CN102678431B - 一种波浪能量转换*** - Google Patents

Abstract

本发明属于能量转换***，公开了一种波浪能量转换***，该***包括采集装置、转换装置和发电机组，所述采集装置与所述转换装置连接；所述转换装置与所述发电机组连接，所述采集装置包括若干浮板和机架，所述浮板一端铰接于所述机架上，与所述转换装置连接；所述转换装置包括液压缸、集压缸和液压马达，所述压力轴与所述液压缸的活塞连接，流体从所述液压缸中流向集压缸中，所述集压缸流出的流体驱动所述液压马达旋转；所述发电机组与所述液压马达连接，通过液压马达驱动发电机组发电。采用本发明所述的结构能持续地、稳定地将浪能转换为电能输出，并且有效提高浪能的利用效率，提高了***的安全性和稳定性。

Description

一种波浪能量转换***

技术领域

本发明涉及利用波浪能量的设备，具体的说，涉及一种海上波浪能量转换***。

背景技术

我国经济持续高速发展，电力是国民社会及工业发展的重要依靠，如果没有充足电力供应，发展经济必然受到减缓。为了响应国家号召，大力加快发展清洁、环保，能源丰富的电力产业。

我国海岸线较长，荒岛较多，海浪能源十分丰富，初步估计装机容量约有九千万千瓦，具有形成规模发展成为商业化资源的潜力，使我国海洋集浪发电开始走向商业化发展的时代，为支持国家高速发展提供动力。而且，环保再生能源集浪发电技术具有环保、集浪发电、无需燃料、低噪音、无废气、无废料、无污水、无辐射、投资成本低、建造期短、回收期短及维修费用低等特点，使得浪能发电技术在我国具有广阔的市场前景。

目前对浪能发电的研究主要集中在浪能的转换方面，而没有对浪能的不稳定性和破坏性进行考虑，导致浪能发电难以真正进行大规模应用。为了提高浪能发电的稳定性和可靠性，中国专利CN 102287312A公开了一种液压式波浪能发电装置，包括一吸收装置、转换装置和发电装置。吸收装置由浮子和连杆组成，浮子漂浮于海水之中。转换装置和发电装置设于浮标体内。转换装置由液压缸、增压器、换向阀、调速阀、蓄能器和液压马达组成。浮子在波浪作用下上下运动，通过连杆带动液压缸活塞上下运动，液压油经过增压器、换向阀和调速阀驱动液压马达旋转。由于浪能的不稳定和瞬时性特点，容易损坏液压设备，而且不稳定的浪能，还导致液压缸的输出不稳定，使液压马达的转速不稳定，导致该浪能发电装置难以进行大规模的应用。

发明内容

本发明克服了现有技术中的缺点，提供了一种波浪能量转换***，可以将波浪能量转化为电能，能够充分吸纳各方波浪的能量而转化成动力发电，而且具有电力输出稳定，设备可靠性能高、投资成本低、环保的优点。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种波浪能量转换***，包括采集装置、转换装置和发电机组，所述采集装置与所述转换装置连接，用于采集浪能；所述转换装置与所述发电机组连接，用于将浪能进行转换后驱动所述发电机组发电，

所述采集装置包括若干浮板和机架，所述浮板一端铰接于所述机架上，并且与所述转换装置连接；

所述转换装置包括液压缸、集压缸和液压马达，所述浮板与所述液压缸连接，所述液压缸与所述集压缸连接，所述集压缸流出的流体驱动所述液压马达旋转；

所述发电机组与所述液压马达连接，通过液压马达驱动所述发电机组发电。

进一步，所述采集装置还包括一滑套、活动件和两端分别铰接于该滑套和活动件上的第一伸缩杆；

所述滑套通过一沿竖直方向设置的第一移动副与所述机架连接，该滑套与机架之间还设有一第二伸缩杆，通过该第二伸缩杆驱动所述滑套沿所述第一移动副上下移动；

所述活动件通过一沿左右方向设置的第二移动副与所述浮板连接，该活动件与该浮板之间还设有一第三伸缩杆，通过该第三伸缩杆驱动所述活动件沿所述第二移动副左右移动。

具体的，所述第一伸缩杆、第二伸缩杆和第三伸缩杆为油压臂；所述第一移动副包括沿竖直方向设置的第一导轨，所述滑套沿该第一导轨移动；所述第二移动副包括一第二导轨，所述活动件沿该第二导轨左右移动。

进一步，所述采集装置还包括一连接架、提升装置和浮板平台，所述浮板平台通过所述第一导轨与所述机架连接；所述提升装置与所述浮板平台连接，用于驱动所述浮板平台沿所述第一导轨上下移动；所述浮板固定于所述连接架的一端，该连接架的另外一端与所述浮板平台铰接。

进一步，所述浮板包括并列设置的第一浮板和第二浮板；所述第一浮板包含一个迎向波浪导流表面的第一容纳腔；所述第二浮板包含一个迎向波浪导流表面的第二容纳腔；所述第一容纳腔底部安装有第一水轮机；所述第二容纳腔底部安装有第二水轮机，所述第一水轮机和第二水轮机连接一气泵，该气泵与一气体存储罐连接。

优选的，所述第一容纳腔上呈开口逐次增大的喇叭状，其带有一个面对着迎面波浪前进方向的第一开口；随着波浪由第一开口处进入第一容纳腔，其口径逐渐收窄；所述第二容纳腔上呈开口逐次增大的喇叭状，其带有一个面对着迎面波浪前进方向的第二开口，随着波浪由第二开口处进入第二容纳腔，其口径逐渐收窄。

上述优选的技术方案中，所述液压缸包括若干依次串联的缸单元，所述缸单元包括活塞杆、活塞和缸体，所述活塞固定于所述活塞杆上，所述活塞设于所述缸体之中；所述缸单元的缸体之间相互密封，各缸单元的活塞杆之间固定连接；还包括一出油管和进油管，所述出油管与所述出油口连接；所述进油管与所述进油口连接。

进一步，还包括若干依次串联的增压器，所述增压器串联与所述液压缸和所述集压缸之间，所述增压器包括：

第一缸体，内部设有第一活塞腔，所述第一活塞腔内设有第一活塞，该第一活塞将该第一活塞腔分成第一左腔和第一右腔；所述第一缸体右端设有与所述第一右腔连通的第一连通口；

第二缸体，内部设有一第二活塞腔，该第二活塞腔内设有一第二活塞，该第二活塞将该第二活塞腔分成第二左腔和第二右腔；所述第二缸体左端设有与所述第二左腔连通的第二连通口；所述第二活塞通过一连接杆与所述第一活塞连接；

高压流体出口，通过一第一流出单向阀与所述第一左腔连接和通过一第二流出单向阀与所述第二右腔连接，所述第一流出单向阀的入口与所述第一左腔连接，出口与所述高压流体出口连接；所述第二流出单向阀的入口与所述第二右腔连接，出口与该高压流体出口连接；

低压流体入口，通过一第一流入单向阀与所述第一左腔连接和通过一第二流入单向阀与所述第二右腔连接，所述第一流入单向阀的入口与所述低压流体入口连接，出口与所述第一左腔连接；以及

一换向阀，入口分别与所述低压流体入口和排出口连接，出口分别与所述第一连通口和第二连通口连接，用于将所述低压流体入口与所述第一连通口连通，以及将所述第二连通口和排出口连通；或者，用于将所述低压流体入口与所述第二连通口连通，以及将所述第一连通口和排出口连通。

进一步，所述集压缸具有一中空的集压缸体，所述集压缸体内设有一集压活塞，该集压活塞将该集压缸分成集压左腔和集压右腔，所述集压左腔内充有气体，所述集压右腔与所述增压器连接，并且通过一阀门排出流体驱动所述液压马达旋转。

优选的，还包括一第一流体能转换器和第二流体能转换器，所述第一流体能转换器与所述液压缸或者增压器连接，用于将液压转换成气压后存入所述气体存储罐之中；所述气体存储罐与所述第一流体转换器连接，用于存储高压气体；所述第二流体能转换器分别与所述气体存储罐和集压缸连接，用于将气压转换为液压，并将输出的高压液压油至所述集压缸。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、通过集压缸收集压缩的流体，能够持续而稳定地输出流体驱动液压马达运转，不仅有效提高了发电的稳定性，而且极大增强了液压设备和发电设备的可靠性；

2、集压缸中设置的集压活塞，在集压左腔中充入一定量的气体，稳定了集压缸的输出油压，不仅使得液压马达的旋转更加平稳，更重要的是极大地提高了发电机组的可靠性。

3、根据波浪的高低，通过滑套上下移动、活动件左右移动可以实时调整浮板与机架之间的角度，实现浪能采集的最大化；

4、根据波浪的高低，通过提升装置调整将浮板平台和浮板的高度，使将发电量控制在发电装置所要求的范围内，而且浮板和机架的连接处不会因受到波浪过大的冲击而损坏；

5、本发明所述的浮板具有两个容纳腔及设置在该浮板底部的两个对应水轮机，能够充分吸纳各方波浪的能量而转化成动力发电。本发明的浮板装置可以产生四种动力，一是自身重力所产生的动力；二是浮力；三是管道的转动力，收管后产生的压力；四是海水速度的冲力，转动二个水轮机所产生的转动力，有效地提高了浪能的利用效率。

6、本发明所述的液压缸通过多节液压缸进行串联，不仅有效地提高了液压缸单次压缩液体的容积，而且通过各液压缸的油口对油液吸入和排出，极大地提高了油液压缩的效率；而且，通过对缸单元数量的控制，还能够实现对油压的调节，有力提高了能量采集的效率；

7、本发明所述的增压器通过将低压流体之间的压力差驱动活塞来回往复运动将低压流体转换为高压流体输出，实现流体增压的目的；在增压器上设置第一感应开关和第二感应开关能够控制活塞行程，使该增压器能够自动连续工作，不间断的将低压流体转换为高压流体。

8、通过第一流体能转换器、第二流体能转换器和气体储能罐，能够在风浪较大时将浪能转换为高压气压进行存储，风浪较小时通过第二流体能转换器将气压能转换成液压，送入集压缸中，进一步提高了浪能的利用效率；

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制，在附图中：

图1为该浪能发电***的总体结构示意图；

图2为采集装置的侧面结构示意图；

图2a为浮板的侧面结构示意图；

图2b为浮板的正面结构示意图；

图2c为水轮机的结构示意图；

图3为液压缸结构示意图；

图3a为液压缸原理示意图；

图4为增压器结构示意图；

图4a为增压器原理示意图；

图5为集压缸、液压马达和发电机组的原理示意图；

图6为第一流体能转换器的结构示意图；

图中：

100—采集装置；110—浮板；112—第一浮板；1121—第一容纳腔；113—第二浮板；1131—第二容纳腔；114—第一水轮机；1141、1151—水轮机旋转叶片轮；1142、1152—水轮机固定叶片轮；115—第二水轮机；120—机架；121—第一导轨；122—提升装置；123—滑套；124—浮板平台；125—第二伸缩杆；126—绳索；127—第一伸缩杆；128—固定环；130—连接架；131—活动件；132—第三伸缩杆；200—转换装置；210—液压缸；211—缸体；2111—出油口；2112—进油口；2113—出油管；2114—进油管；2115—单耳环；212—活塞杆；2121—T型接头；213—活塞；214—单向阀；220—增压器；2210—第一缸体；2211—第一活塞；2212—第一左腔；2213—第一右腔；2214—第一流出单向阀；2215—第一流入单向阀；2216—第一连通口；2220—第二缸体；2221—第二活塞；2222—第二左腔；2223—第二右腔；2224—第二流出单向阀；2225—第二流入单向阀；2226—第二连通口；2231—高压流体出口；2232—低压流体入口；2250—换向阀；2251—排出口；230—集压缸；2310—集压缸体；2311—集压左腔；2312—集压右腔；2313—集压缸入口；2314—集压缸出口；240—液压马达；300—发电机组；400—第一流体能转换器；410—第一缸体；411—第一活塞；412—第一左腔；413—第一右腔；414—第一流出单向阀；415—第一流入单向阀；416—第一连通口；420-第二缸体；421-第二活塞；422-第二左腔；423-第二右腔；424-第二流出单向阀；425-第二流入单向阀；426—第二连通口；431—高压流体出口；432—低压流体入口；500-气体存储罐；600-气泵；700-第二流体能转换器。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，一种波浪能转换***，包括采集装置100、转换装置200和发电机组300，采集装置100与转换装置200连接，用于采集浪能；转换装置200与发电机组300连接，用于对浪能进行转换推动发电机组300进行发电。

请参阅图2至图2c，采集装置100包括若干浮板110和机架120，该浮板110一端铰接于机架120上，通过一压力轴与转换装置200连接。浮板110跟随波浪上下运动通过压力轴110带动转换装置进行能量转换。

为了能够最大限度地采集浪能，以及避免采集装置100被波浪损坏，该采集装置100还包括一滑套123、活动件131和两端分别铰接于该滑套123和活动件131上的第一伸缩杆127。该滑套123通过一沿竖直方向设置第一移动副与机架120连接，该滑套123的底部上还与一第二伸缩杆125的一端铰接，该第二伸缩杆127的另外一端与机架120铰接。活动件131通过一沿左右方向水平设置的第二移动副与浮板110连接，该活动件131与浮板110之间还设有一第三伸缩杆132，通过该第三伸缩杆132的伸长或者缩短，驱动该活动件131沿第二移动副在浮板110上左右移动。

具体的，本实施例中，该第一伸缩杆127、第二伸缩杆125和第三伸缩杆132采用油压臂，通过油压能够驱动该伸缩杆伸长或者缩短。该第一移动副包括一第一导轨121，该滑套123上设有一与第一导轨121配合的滑槽，该滑套123通过该滑槽与第一导轨121配合，实现沿第一导轨121上下滑动的功能。该第二移动副设置与第一移动副类似，此处不再进行赘述。机架120上设置若干固定环128，所述第一导轨121套接于所述固定环128之中。

使用该结构，可以通过第三伸缩杆132驱动活动件131水平移动，同时通过第二伸缩杆125驱动滑套123在第一导轨121上上下移动，来调整浮板110和竖直方向之间的角度，从而提高浮板110的波浪能量采集率，当浮板110和竖直方向之间的角度为45度时，采能率最高。

当波浪很大时，操作人员可以通过控制第一伸缩杆127拉动浮板110，控制浮板110与竖直方向的角度至80度，第一伸缩杆127将浮板110折叠收纳贴在机架120上，防止浮板110和其他设备被波浪破坏。

由于海面上风浪较大，面对大风浪的情况下，为了保证采集装置100的安全性能，需要将采集装置100收起，以躲避风浪。该采集装置100还包括一连接架130、提升装置122和浮板平台124。该浮板平台124通过上述的第一导轨与机架120连接，提升装置122与浮板平台124连接，用于驱动该浮板平台124沿第一导轨上下移动；该浮板110固定于连接架130的一端，连接架130的另外一端与浮板平台124铰接。

具体的说，该提升装置122包括一卷扬机，该卷扬机固定于机架120的顶部，通过绳索126与浮板平台124连接。当波浪太大时，提升装置122通过绳索126拉动浮板平台124和滑套123上升，进而浮板110随之向上移动，可以根据波浪的大小来调整浮板110的高低，十分简单、方便。

请参阅图2a至图2c，为了充分吸收浪能，最大限度的利用浪能，对浮板110的形状和结构进行了设计。以下为对该浮板110的结构和工作原理进行描述：

该浮板110的截面为梯形结构，其个数依实际情形而定。浮板110具有倾斜的开口，从而使其上缘距上述迎面波浪比其下缘近。该浮板110包含一个波浪导流表面，其在该开口的上方伸向上述迎面波浪。开口设计成喇叭状的这种结构，使得当波浪撞击到浮性装置时能吸收和聚集更多的水，当波浪经过之后，能够释放出更多的水。

在本实施例中，该浮板110包括并列的第一浮板112和第二浮板113。该第一浮板112的中间设置为第一容纳腔1121，该第一容纳腔1121上带有一个面对着迎面波浪前进方向的第一开口1122。该第一容纳腔1121是呈开口逐次增大的喇叭状，随着波浪由第一开口1122处进入第一容纳腔1121，其口径逐渐收窄，浪速增大，势能增大。

该第二浮板113的中间设置为第二容纳腔1131，该第二容纳腔1131上带有一个面对着迎面波浪前进方向的第二开口1132。该第二容纳腔1131是呈开口逐次增大的喇叭状，随着波浪由第二开口1132处进入第二容纳腔1131，其口径逐渐收窄，浪速增大，势能增大。

该水轮机包括第一水轮机114和第二水轮机115。该第一水轮机114安装在上述第一容纳腔1121的底部，喇叭状开口的最小端开口处；该第一水轮机114是由水轮机旋转叶片轮1141和水轮机固定叶片轮1142构成。该第二水轮机115安装在上述第二容纳腔1131的底部，喇叭状开口的最小端开口处；该第二水轮机115是由水轮机旋转叶片轮1151和水轮机固定叶片轮1152构成。

如图2a和图2b所示，第一水轮机1141或第二水轮机1142分别连接到一气泵600，该气泵连接通过一第一流体能转换器400与气体存储罐500连接，该浪能将水轮机转换成液压能后，将第一流体能装换器400转换成气压，存储如气体存储罐500中进行存储。

该浮板110的工作原理可表述如下：

如图2a至图2c所示，当一个波浪遇到本发明的浮板110后，由于本发明的浮板110本身重量较小，因此它会漂浮并上升。它的下部浮板用于收集波浪或者已经浸入水中，或者正在通过波浪中的水由第一开口或第二开口处注入第一容纳腔或第二容纳腔中而被填充。当波浪经过第一浮板和第二浮板之后，水位会急剧下降，在这个阶段，第一容纳腔或第二容纳腔中容纳的水的额外重量将产生一个显著的重力（地心引力），该重力可以持续地将浮板装置向下拉动。

此外，波浪中沿冲力方向撞击浮板的能量被分解成两个彼此呈直角的矢量力：一个竖直上升的力和一个沿方向的水平力。在浮板的圆形轨迹的一侧与轨迹底部（临近于固定元件）之间的一个位置上，两个矢量力可以构成一个将浮板装置向着一侧推动的上升力，同时又将水填充进空腔中增加聚集的势能。

当波浪经过后，这种额外的势能将释放出来。产生冲击力将波浪能量通过本发明的浮板冲力转换为发电能量，可以发电。

另外，为了提高本发明浮板装置的能量吸收能力，其面向迎面波浪的波浪导流表面，安装在该第一容纳腔1121及第二容纳腔1131内的第一水轮机114和第二水轮机115分别带动水轮机旋转叶片轮1141、1151和水轮机固定叶片轮1142、1152。第一水轮机1141或第二水轮机1142分别连接到气泵600，该气泵600连接通过一第一流体能转换器400与气体存储罐500连接，该浪能将水轮机转换成液压能后，将第一流体能装换器400转换成气压，存储如气体存储罐500中进行存储。通过额外设置在两个水箱中的两个水轮机来发电，充分利用了波浪的能量。

本发明的浮板110用在集浪发电***上，可以产生强大的能量发电，只要地理环境条件符合要求：

1）水深3-4米以上，涨潮和退潮相差4米，退潮2m，以海崖为佳，海岸地形可以认为技术调整；

2）浪高0.5米以上，超过6米以上的巨浪，***会自动保护；

3）海岸线长度依装机容量与自然条件决定。

一公里长的海岸线的组合式浮板110，就能发电5-20万度（Kwh），全年生产率达到85%-90%，符合长远发展。

值得注意的是，浮板110内部还设置有可调整储水量的若干蓄水腔，其沿着所述浮板110的长度方向设置。当需要增加该浮板110的自身重量时，只需直接抽取海水储存即可；而当需要减轻所述浮板110的自身重量时则可以将多余的海水抽回海水中，操作方便简单。

以下对转换装置200进行描述，该转换装置200包括液压缸210、集压缸230和液压马达240，采集装置100通过一压力轴与所述液压缸210的活塞连接，通过压力轴推动活塞来回运动，使得高压流体从该液压缸210中流向集压缸230中，从集压缸230流出的高压流体驱动所述液压马达240旋转，从而带动发电机组300发电。

请参阅图3和图3a，液压缸210的结构描述如下：

本实施例中，该液压缸210包括若干依次串联的缸单元，每个缸单元包括一活塞杆212、活塞213和缸体211。

缸体211容纳该活塞213，并通过活塞杆212带动活塞213在缸体211中做往复运动。活塞213将缸体211中的活塞腔分隔成左腔室和右腔室，该左腔室和右腔室中装满了抗磨液压油，其侧壁上设有用于吸入液压油的进油口2112和排出液压油的出油口2111。

该液压缸210还设有出油管2113和进油管2114，其中出油管2113与缸体211出油口2111连通，进油管2114与缸体211的进油口2112连通。本实施中，为了使活塞213在往复运动过程中均能够进行吸取和排出液压油，缸体211的左腔室和右腔室均分别通过一出油口2111与出油管2113连通，通过一进油口2112与进油管2114连通。在出油口2111和进油口2112处分别安装有一单向阀214，单向阀214的设置方向为：出油口2111处由内向外设置，使得液压油只能够从活塞腔向出油管2113流动；进油口2112处的单向阀214由外向内设置，使得液压油只能够从进油管2114向活塞腔流动。

该液压缸210还包括一T型接头2121和单耳环2115，所述T型接头2121设置于左端的缸单元的活塞杆212从缸体211中伸出部分，方便浮板110通过T型接头2121与活塞杆212连接，通过活塞杆212推动活塞213在缸体211中进行往复移动。所述单耳环2115设置于最右端缸单元的尾部，方便安装和运输。

以下详细论述该液压缸210的工作过程，进一步阐述该液压缸210的结构：

当浮板110下跌时，推动活塞杆212向左移动，使得各缸单元的活塞213均向左移动。活塞213左侧腔室中的液压油压缩后通过出油口2111向出油管2113流出；活塞213右侧腔室中由于油压降低，可以通过进油口2112从进油管2114中吸取液压油进入右侧腔室之中。

当浮板110上浮时，推动活塞杆212向右移动，使得各缸单元的活塞213均向右移动。活塞213右侧腔室中的液压油压缩后通过出油口2111向出油管2113流出；活塞213左侧腔室中由于油压降低，可以通过进油口2112从进油管2114中吸取液压油进入右侧腔室之中。

该液压缸210通过多节液压缸进行串联，有效地提高了液压缸单次压缩液体的容积；通过各液压缸的油口对油液吸入和排出，极大地提高了油液压缩的效率。进一步，通过对缸单元数量的控制，还能够实现对油压的调节，有力提高的能量采集的效率，适合大规模浪能发电站中使用。

请参阅图5，集压缸230具有一中空的集压缸体2310，该集压缸体2310内设有一集压活塞2320，该集压活塞2320将该集压缸体2310内的容腔分成集压左腔2311和集压右腔2312，所述集压左腔2311内充有气体，所述集压右腔2312上设有一集压缸入口2313和一集压缸出口2314,。集压缸入口2313与前道液压设备连接，接收高压流体的输入；集压缸出口2314通过一阀门排出流体驱动所述液压马达240转动。

使用时，由于集压缸左腔2311中装有气体，随着浪能的驱动不停向集压右腔2312灌入高压液体时，集压右腔2312中的压力随之增强，从而推动集压活塞2320向左移动，压缩集压左腔2311中的气体。当集压缸230中的压力累积到一定程度后，开启集压缸出口2314将液压油喷出推动液压马达240转动，进行发电。因此，采用集压缸230后，可以将每一次采集装置100采集的不稳定的浪能转换成稳定的液压能排出，使电能的产生更为平稳，提高了设备的可靠性。

为了提高液压油的压力，在液压缸210和集压缸230之间还串联有若干增压器220，用于将液压缸210输出的低压流体转换为高压流体，并输送至集压缸230之中。

请参阅图4和图4a，增压器220的结构描述如下：

该增压器220主要包括第一缸体2210、第二缸体2220、高压流体出口2231和低压气体入口2232，以及换向阀2250。

第一缸体2210内部设有第一活塞腔，该第一活塞腔内设有第一活塞2211，该第一活塞2211将第一活塞腔分为第一左腔2212和第一右腔2213。该第一缸体2210的右端设有一个与上述第一右腔2213连通的第一连通口2216，本实施例中，该第一连通口2216与换向阀2250的出口连接。第一右腔2213可以通过该第一连通口2216经换向阀2250从低压流体入口2232输入低压流体。

该第二缸体2220内部设有一第二活塞腔，该第二活塞腔中设有一第二活塞2221。该第二活塞2221将该第二活塞腔分成第二左腔2222和第二右腔2223。该第二缸体2220的左端设有与第二左腔2223连通的第二油口2226，本实施例中，该第二连通口2226与换向阀2250的出口连接。第二右腔2223可以通过该第二连通口2226经换向阀从低压流体入口2232输入低压流体。

高压流体出口2231分别通过一第一流出单向阀2214与第一左腔2212连接。更具体的说，该第一流出单向阀2214的入口与第一左腔2212连接，出口与该高压气体出口2231连接，使得压缩后的高压流体只能够从第一左腔2212中流向高压流体出口2231。本实施例中，该高压流体出口2231与后续增压器或者集压缸230连接。

高压流体出口2231还通过一第二流出单向阀2224与第二右腔2223连接。更具体的说，该第二流出单向阀2224的入口与第二右腔2223连接，出口与该高压流体出口2231连接，使得压缩后的高压流体只能够从第二右腔2223中流向高压流体出口2231。

低压流体入口2232分别通过一第一流入单向阀2215与第一左腔2212连接，以及通过换向阀2250与第一连通口2216和第二连通口2226连接。更具体的说，该第一流入单向阀2215的入口与第一左腔2212连接，出口与该低压流体入口2232连接，使得低压流体只能够从低压流体入口2232中流向第一左腔2212之中。

低压流体入口2232还通过一第二流入单向阀2225与第二右腔2223连接。更具体的说，该第二流入单向阀2225的入口与第二右腔2223连接，出口与该低压流体入口2232连接，使得低压流体只能够从低压流体入口2232中流向第二右腔2223之中。

低压流体入口2232还与换向阀2250的入口连接，该换向阀2250的出口分别与第一连通口2216和第二连通口2226连通，使得低压流体入口2232与所述第一连通口2216连通，以及将所述第二连通口2226和排出口2251连通；或者，所述低压流体入口2232与所述第二连通口2226连通，以及将所述第一连通口2216和排出口2251连通。

该第一活塞2211和第二活塞2221之间还通过一连接杆2240固定连接，当其中一活塞移动时，也会带动另外一个活塞联动。

在该第一左腔2212的左端和第二右腔2223的右端各设有第一感应开关和第二感应开关。该第一感应开关和第二感应开关分别用于检测第一活塞2211和第二活塞2221的位置，并且分别与一控制模块连接。该控制模块根据该第一感应开关和第二感应开关的检测信号控制换向阀的工作位状态。

以下详细描述该增压器220的工作原理，以进一步阐述该增压器220：

第一活塞11和第二活塞21向左移动压缩流体的工作过程如下：

首先，控制模块控制换向阀的工作状态为：低压流体入口2232通过换向阀2250与第一连通口2216连接，排出口2251与第二连通口2226连接；

其次，从低压流体入口2232分别向第一右腔2213、第一左腔2212和第二右腔2223以及中输入低压流体。此状态下，推动该第一活塞2211和第二活塞2221向左移动的力来自于：第一右腔2213中的流体从第一活塞2211的右侧，以及第二右腔2223中的流体从第二活塞2221的右侧推动活塞向左移动；而推动第一活塞2211和第二活塞2221向右移动的力来自于：第一左腔2212中的流体从第一活塞2211的左侧推动第一活塞2211向右移动。由于第一活塞2211左侧的面积与第二活塞2221右侧的面积相等，并且第一左腔2212与第二右腔2223中的压强相等，此二者的压力相互抵消。因次，通过第一右腔2213中的流体从第一活塞2211的右侧可以推动第一活塞2211向左移动，在移动过程中，第二左腔2222中的流体经第二连通口2226从换向阀2250的排出口2251排出。由于第一活塞2211向左移动，第一左腔2212中的流体被压缩增压后从第一流出单向阀2214经高压流体出口2231流出，完成将低压流体转换为高压流体的目的。

当第一活塞2211向左移动至第一感应开关的位置时，控制模块控制换向阀2250进行换向，此时，该换向阀2250的工作状态为：低压流体入口2232通过换向阀2250与第二连通口2226连接，排出口2251与第一连通口2216连接，推动第二活塞2221向右移动，直到该第二活塞2221触发第二感应开关，控制模块控制换向阀2250再次换向。第二活塞2221和第一活塞2211右移过程与左移过程类似，此处不再赘述。

该增压器220通过将低压流体之间的压力差驱动活塞来回往复运动将低压流体转换为高压流体输出，实现流体增压的目的；其上设置第一感应开关和第二感应开关能够控制活塞行程，使该转换器能够自动连续工作，不间断的将低压流体转换为高压流体。

第一流体能转换器400与液压缸210或者增压器230连接，通过高压的液体推动活塞压缩气体，然后将压缩形成的高压气体存储于气体存储罐500之中进行存储。

请参阅图6，以下详细描述该第一流体能转换器400的结构和工作原理：

该第一流体能转换装置400主要包括第一缸体410、高压流体出口431和低压流体入口432。

第一缸体410内部设有第一活塞腔，该第一活塞腔内设有第一活塞411，该第一活塞411将第一活塞腔分为第一左腔412和第一右腔413。该第一缸体410的右端设有一个与上述第一右腔413连通的第一连通口416，本实施例中，该第一连通口416与液压缸210或者增压器220连接，通过第一连通口416向第一右腔413中输入或者/输出液压油。

高压流体出口431通过一第一流出单向阀414与第一左腔412连接。更具体的说，该第一流出单向阀414的入口与第一左腔412连接，出口与该高压流体出口431连接，使得压缩后的高压气体只能够从第一左腔412中流向高压流体出口431。本实施例中，该高压流体出口431与气体存储罐500连接。压缩后的高压气体通过该高压流体出口431进入气体存储罐500中进行存储。

低压流体入口432通过一第一流入单向阀415与第一左腔412连接。更具体的说，该第一流入单向阀415的入口与第一左腔412连接，出口与该低压流体入口432连接，使得低压气体只能够从低压流体入口432中流向第一左腔412之中。

为了能够使该第一流体能转换装置能够连续工作，该流体能转换装置还包括一第二缸体420。

该第二缸体420内部设有一第二活塞腔，该第二活塞腔中设有一第二活塞421。该第二活塞421将该第二活塞腔分成第二左腔422和第二右腔423。该第二缸体420的左端设有与第二左腔423连通的第二连通口426。本实施例中，该第二连通口426与压力泵连接。压力泵通过第二连通口426向第二左腔422中输入或者/输出液压油。

高压流体出口431通过一第二流出单向阀424与第二右腔423连接。更具体的说，该第二流出单向阀424的入口与第二右腔423连接，出口与该高压流体出口431连接，使得压缩后的高压气体只能够从第二右腔423中流向高压流体出口431。

低压流体入口432通过一第二流入单向阀425与第二右腔423连接。更具体的说，该第二流入单向阀425的入口与第二右腔423连接，出口与该低压流体入口432连接，使得低压气体只能够从低压流体入口432中流向第二右腔423之中。该第一活塞411和第二活塞421之间还通过一连接杆440固定连接，当第一连通口416或者第二连通口426中输入高压油带动其中一活塞移动时，也会带动另外一个活塞联动。

在该第一左腔412的左端和第二右腔423的右端各设有第一感应开关和第二感应开关，以及一控制模块。该第一感应开关和第二感应开关分别用于检测第一活塞411和第二活塞421的位置，控制模块分别与第一感应开关和第二感应开关连接，用于根据该第一感应开关和第二感应开关的检测信号控制第一连通口416和第二连通口426中液压油的流向。当第一连通口416中向第一右腔413输入高压油时，第二左腔422通过该第二连通口426输出液压油；当第二连通口426中向第二左腔422输入高压油时，第一右腔413通过该第一油416输出液压油。

以下详细描述该流体能转换装置的工作原理：

当高压液压油通过第一连通口416进入第一右腔413推动第一活塞411向左移动时，第一左腔412中的气体被压缩形成高压气体。第一左腔412的高压气体通过第一流出单向阀414经高压流体出口431进入气体存储罐500中存储。同时，在第一活塞411左移过程中，该第一活塞411经连接杆440带动第二活塞421向左移。第二左腔422中的液压油经第二连通口426排出；第二右腔423由于容积扩大，使得低压气体能够经低压流体入口432通过第二流入单向阀425流入第二右腔423之中。在第一活塞411和第二活塞421左移过程中，推动二者移动的力主要有第一右腔413中液压油的压力和第二右腔423之中的低压气体的压力。

当第一活塞411向左移动至第一感应开关的位置时，控制模块控制浮板液压缸通过第二连通口426向第二左腔422中输入高压液压油，推动第二活塞421向右移动，直到该第二活塞421触发第二感应开关。第二活塞421和第一活塞411右移过程与左移过程类似，此处不再赘述。

第二流体能转换器700分别与气体存储罐500和集压缸230连接，用于将气压转换为液压，并将输出的高压液压油至所述集压缸230。该第二流体能转换器700的结构与第一流体能转换器400的结构类似，不同之处在于，该第二流体能转换器700通过高压气体驱动活塞往复移动，输出高压液体。由于二者结构类似，此处不再对该第二流体能转换器700进行赘述。

使用时，通过采集装置100驱动液压缸210中输出低压流体，该低压流体经过若干增压器220持续增压后，将该输出的高压流体输出集压缸230之中。当集压缸230中的压力达到一预先设定值后，集压缸230中的高压流体从集压缸出口2314中喷出，推动液压马达240转动，从而带动发电机组300输出电能。

最后应说明的是：以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但是凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种波浪能量转换***，包括采集装置、转换装置和发电机组，所述采集装置与所述转换装置连接，用于采集浪能；所述转换装置与所述发电机组连接，用于将波浪能进行转换后驱动所述发电机组发电，其特征在于：

所述采集装置包括若干浮板和机架，所述浮板一端铰接于所述机架上，并且与所述转换装置连接；

所述转换装置包括液压缸、集压缸和液压马达，所述浮板与所述液压缸连接，所述液压缸与所述集压缸连接，所述集压缸流出的流体驱动所述液压马达旋转；

所述发电机组与所述液压马达连接，通过液压马达驱动所述发电机组发电，所述采集装置还包括一滑套、活动件和两端分别铰接于该滑套和活动件上的第一伸缩杆；

所述滑套通过一沿竖直方向设置的第一移动副与所述机架连接，该滑套与机架之间还设有一第二伸缩杆，通过该第二伸缩杆驱动所述滑套沿所述第一移动副上下移动；

所述活动件通过一沿左右方向设置的第二移动副与所述浮板连接，该活动件与该浮板之间还设有一第三伸缩杆，通过该第三伸缩杆驱动所述活动件沿所述第二移动副左右移动。

2.如权利要求1所述的波浪能量转换***，其特征在于，所述第一伸缩杆、第二伸缩杆和第三伸缩杆为油压臂；所述第一移动副包括沿竖直方向设置的第一导轨，所述滑套沿该第一导轨移动；所述第二移动副包括一第二导轨，所述活动件沿该第二导轨左右移动。

3.如权利要求2所述的波浪能量转换***，其特征在于，所述采集装置还包括一连接架、提升装置和浮板平台，所述浮板平台通过所述第一导轨与所述机架连接；所述提升装置与所述浮板平台连接，用于驱动所述浮板平台沿所述第一导轨上下移动；所述浮板固定于所述连接架的一端，该连接架的另外一端与所述浮板平台铰接。

4.如权利要求3所述的波浪能量转换***，其特征在于，所述浮板包括并列设置的第一浮板和第二浮板；所述第一浮板包含一个迎向波浪导流表面的第一容纳腔；所述第二浮板包含一个迎向波浪导流表面的第二容纳腔；所述第一容纳腔底部安装有第一水轮机；所述第二容纳腔底部安装有第二水轮机，所述第一水轮机和第二水轮机连接一气泵，该气泵与一气体存储罐连接。

5.如权利要求4所述的波浪能量转换***，其特征在于，所述第一容纳腔上呈开口逐次增大的喇叭状，其带有一个面对着迎面波浪前进方向的第一开口；随着波浪由第一开口处进入第一容纳腔，其口径逐渐收窄；所述第二容纳腔上呈开口逐次增大的喇叭状，其带有一个面对着迎面波浪前进方向的第二开口，随着波浪由第二开口处进入第二容纳腔，其口径逐渐收窄。

6.如权利要求5所述的波浪能量转换***，其特征在于，所述液压缸包括若干依次串联的缸单元，所述缸单元包括活塞杆、活塞和缸体，所述活塞固定于所述活塞杆上，所述活塞设于所述缸体之中；所述缸单元的缸体之间相互密封，各缸单元的活塞杆之间固定连接；还包括一出油管和进油管，所述出油管与出油口连接；所述进油管与进油口连接。

7.如权利要求6所述的波浪能量转换***，其特征在于，还包括若干依次串联的增压器，所述增压器串联于所述液压缸和所述集压缸之间，所述增压器包括：

第一缸体，内部设有第一活塞腔，所述第一活塞腔内设有第一活塞，该第一活塞将该第一活塞腔分成第一左腔和第一右腔；所述第一缸体右端设有与所述第一右腔连通的第一连通口；

第二缸体，内部设有一第二活塞腔，该第二活塞腔内设有一第二活塞，该第二活塞将该第二活塞腔分成第二左腔和第二右腔；所述第二缸体左端设有与所述第二左腔连通的第二连通口；所述第二活塞通过一连接杆与所述第一活塞连接；

高压流体出口，通过一第一流出单向阀与所述第一左腔连接和通过一第二流出单向阀与所述第二右腔连接，所述第一流出单向阀的入口与所述第一左腔连接，出口与所述高压流体出口连接；所述第二流出单向阀的入口与所述第二右腔连接，出口与该高压流体出口连接；

低压流体入口，通过一第一流入单向阀与所述第一左腔连接和通过一第二流入单向阀与所述第二右腔连接，所述第一流入单向阀的入口与所述低压流体入口连接，出口与所述第一左腔连接；以及

一换向阀，入口分别与所述低压流体入口和排出口连接，出口分别与所述第一连通口和第二连通口连接，用于将所述低压流体入口与所述第一连通口连通，以及将所述第二连通口和排出口连通；或者，用于将所述低压流体入口与所述第二连通口连通，以及将所述第一连通口和排出口连通。

8.如权利要求7所述的波浪能量转换***，其特征在于，所述集压缸具有一中空的集压缸体，所述集压缸体内设有一集压活塞，该集压活塞将该集压缸分成集压左腔和集压右腔，所述集压左腔内充有气体，所述集压右腔与所述增压器连接，并且通过一阀门排出流体驱动所述液压马达旋转。

9.如权利要求8所述的波浪能量转换***，其特征在于，还包括一第一流体能转换器和第二流体能转换器，所述第一流体能转换器与所述液压缸或者增压器连接，用于将液压转换成气压后存入所述气体存储罐之中；所述气体存储罐与所述第一流体转换器连接，用于存储高压气体；所述第二流体能转换器分别与所述气体存储罐和集压缸连接，用于将气压转换为液压，并将输出的高压液压油至所述集压缸。

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