[发明专利]波浪能发电系统及其姿态调整装置与方法

说明书

本发明公开了一种波浪能发电系统及其姿态调整装置与方法，该姿态调整装置包括设置有插销孔的支承柱；支承柱上套设有上法兰、中法兰；上法兰、中法兰分别安装有第一插销油缸、第二插销油缸；中法兰上设置有棱柱；上法兰、中法兰和棱柱可沿支承柱上下滑动，下法兰可沿棱柱上下滑动；上法兰与中法兰之间、中法兰与下法兰之间分别设置有升降粗调油缸、升降细调油缸；该装置还包括转向装置和液压系统；转向装置包括液压马达和回转支承。该波浪能发电系统包括波浪能发电装置和前述波浪能发电系统的姿态调整装置。该姿态调整方法采用升降粗调油缸和升降细调油缸配合对波浪能发电装置进行升降；采用液压马达驱动回转支承以带动波浪能发电装置旋转。

技术领域

本发明涉及一种波浪能发电系统，特别是指一种波浪能发电系统及其姿态调整装置与方法。

背景技术

海洋波浪蕴藏着巨大的能量，全球有经济价值的波浪能开采量估计为1～10亿千瓦，中国波浪能的理论储量为7000万千瓦左右。波浪能发电系统可将波浪的能量转换为机械的、气压的或液压的能量，然后通过传动机构、气轮机、水轮机或油压马达驱动发电机发电。

为保证海平面、浪高、浪向发生变化时，能够获得较高的发电效率，波浪能发电系统设置有姿态调整装置。现有的波浪能发电系统的姿态调整装置，多采用单级液压油缸，通过控制液压泵的转速和转向控制液压油缸的上升和下降速度；或者采用齿轮齿条相配合的升降系统，通过电机驱动齿轮带动齿条上升和下降实现波浪能发电系统的升降。

以上两种系统存在的问题主要是升降行程较小，加大升降行程带来高的制造成本和大的能量消耗；当波浪能发电系统下降时需要动力源提供反力控制下降速度，效率低；同时，仅能实现波浪能发电装置的升降，当浪向发生改变时，无法调整波浪能发电装置的朝向，导致波浪能发电装置难以维持在最佳的发电位置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够实现波浪能发电装置大范围升降与转向功能的波浪能发电系统及其姿态调整装置与方法。

为实现上述目的，本发明所设计的用于调整波浪能发电系统中波浪能发电装置的位置，波浪能发电系统的姿态调整装置，包括底部固定于海底的支承柱，所述支承柱上设置有k列插销孔，k＝1～4，每列插销孔的数量为至少3个；同一列相邻插销孔沿轴向的孔中心距为d；当设置多列插销孔时，各列环绕支承柱等分圆周布置，且每列开孔位置沿轴向一一对应；所述支承柱从上往下依次套设有上法兰、中法兰；所述上法兰上固定安装有k个第一插销油缸，每个第一插销油缸正对一列插销孔安装；所述中法兰上固定安装有k个第二插销油缸，每个第二插销油缸正对一列插销孔安装；所述第一插销油缸前端的第一插销、第二插销油缸前端的第二插销可在液压作用下分别插入对应的插销孔内；当第一插销或第二插销在液压作用下伸入插销孔内时，可将对应的上法兰或中法兰锁定到支承柱上；当第一插销油缸或第二插销油缸复位时，对应的第一插销或第二插销从插销孔中拔出；

所述中法兰的内侧向下设置有棱柱，所述棱柱通过其中部设置的圆孔套设在支承柱的外侧；所述下法兰通过其中部设置的与棱柱外形相同的多边形孔套设在棱柱的外侧；所述上法兰、中法兰和棱柱可沿支承柱上下滑动，所述下法兰可沿棱柱上下滑动；所述上法兰与中法兰之间设置有至少两个升降粗调油缸，各升降粗调油缸的两个安装端分别与上法兰的下部、中法兰的上部相连；所述中法兰与下法兰之间设置有至少两个升降细调油缸，各所述升降细调油缸的两个安装端分别与中法兰的下部、下法兰的上部相连；所述升降粗调油缸的行程为d；当升降粗调油缸完全伸长时，所述第一插销、第二插销的中心距离为jd，j为≥2的整数；当升降粗调油缸完全缩短时，所述第一插销、第二插销的中心距离为(j-1)d。

该姿态调整装置还包括转向装置和液压系统；所述转向装置包括液压马达和回转支承，所述回转支承的上部固定在所述下法兰的下部，所述回转支承的下部固定在波浪能发电装置的上端并可在液压马达驱动下相对于回转支承的上部旋转；所述液压系统用于驱动升降粗调油缸、升降细调油缸、液压马达和插销油缸。