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【系统结构】
/ [2 x N2 X/ D 浮体上系有绳，绳缠绕在转轮上，转轮与发条、棘轮轴联，棘轮与轴向柱塞泵轴联，轴向柱塞泵为液压系统的输入端，液压系统的输出端为液压马达，其与发电机联接。
" r4 C7 s! v Q# c, l5 B6 z$ [【系统原理】3 e8 u2 x- r0 Y, N% c! C/ d2 M
浮体上升时，拉动转轮，转轮带动棘轮，进而带动柱塞泵；浮体下落时，在发条作用下，转轮反转，将绳收回，因棘轮缘故，不带动柱塞泵反转。柱塞泵将机械能转换成液压能，液压马达将液压能转换成机械能输出给发电机，发电机发电。
7 L. c% b3 i1 q【结构数据】' r: o. V* b7 G% n1 i, ^
浮体：5×1×0.15m' }6 U/ z z e; T+ h L) f. e0 o
绳外径：12mm. s: O6 k6 l7 t! W7 @
转筒径：200mm
1 k' W8 C7 u2 I) p. I* l$ W- L转筒宽：100mm) N0 W2 Z9 K* C! }
轴径：48mm
. E h- I( z; H; }棘轮顶圆直径：192mm
" k/ p1 N) l* ]9 j+ \( I; |; Y棘轮宽度：24mm* L+ i8 i! `5 X2 E7 A. B/ ~2 }
轴向柱塞泵液压：50Mpa
1 c ?) V+ y7 z0 s( `! c! y+ P缸数：8
8 q: E0 ?. ]" D: {' \4 |缸内径：15mm
! J; ]; H0 d5 ^3 E; X; O z4 L斜度：15°
# G+ V' `: f8 m+ o7 k, O$ e5 B Q油管：Oil pipe; |, K( J4 S' C% [4 F% b+ b
轴向柱塞泵：axial plunger pump
1 y9 h7 l( u+ t9 r尼龙绳：Nylon rope
7 L& p; G% {% C) x# g O+ Y棘轮：ratchet wheel
6 S7 _% K3 R& _7 f# B* `" u6 T蓄能器：accumulator1 l" N& h8 Z2 I/ u
易弯面：Surface apt to be crooked# z! X* E, {, \2 K; l
发条：Clockwork spring$ A9 a" ^- Q# j$ `* v: A
发电机：Generator
$ y5 I1 z# A& K) j/ o& c8 e5 I油缸：Oil vat
6 F, Y. ?3 C6 v6 J! c1 P转轮：rotational Wheel
" |5 [0 c- _% H# y q浮体：
/ b$ H; w7 k j9 k弹性衔接面# `5 Z8 D7 L% D- I: _
柱塞泵# ~& f9 Y" W' Z
高压油管
% e. O q0 ?6 Q4 ?液压马达% \" j' f2 Q7 r. F
回油管" k7 F c9 ]) I8 C- ^: n
【工作运行情况分析】
" @- T' A9 j9 @7 p" j) LF=ρgΔh*S≈1000*10*0.1*5*1=5000N Y% _3 u$ `2 C8 V
对于1米多高的海浪，有
$ y/ K" P1 a- `! Y4 ?E=h×F=1m×5000N=5000焦
# ^: [8 q4 E% Y) l4 q( |: ]如果海浪周期为5秒，有) f; e. U) |$ K9 {8 l
P=E/t=5000J/5s=1KW6 H5 D; J4 r9 {4 A. ?
【转换效率】
8 I' J' a1 s: I. }7 n, I6 w绳轮：95%
; c1 f, o' E5 h* I9 v+ T轴向柱塞泵效率：85%8 p* h3 w4 X& n& s% h4 }2 {
液压管路中途损失：5%" A+ c( x6 Q: Z6 [
液压马达转换效率：86%
/ C3 H, {5 E3 T5 U) ?: |发电机效率：96%/ A/ V. |6 n; o9 Z- S% [
电网中途损耗：6%9 \$ ?: J) C; M# L
总转换效率：60%
; A4 ~' y/ I$ x【经济分析】6 y+ l6 z( E8 N/ F# T
浮体+绳轮+柱塞泵转换单元造价：3000元，液压系统、发电机摊派成本：2000元。$ _9 c/ y6 f) \+ A5 p+ O
该系统如工作海域平均波高为1米多高，
7 P. l" I: L# ^* x: O) F则：年收益=俘获功率×转换效率×工作时间×上网电价=1kw×60%×24小时×300天×0.4元=1728元
0 T( V: J2 M( v% a4 ?年收益率=1728/5000=34.56%; p: D' `" y: [ e2 `
【系统特点】# S2 h0 b. @' a. J& b+ p
1、生存性强，抗风浪能力非常好：
6 k$ Q9 d% Q+ Z8 C8 U5 b% ]' @1）该系统，核心部分在海面以下几十米深处，这里比较安静，尽管海面波涛汹涌，主体部分在水下依然安然无恙，继续发电。
3 B; b: m, G9 ]- M4 X4 J/ `2）绳、浮体受力大小取决于负载的多少，而与波浪大小无关。好比一个履带车拖着一个拖车，尽管履带车的发动机马力非常大，但拖车上如果是空的话，拖车与履带车的连接处受力并不大，它只等于拖车所受的摩擦力。但如果拖车满载，这时候，受力就相当大了。, T+ A t7 s2 g: }; f0 L) V
3）绳的收放距离可以很长（可以达到十米以上），这就大大延长了波浪冲击过程中缓冲距离，减小了瞬时冲击力，抗风浪能力由此得以增强。
" A2 W7 W) J6 h0 D+ I) z- ]4）对于水上部分的易弯面，由于其本身具有弹性和延展性，可以起到保护易弯面的作用。即使易弯面被灾害性的海浪击毁，由于易弯面的成本很低廉，且可以修补，所以不会有很大损失。
$ _, b9 `- J8 n: \8 z5 O2、防锈性能良好：机器的核心部分都在箱体内，只有浮体、绳、外涂防腐材料的转轮、轴、机器外壳浸在海水里，而它们都是不怕海水的，所以该系统的抗腐能力没问题。; e& g4 b2 k' }9 O+ ]; s+ o5 S9 t
3、成本低廉：该系统，没有庞大的混凝土室，没有昂贵的不锈钢，没有劳民伤财的土木工程。该系统的主要部件包括：一个作为平台的水泥板及锚、一个展开易弯面用的框架、多个浮板+尼龙绳+转轮+棘轮+轴向柱塞泵的单元、一套液压管路+蓄能器+油缸+发电机。7 [2 D( H/ u' f( F4 L: ~
4、该系统适应波形能力强、波浪能吸收转换效率高2 N5 w5 Q4 T0 u. [1 Y% \
1）浮体、绳与转轮的组合，非常灵活，适应各种波形，尽管这种组合仅能吸收波浪在一个方向上的推力，但这可以通过增加绳、轮组合来弥补，绳可以与易弯面成各种角度由于适应各种波浪，其作业时间也增长。) m: J$ Q9 I2 p, s
2）易弯面呈整个面，与波浪接触，提高了波浪能的接触受力面积。易弯面连续、不漏水，这在很大程度上避免了波浪绕走带来的能量流失。易弯面可以随波起伏，其易弯特性使它能够适应各种波形。
9 [7 J* j5 i; f3 \; `. Q5、可以离岸到深海作业：因为水泥基板底座悬吊于水中，这样就摆脱了对陆地的依赖。拖船可以拖着一整排该发电系统到处走，由此可以移动作业。5 p; U- U) C6 B% I4 M; X% J( h7 o
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发表于 2008-11-27 14:55:35
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