專利名稱：潮流能和波浪能能量轉換耦合系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及海洋能領域，具體講是將海水的潮流能和波浪能捕獲并儲存成液壓能的潮流能和波浪能能量轉換耦合系統。
背景技術：
我國的海洋能資源非常豐富，海島及周邊擁有豐富的可再生海洋能資源，如潮流能、波浪能、海上風能等。潮流能，是月球和太陽的引潮力使海水產生周期性的往復水平運動時形成的動能，集中在岸邊、島嶼之間的水道或灣口 ；波浪能是指海洋表面波浪所具有的動能和勢能。據統計，全國的潮流能資源儲量為13900MW，波浪能資源儲量為12800MW，開發前景非常廣闊。而目前，我國海島的電力供應方式以大陸供給常規能源為主，具體分為海底 電纜鋪設直接供電及柴油發電兩種方式。但是，第一種方式只適用于距離大陸較近的海島，對于距離較遠的海島，由于造價較貴而難以實現，而且同時海底電纜對海底植被和生態會造成一定的破壞。第二種方式不但電能質量不好，運行不可靠，而且污染環境，各種廢氣的排放難以滿足海島的環保要求。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是，提供一種可以將海洋能中的潮流能和波浪能捕獲并耦合成液壓能的潮流能和波浪能能量轉換耦合系統。為解決上述技術問題，本發明提供的潮流能和波浪能能量轉換耦合系統，它包括潮流能捕獲系統和波浪能捕獲系統，所述的波浪能捕獲系統將捕獲的液壓能儲存在第一蓄能器內，所述的潮流能捕獲系統將捕獲的液壓能儲存在第二蓄能器內，再將第一蓄能器和第二蓄能器內的液壓能耦合后儲存在總蓄能器內。所述的波浪能捕獲系統包括基柱、浮筒、液壓缸組件和連桿機構，所述的基柱與海底固定，所述的浮筒位于海面上，并通過連桿機構與基柱連接，所述的液壓缸組件一端與連桿機構鉸接，另一端與基柱鉸接；所述的液壓缸組件通過油管分別與油箱和第一蓄能器連通。所述的連桿機構包括斜桿和豎直桿，所述的斜桿的一端與基柱鉸接，另一端與豎直桿鉸接，所述豎直桿的另一端與浮筒固定連接；所述的液壓缸組件包括液壓缸筒、活塞和活塞桿，所述的液壓缸筒的一端與基柱鉸接，連接在活塞桿一端的活塞滑動配合在液壓缸筒內，活塞桿的另一端鉸接有滑塊，所述的滑塊滑動配合在斜桿上。所述的液壓缸筒的有桿腔和無桿腔均具有兩個油孔，有桿腔的其中一個油孔和無桿腔的其中一個油孔分別經第一單向閥和第二單向閥與第一蓄能器連通，有桿腔的另外一個油孔和無桿腔的另外一個油孔分別經第四單向閥和第三單向閥與油箱連通。所述的第一蓄能器前連接有第一壓力傳感器。所述的波浪能捕獲系統為兩個，對稱設置在基柱的兩側。所述的潮流能捕獲系統包括液壓泵和葉輪，所述的葉輪通過聯軸器與液壓泵連接，所述的液壓泵的一端通過油管與油箱連通，另一端通過油管經第五單向閥與第二蓄能器連通。所述的第二蓄能器前連接有第二壓力傳感器。所述的第一單向閥和第二單向閥連通后連接有第一比例溢流閥，所述的第五單向閥后連接有第二比例溢流閥。所述的第一蓄能器后接有第一二位二通電磁閥，第二蓄能器后接有第二二位二通電磁閥，第一二位二通電磁閥和第二二位二通電磁閥連通后依次經第六單向閥和第三壓力傳感器后與總蓄能器連通，所述的總蓄能器經第三二位二通電磁閥后與需要能源的系統連通。采用以上結構后，本發明與現有技術相比，具有以下優點由于利用浮筒和連桿機構，將海水波浪的上下運動所產生的動能轉換成液壓缸組件內油液的液壓能，通過油管將產生的高壓油儲存到第一蓄能器中；另外，海水潮流帶動葉輪轉動，從而使液壓泵產生高壓油，也通過油管儲存到第二蓄能器中；這兩種能量的捕獲方法既可以各自獨立運行，也可以同時運行作為能量的補充，兩個蓄能器中的高壓油匯總后儲存至總蓄能器中，就可以利用總蓄能器中的高壓油來提供動力，能滿足海島上的穩定的動力需求。
附圖I是本發明一種潮流能和波浪能能量轉換耦合方法的系統原理圖。其中1、海面；2、豎直桿；3、滑塊；4、斜桿；5、基柱；6. I、第一比例溢流閥；6. 2、第二比例溢流閥；7· I、第一壓力傳感器；7· 2、第二壓力傳感器；7· 3、第三壓力傳感器；8· I、第一蓄能器；8. 2、第二蓄能器；8. 3、第三蓄能器；9. I、第一二位二通電磁閥；9. 2、第二二位二通電磁閥；9. 3、第三二位二通電磁閥；10、浮筒；11、活塞桿；12、活塞；13. I、第一單向閥；13. 2、第二單向閥；13. 3、第三單向閥；13. 4、第四單向閥；13. 5、第五單向閥；13. 6、第六單向閥；14、海底；15、油箱；16、葉輪；17、液壓泵；18、陸地；19、液壓缸筒。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施方式
對本發明作進一步詳細地說明。由附圖所示的本發明潮流能和波浪能能量轉換耦合系統的系統原理圖可知，它包括潮流能捕獲系統和波浪能捕獲系統，所述的波浪能捕獲系統將捕獲的液壓能儲存在第一蓄能器8. I內，所述的潮流能捕獲系統將捕獲的液壓能儲存在第二蓄能器8. 2內，再將第一蓄能器8. I和第二蓄能器8. 2內的液壓能耦合后儲存在總蓄能器8. 3內。所述的波浪能捕獲系統包括基柱5、浮筒10、液壓缸組件和連桿機構，所述的基柱5與海底14固定，所述的浮筒10位于海面I上，并通過連桿機構與基柱5連接，所述的液壓缸組件一端與連桿機構鉸接，另一端與基柱5鉸接；所述的液壓缸組件通過油管分別與油箱15和第一蓄能器8. I連通。所述的連桿機構包括斜桿4和豎直桿2，所述的斜桿4的一端與基柱5鉸接，另一端與豎直桿2鉸接，所述豎直桿2的另一端與浮筒10固定連接；所述的液壓缸組件包括液壓缸筒19、活塞12和活塞桿11，所述的液壓缸筒19的一端與基柱5鉸接，連接在活塞桿11 一端的活塞12滑動配合在液壓缸筒19內，活塞桿11的另一端鉸接有滑塊3，所述的滑塊3滑動配合在斜桿4上。所述的液壓缸筒19的有桿腔和無桿腔均具有兩個油孔，有桿腔的其中一個油孔和無桿腔的其中一個油孔分別經第一單向閥13. I和第二單向閥13. 2與第一蓄能器8. I連通，有桿腔的另外一個油孔和無桿腔的另外一個油孔分別經第四單向閥13. 4和第三單向閥13. 3與油箱15連通。所述的第一蓄能器8. I前連接有第一壓力傳感器7. I。 所述的波浪能捕獲系統為兩個，對稱設置在基柱5的兩側。所述的潮流能捕獲系統包括液壓泵17和葉輪16，所述的葉輪16通過聯軸器與液壓泵17連接，所述的液壓泵17的一端通過油管與油箱15連通，另一端通過油管經第五單向閥13. 5與第二蓄能器8. 2連通。所述的第二蓄能器8. 2前連接有第二壓力傳感器7. 2。所述的第一單向閥13. I和第二單向閥13.2連通后連接有第一比例溢流閥6. 1，所述的第五單向閥13. 5后連接有第二比例溢流閥6. 2。所述的第一蓄能器8. I后接有第一二位二通電磁閥9. 1，第二蓄能器8. 2后接有第二二位二通電磁閥9. 2，第一二位二通電磁閥9. I和第二二位二通電磁閥9. 2連通后依次經第六單向閥13. 6和第三壓力傳感器7. 3后與總蓄能器8. 3連通，所述的總蓄能器8. 3經第三二位二通電磁閥9. 3后與需要能源的系統連通。本具體實施例中，所述的波浪能捕獲系統為兩個，兩個液壓缸筒19有桿腔的其中一個油孔連通后與第一單向閥13. I連通，無桿腔的其中一個油孔連通后與第二單向閥
13.2連通，第一單向閥13. I和第二單向閥13. 2連通后與第一蓄能器8. I連通，兩個液壓缸筒19有桿腔的另外一個油孔連通后與第四單向閥13. 4連通，無桿腔的另外一個油孔連通后與第三單向閥13. 3連通，第四單向閥13. 4和第三單向閥13. 3連通后與油箱15連通。本發明的動態過程如下
I、波浪能的捕獲及液壓能的轉換海水波浪帶動兩個浮筒10作上下運動，通過連桿機構使兩個液壓缸組件內的活塞12在液壓缸筒19內作往復運動。當活塞桿11往里縮回時，液壓缸筒19的無桿腔產生高壓油，該高壓油從液壓缸無桿腔經第二單向閥13. 2進入第一蓄能器8. 1，低壓油從油箱15經第四單向閥13. 4吸入液壓缸有桿腔。當活塞桿11伸出時，液壓缸筒19的有桿腔產生高壓油，該高壓油從液壓缸有桿腔經第一單向閥13. I進入第一蓄能器8. I，低壓油從油箱15經第三單向閥13. 3吸入液壓缸無桿腔。此處的第一比例溢流閥6. I的作用是無級調節進入第一蓄能器8. I的壓力，而此壓力則可以由第一壓力傳感器
7.I檢測得到。2、潮流能的捕獲及液壓能的轉換海水潮流帶動葉輪16轉動，葉輪16通過聯軸器和液壓泵17聯接，液壓泵17產生高壓油經第五單向閥13. 5進入第二蓄能器8. 2。此處的第二比例溢流閥6. 2的作用是無級調節進入第二蓄能器8. 2的壓力，而此壓力則可以由第二壓力傳感器7. 2檢測得到。3、液壓能的耦合轉換第一二位二通電磁閥9. I控制高壓油從第一蓄能器8. I進入總蓄能器8. 3的回路的開閉，第二二位二通電磁閥9. 2控制高壓油從第二蓄能器8. 2進入總蓄能器8. 3的回路的開閉。總蓄能器8. 3蓄積液壓能，并起到穩壓的作用，總蓄能器
8.3的壓力由第三壓力傳感器7. 3檢測得到。第六單向閥13. 6起到隔離總蓄能器8. 3和第一蓄能器8. I、第二蓄能器8. 2的作用。總蓄能器8. 3出來的高壓油經第三二位二通電磁閥
9.3控制對驅動液壓馬達的回路的開閉。
權利要求
1.一種潮流能和波浪能能量轉換耦合系統，其特征在于它包括潮流能捕獲系統和波浪能捕獲系統，所述的波浪能捕獲系統將捕獲的液壓能儲存在第一蓄能器(8. I)內，所述的潮流能捕獲系統將捕獲的液壓能儲存在第二蓄能器(8. 2)內，再將第一蓄能器(8. I)和第二蓄能器(8. 2)內的液壓能耦合后儲存在總蓄能器(8. 3)內。
2.根據權利要求I所述的潮流能和波浪能能量轉換耦合系統，其特征在于所述的波浪能捕獲系統包括基柱(5)、浮筒(10)、液壓缸組件和連桿機構，所述的基柱(5)與海底(14)固定，所述的浮筒(10)位于海面(I)上，并通過連桿機構與基柱(5)連接，所述的液壓缸組件一端與連桿機構鉸接，另一端與基柱(5)鉸接；所述的液壓缸組件通過油管分別與油箱(15)和第一蓄能器(8. I)連通。
3.根據權利要求2所述的潮流能和波浪能能量轉換耦合系統，其特征在于所述的連桿機構包括斜桿(4)和豎直桿(2)，所述的斜桿(4)的一端與基柱(5)鉸接，另一端與豎直桿(2)鉸接，所述豎直桿(2)的另一端與浮筒(10)固定連接；所述的液壓缸組件包括液壓缸筒(19 )、活塞(12 )和活塞桿(11)，所述的液壓缸筒(19 )的一端與基柱(5 )鉸接，連接在活塞桿(11)一端的活塞(12)滑動配合在液壓缸筒(19)內，活塞桿(11)的另一端鉸接有滑塊(3)，所述的滑塊(3)滑動配合在斜桿(4)上。
4.根據權利要求3所述的潮流能和波浪能能量轉換耦合系統，其特征在于所述的液壓缸筒(19)的有桿腔和無桿腔均具有兩個油孔，有桿腔的其中一個油孔和無桿腔的其中一個油孔分別經第一單向閥(13. I)和第二單向閥(13. 2)與第一蓄能器(8. I)連通，有桿腔的另外一個油孔和無桿腔的另外一個油孔分別經第四單向閥(13. 4)和第三單向閥(13. 3)與油箱(15)連通。
5.根據權利要求4所述的潮流能和波浪能能量轉換耦合系統，其特征在于所述的第一蓄能器(8. I)前連接有第一壓力傳感器(7. I)。
6.根據權利要求I所述的潮流能和波浪能能量轉換耦合系統，其特征在于所述的波浪能捕獲系統為兩個，對稱設置在基柱(5)的兩側。
7.根據權利要求I所述的潮流能和波浪能能量轉換耦合系統，其特征在于所述的潮流能捕獲系統包括液壓泵(17)和葉輪(16)，所述的葉輪(16)通過聯軸器與液壓泵(17)連接，所述的液壓泵(17)的一端通過油管與油箱(15)連通，另一端通過油管經第五單向閥(13. 5)與第二蓄能器(8. 2)連通。
8.根據權利要求7所述的潮流能和波浪能能量轉換耦合系統，其特征在于所述的第二蓄能器(8. 2)前連接有第二壓力傳感器(7. 2)。
9.根據權利要求4或7所述的潮流能和波浪能能量轉換耦合系統，其特征在于所述的第一單向閥(13. I)和第二單向閥(13. 2)連通后連接有第一比例溢流閥(6. 1)，所述的第五單向閥(13. 5)后連接有第二比例溢流閥(6. 2)。
10.根據權利要求I所述的潮流能和波浪能能量轉換耦合系統，其特征在于所述的第一蓄能器(8. I)后接有第一二位二通電磁閥(9. 1)，第二蓄能器(8. 2)后接有第二二位二通電磁閥(9. 2)，第一二位二通電磁閥(9. I)和第二二位二通電磁閥(9. 2)連通后依次經第六單向閥(13. 6)和第三壓力傳感器(7. 3)后與總蓄能器(8. 3)連通，所述的總蓄能器(8. 3)經第三二位二通電磁閥(9. 3)后與需要能源的系統連通。
全文摘要
本發明公開的了一種潮流能和波浪能能量轉換耦合系統，它包括潮流能捕獲系統和波浪能捕獲系統，波浪能捕獲系統將捕獲的液壓能儲存在第一蓄能器(8.1)內，潮流能捕獲系統將捕獲的液壓能儲存在第二蓄能器(8.2)內，再將第一蓄能器(8.1)和第二蓄能器(8.2)內的液壓能耦合后儲存在總蓄能器(8.3)內。采用這種結構后，利用浮筒和連桿機構，將海水波浪的上下運動所產生的動能轉換成液壓能；海水潮流帶動葉輪轉動，從而使液壓泵產生高壓油；這兩種能量的捕獲方法既可以各自獨立運行，也可以同時運行作為能量的補充，兩種高壓油匯總后儲存至總蓄能器中，就可以利用總蓄能器中的高壓油來提供動力，能滿足海島上的穩定的動力需求。
文檔編號F03B13/14GK102644537SQ201110119819
公開日2012年8月22日 申請日期2011年5月10日 優先權日2011年5月10日
發明者林躦 申請人:浙江大學寧波理工學院