專利名稱：一種海洋環境無人監測船波浪能發電裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于海洋可再生能源綜合利用領域，具體涉及一種船用波浪能發電裝置。
背景技術：
隨著全球經濟的發展，化石原料的日益短缺和工業的污染，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，其中對海洋蘊藏能源的開發利用逐步成為今后能源研究與應用的重點。占地球表面積71 %的海洋蘊藏著巨大的可再生能源，主要包括海洋風能、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，大力開發和利用海洋能源成為當前包括中國在內的世界主要沿海國家的戰略性選擇。波浪能是由風把能量傳遞給海洋而產生的，它實質上是吸收了風能而所具有的動能和勢能。波浪能是海洋能中最不穩定的一種能源，但其品味最高、分布最廣且能流密度大。波浪能主要用于發電，為邊遠海域的國防及海洋設施等提供清潔能源。此外，波浪能還可以用于抽水、供熱、海水淡化以及制氫等。合理地充分開發利用好這種海洋能，有利于提高我國的海洋經濟綜合實力、輻射帶動力和可持續發展能力，有利于促進海洋經濟強國的建立。目前，我國的船舶擁有量處在世界前列，則其船舶營運需要消耗大量的能源，而能源消耗不僅增加了企業的成本支出，而且會增加對環境的污染。因此新型推進裝置和新能源在船舶上的綜合應用，對節約能源、降低成本和緩解環境污染等具有重要意義。目前，雖然波浪能發電相關專利已有出現，但是尚未有一種船用波浪能發電裝置面市。
發明內容本實用新型針對現有技術的不足，提供了一種海洋環境無人監測船波浪能發電裝置。本實用新型解決技術問題所采取的具體技術方案是本實用新型包括擺錘擋水板、齒輪傳動裝置、液壓傳動系統、發電機、固定基座。液壓傳動系統的輸入端為液壓缸，液壓缸的活塞桿通過齒輪傳動機構與擺錘擋水板聯接，液壓缸體與固定基座聯接；液壓缸油液腔的進出油口叉分成兩路，一路經出油單向閥、高壓管路聯接高壓蓄能器，另一路經回油單向閥、回油管路聯接中壓蓄能器；液壓缸的無桿腔通過無桿腔出氣口、氣管聯接低壓氣室；液壓缸活塞桿的伸出一側與液壓缸罩固結密合，形成與海水密封隔離的缸外腔，缸外腔通過缸外腔出氣口、氣管與低壓氣室聯接，輔助實現活塞桿的自由往復運動；高壓蓄能器和中壓蓄能器分別與液壓馬達連接，液壓馬達驅動發電機工作。所述的齒輪傳動機構包括大齒輪和行星輪，行星輪在大齒輪內轉動，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。本實用新型的有益效果是船舶無需配置柴油發動機，直接由船載波浪能發電裝置提供動力，達到節能減排、低碳環保的目的。
圖1為本實用新型結構原理圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型的原理、結構做進一步的說明。如圖1所示，船用波浪能發電裝置主要由擺錘擋水板1、齒輪傳動裝置、液壓傳動系統、發電機17、固定基座2組成。液壓傳動系統的輸入端為液壓缸，液壓缸的活塞桿10通過齒輪傳動機構與擺錘擋水板1聯接，液壓缸體9與固定基座2聯接。液壓缸油液腔12的進出油口 21叉分成兩路，一路經出油單向閥14、高壓管路13聯接高壓蓄能器15，另一路經回油單向閥20、回油管路18聯接中壓蓄能器19。液壓缸無桿腔11通過無桿腔出氣口 8、氣管7聯接低壓氣室6。液壓缸活塞桿10的伸出一側與液壓缸罩固結密合，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聯接，輔助實現活塞桿10的自由往復運動。M為海平面。波浪能向電能轉換的過程為波浪23從波峰向波谷運動時，帶動擺錘擋水板1擺動，經齒輪傳動裝置中的行星輪22與大齒輪3的嚙合傳遞，拉動活塞桿10向下運動，因液壓缸體9與固定基座2聯接無法被拉動，因此活塞桿10與液壓缸體9產生相對運動，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，因為單向閥只允許油液往一個方向流動，所以擠壓的油液經出油單向閥14、高壓管路13進入高壓蓄能器15，從而實現波浪能向液壓能的轉換；波浪23從波谷向波峰運動時，活塞桿10向上運動，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，當低于中壓蓄能器19的液壓時，回油單向閥20打開，油液腔12的壓強就接近于中壓蓄能器19的壓強，而對于無桿腔11的壓強， 就等于低壓氣室6的壓強，所以活塞兩邊，油液腔12的液壓大于無桿腔11壓強，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位。整個能量轉換過程中，液壓油的循環路線是油液腔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起穩壓的作用。在液壓系統執行端，液壓馬達16將液壓能轉換為機械能，液壓馬達16與發電機17連軸，發電機17又將機械能轉換為電能，從而完成了整個波浪能向電能轉換的全過程。船用波浪能發電裝置通過固定基座2安裝在無人監測船船底的中部。當船航行時，船載控制系統自動打開密封艙門，將船用波浪能發電裝置自動收回，并關閉密封艙門， 停止波浪能采集與發電；當船停泊時，船載控制系統自動打開密封艙門，打開船用波浪能發電裝置，開始波浪能采集與發電。波浪能發電裝置產生的電力直接供應于海洋無人駕駛環境監測船，實現海洋無人駕駛環境監測船無需配置柴油發動機，直接由船載波浪能發電裝置提供動力，且輸出的電能質量穩定，電磁兼容性好，可使船載設備在復雜的海洋環境下正常工作。
權利要求1. 一種海洋環境無人監測船波浪能發電裝置，包括擺錘擋水板、齒輪傳動裝置、液壓傳動系統、發電機、固定基座，其特征在于液壓傳動系統的輸入端為液壓缸，液壓缸的活塞桿通過齒輪傳動機構與擺錘擋水板聯接，液壓缸體與固定基座聯接；液壓缸油液腔的進出油口叉分成兩路，一路經出油單向閥、 高壓管路聯接高壓蓄能器，另一路經回油單向閥、回油管路聯接中壓蓄能器；液壓缸的無桿腔通過無桿腔出氣口、氣管聯接低壓氣室；液壓缸活塞桿的伸出一側與液壓缸罩固結密合， 形成與海水密封隔離的缸外腔，缸外腔通過缸外腔出氣口、氣管與低壓氣室聯接，輔助實現活塞桿的自由往復運動；高壓蓄能器和中壓蓄能器分別與液壓馬達連接，液壓馬達驅動發電機工作；所述的齒輪傳動機構包括大齒輪和行星輪，行星輪在大齒輪內轉動，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電裝置通過固定基座安裝在船底的中部；當船航行時，船載控制系統自動打開密封艙門，將船用波浪能發電裝置自動收回，并關閉密封艙門，停止波浪能采集與發電；當船停泊時，船載控制系統自動打開密封艙門，打開船用波浪能發電裝置，開始波浪能采集與發電。
專利摘要本實用新型公開了一種海洋環境無人監測船波浪能發電裝置。本實用新型中液壓傳動系統的輸入端為液壓缸，液壓缸的活塞桿通過齒輪傳動機構與擺錘擋水板聯接，液壓缸體與固定基座聯接；液壓缸油液腔的進出油口叉分成兩路，一路經出油單向閥、高壓管路聯接高壓蓄能器，另一路經回油單向閥、回油管路聯接中壓蓄能器；液壓缸的無桿腔通過無桿腔出氣口、氣管聯接低壓氣室；液壓缸活塞桿的伸出一側與液壓缸罩固結密合，形成與海水密封隔離的缸外腔，缸外腔通過缸外腔出氣口、氣管與低壓氣室聯接，輔助實現活塞桿的自由往復運動；高壓蓄能器和中壓蓄能器分別與液壓馬達連接，液壓馬達驅動發電機工作。本實用新型能達到節能減排、低碳環保的目的。
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 優先權日2011年10月15日
發明者付現橋, 周艷, 林巧力, 蔡勇, 金濤, 陳磊 申請人:浙江大學舟山海洋研究中心