(xiàn)，但是尚未有一種船用波浪能發(fā)電裝置面市。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種海洋環(huán)境無人監(jiān)測船波浪能發(fā)電裝置。本實(shí)用新型解決技術(shù)問題所采取的具體技術(shù)方案是本實(shí)用新型包括擺錘擋水板、齒輪傳動(dòng)裝置、液壓傳動(dòng)系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)、固定基座。液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的輸入端為液壓缸，液壓缸的活塞桿通過齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與擺錘擋水板聯(lián)接，液壓缸體與固定基座聯(lián)接；液壓缸油液腔的進(jìn)出油口叉分成兩路，一路經(jīng)出油單向閥、高壓管路聯(lián)接高壓蓄能器，另一路經(jīng)回油單向閥、回油管路聯(lián)接中壓蓄能器；液壓缸的無桿腔通過無桿腔出氣口、氣管聯(lián)接低壓氣室；液壓缸活塞桿的伸出一側(cè)與液壓缸罩固結(jié)密合，形成與海水密封隔離的缸外腔，缸外腔通過缸外腔出氣口、氣管與低壓氣室聯(lián)接，輔助實(shí)現(xiàn)活塞桿的自由往復(fù)運(yùn)動(dòng)；高壓蓄能器和中壓蓄能器分別與液壓馬達(dá)連接，液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)工作。所述的齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括大齒輪和行星輪，行星輪在大齒輪內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，液壓缸的活塞桿與行星輪的圓周邊沿鉸接，所述的擺錘擋水板與行星輪圓心鉸接，所述的行星輪直徑為大齒輪直徑的一半。本實(shí)用新型的有益效果是船舶無需配置柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，直接由船載波浪能發(fā)電裝置提供動(dòng)力，達(dá)到節(jié)能減排、低碳環(huán)保的目的。

圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)原理圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的原理、結(jié)構(gòu)做進(jìn)一步的說明。如圖1所示，船用波浪能發(fā)電裝置主要由擺錘擋水板1、齒輪傳動(dòng)裝置、液壓傳動(dòng)系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)17、固定基座2組成。液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的輸入端為液壓缸，液壓缸的活塞桿10通過齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與擺錘擋水板1聯(lián)接，液壓缸體9與固定基座2聯(lián)接。液壓缸油液腔12的進(jìn)出油口 21叉分成兩路，一路經(jīng)出油單向閥14、高壓管路13聯(lián)接高壓蓄能器15，另一路經(jīng)回油單向閥20、回油管路18聯(lián)接中壓蓄能器19。液壓缸無桿腔11通過無桿腔出氣口 8、氣管7聯(lián)接低壓氣室6。液壓缸活塞桿10的伸出一側(cè)與液壓缸罩固結(jié)密合，從而形成了與海水密封隔離的缸外腔5，缸外腔5通過缸外腔出氣口 4、氣管7與低壓氣室6聯(lián)接，輔助實(shí)現(xiàn)活塞桿10的自由往復(fù)運(yùn)動(dòng)。M為海平面。波浪能向電能轉(zhuǎn)換的過程為波浪23從波峰向波谷運(yùn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)擺錘擋水板1擺動(dòng)，經(jīng)齒輪傳動(dòng)裝置中的行星輪22與大齒輪3的嚙合傳遞，拉動(dòng)活塞桿10向下運(yùn)動(dòng)，因液壓缸體9與固定基座2聯(lián)接無法被拉動(dòng)，因此活塞桿10與液壓缸體9產(chǎn)生相對運(yùn)動(dòng)，液壓缸的無桿腔11體積增大，油液腔12的體積減小，油液被擠壓，因?yàn)閱蜗蜷y只允許油液往一個(gè)方向流動(dòng)，所以擠壓的油液經(jīng)出油單向閥14、高壓管路13進(jìn)入高壓蓄能器15，從而實(shí)現(xiàn)波浪能向液壓能的轉(zhuǎn)換；波浪23從波谷向波峰運(yùn)動(dòng)時(shí)，活塞桿10向上運(yùn)動(dòng)，液壓缸的無桿腔11體積減小，油液腔12的體積增大，液壓降低，當(dāng)?shù)陀谥袎盒钅芷?9的液壓時(shí)，回油單向閥20打開，油液腔12的壓強(qiáng)就接近于中壓蓄能器19的壓強(qiáng)，而對于無桿腔11的壓強(qiáng)， 就等于低壓氣室6的壓強(qiáng)，所以活塞兩邊，油液腔12的液壓大于無桿腔11壓強(qiáng)，液壓缸的活塞就依靠作用在其兩邊的中壓與低壓的壓差下復(fù)位。整個(gè)能量轉(zhuǎn)換過程中，液壓油的循環(huán)路線是油液腔12、出油單向閥14、高壓管路13、高壓蓄能器15、液壓馬達(dá)16、中壓蓄能器 19、回油管路18、回油單向閥20、油液腔12。中壓蓄能器19起穩(wěn)壓的作用。在液壓系統(tǒng)執(zhí)行端，液壓馬達(dá)16將液壓能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，液壓馬達(dá)16與發(fā)電機(jī)17連軸，發(fā)電機(jī)17又將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能，從而完成了整個(gè)波浪能向電能轉(zhuǎn)換的全過程。船用波浪能發(fā)電裝置通過固定基座2安裝在無人監(jiān)測船船底的中部。當(dāng)船航行時(shí)，船載控制系統(tǒng)自動(dòng)打開密封艙門，將船用波浪能發(fā)電裝置自動(dòng)收回，并關(guān)閉密封艙門， 停止波浪能采集與發(fā)電；當(dāng)船停泊時(shí)，船載控制系統(tǒng)自動(dòng)打開密封艙門，打開船用波浪能發(fā)電裝置，開始波浪能采集與發(fā)電。波浪能發(fā)電裝置產(chǎn)生的電力直接供應(yīng)于海洋無人駕駛環(huán)境監(jiān)測船，實(shí)現(xiàn)海洋無人駕駛環(huán)境監(jiān)測船無需配置柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，直接由船載波浪能發(fā)電裝置提供動(dòng)力，且輸出的電能質(zhì)量穩(wěn)定，電磁兼容性好，可使船載設(shè)備在復(fù)雜的海洋環(huán)境下正常工作。
權(quán)利要求1. 一種海洋環(huán)境無人監(jiān)測船波浪能發(fā)電裝置，包括擺錘擋水板、齒輪傳動(dòng)裝置、液壓傳動(dòng)系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)、固定基座，其特征在于液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的輸入端為液壓缸，液壓缸的活塞桿通過齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與擺錘擋水板聯(lián)接，液壓缸體與固定基座聯(lián)接；液壓缸油液腔的進(jìn)出油口叉分成兩路，一路經(jīng)出油單向閥、 高壓管路聯(lián)接高壓蓄能器，另一路經(jīng)回油單向閥、回油管路聯(lián)接中壓蓄能器；液壓缸的無桿腔通過無桿腔出氣口、氣管聯(lián)接低壓氣室；液壓缸活塞桿的伸出一側(cè)與液壓缸罩固結(jié)密合， 形成與海水密封隔離的缸外腔，缸外腔通過缸外腔出氣口、氣管與低壓氣室聯(lián)接，輔助實(shí)現(xiàn)活塞桿的自由往復(fù)運(yùn)動(dòng)；高壓蓄能器和中壓蓄能器分別與液壓馬達(dá)連接，液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)工作；所述的齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括大齒輪和行星輪，行星輪在大齒輪內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，液壓缸的活塞桿與行星輪的圓周邊沿鉸接，所述的擺錘擋水板與行星輪圓心鉸接，所述的行星輪直徑為大齒輪直徑的一半；所述的船用波浪能發(fā)電裝置通過固定基座安裝在船底的中部；當(dāng)船航行時(shí)，船載控制系統(tǒng)自動(dòng)打開密封艙門，將船用波浪能發(fā)電裝置自動(dòng)收回，并關(guān)閉密封艙門，停止波浪能采集與發(fā)電；當(dāng)船停泊時(shí)，船載控制系統(tǒng)自動(dòng)打開密封艙門，打開船用波浪能發(fā)電裝置，開始波浪能采集與發(fā)電。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種海洋環(huán)境無人監(jiān)測船波浪能發(fā)電裝置。本實(shí)用新型中液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的輸入端為液壓缸，液壓缸的活塞桿通過齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與擺錘擋水板聯(lián)接，液壓缸體與固定基座聯(lián)接；液壓缸油液腔的進(jìn)出油口叉分成兩路，一路經(jīng)出油單向閥、高壓管路聯(lián)接高壓蓄能器，另一路經(jīng)回油單向閥、回油管路聯(lián)接中壓蓄能器；液壓缸的無桿腔通過無桿腔出氣口、氣管聯(lián)接低壓氣室；液壓缸活塞桿的伸出一側(cè)與液壓缸罩固結(jié)密合，形成與海水密封隔離的缸外腔，缸外腔通過缸外腔出氣口、氣管與低壓氣室聯(lián)接，輔助實(shí)現(xiàn)活塞桿的自由往復(fù)運(yùn)動(dòng)；高壓蓄能器和中壓蓄能器分別與液壓馬達(dá)連接，液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)工作。本實(shí)用新型能達(dá)到節(jié)能減排、低碳環(huán)保的目的。
文檔編號F03B13/22GK202273803SQ201120391719
公開日2012年6月13日 申請日期2011年10月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月15日
發(fā)明者付現(xiàn)橋, 周艷, 林巧力, 蔡勇, 金濤, 陳磊 申請人:浙江大學(xué)舟山海洋研究中心