專利名稱：潮流能和波浪能綜合性能測試裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于潮流能和波浪能綜合利用技術(shù)領(lǐng)域，具體來講涉及一種試驗用的潮流能和波浪能綜合性能測試裝置。
背景技術(shù)：
在海島上，潮流能捕獲裝置和波浪能捕獲裝置將海洋能一次捕獲后，轉(zhuǎn)換為液壓能，所述液壓能一方面可以驅(qū)動液壓馬達(dá)帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電，通過整流、穩(wěn)壓、逆變后為島上用戶提供用電；另一方面通過液壓馬達(dá)帶動高壓泵工作為 制淡系統(tǒng)提供能量，為島上用戶供應(yīng)淡水。為了使潮流能捕獲裝置和波浪能捕獲裝置能更高效地捕獲能量，在正式投入使用前，需要對潮流能捕獲裝置和波浪能捕獲裝置的綜合性能進(jìn)行測試，通過測試來調(diào)整潮流能捕獲裝置和波浪能捕獲裝置的相關(guān)參數(shù)，使得潮流能捕獲裝置和波浪能捕獲裝置的能量捕獲效率和可靠性更高。但將潮流能捕獲裝置和波浪能捕獲裝置直接放入海中測試，由于風(fēng)浪等原因造成設(shè)備安全性和測試人員的人身安全性均較差，測試工況不易控制、耗時長，造成海中測試人力和物力投入大、費(fèi)用高。故需要一種能人工調(diào)整工況對潮流能捕獲裝置和波浪能捕獲裝置的綜合性能進(jìn)行測試的裝置，現(xiàn)有技術(shù)不能提供這樣的測試裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，提供一種能人工調(diào)整工況對潮流能捕獲裝置和波浪能捕獲裝置的綜合性能進(jìn)行測試的潮流能和波浪能綜合性能測試裝置。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是，提供一種具有以下結(jié)構(gòu)的潮流能和波浪能綜合性能測試裝置，它包括水槽、造流機(jī)構(gòu)、造波機(jī)構(gòu)、潮流能捕獲裝置、波浪能捕獲裝置、液壓系統(tǒng)、發(fā)電裝置、制淡裝置、測試單元，所述造流機(jī)構(gòu)和造波機(jī)構(gòu)設(shè)在水槽一端，所述潮流能捕獲裝置和波浪能捕獲裝置設(shè)在水槽中部，所述潮流能捕獲裝置和波浪能捕獲裝置均與液壓系統(tǒng)連接，所述液壓系統(tǒng)一路與發(fā)電裝置連接，所述液壓系統(tǒng)另一路與制淡裝置連接，所述測試單元分別與發(fā)電裝置和制淡裝置連接。采用以上結(jié)構(gòu)后，本發(fā)明潮流能和波浪能綜合性能測試裝置與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)
由于本發(fā)明提供了一種可在實驗室進(jìn)行試驗的潮流能和波浪能綜合性能測試裝置，它包括造流機(jī)構(gòu)、造波機(jī)構(gòu)、潮流能捕獲裝置、波浪能捕獲裝置、液壓系統(tǒng)、發(fā)電裝置、制淡裝置、測試單元，所述造流機(jī)構(gòu)和造波機(jī)構(gòu)用來模擬海洋能中的潮流能和波浪能，且在試驗條件下，模擬的潮流能流速和波浪能浪高可人工調(diào)整和控制，也就是可以模擬各種工況的潮流能和波浪能，潮流能捕獲裝置和波浪能捕獲裝置對各種工況下的潮流能和波浪能進(jìn)行捕獲，捕獲后的能量通過液壓系統(tǒng)傳輸和存儲，并用于發(fā)電裝置發(fā)電和制淡裝置淡化海水，發(fā)電裝置輸出電量和制淡裝置輸出淡水的體積通過測試單元測試，通過測試數(shù)據(jù)來判斷潮流能捕獲裝置和波浪能捕獲裝置的捕獲效率，如波浪能浪高不變化情況下，先針對潮流能捕獲裝置在各種潮流能流速工況下的能量捕獲效率進(jìn)行測試，針對測試數(shù)據(jù)來調(diào)整潮流能捕獲裝置的相關(guān)參數(shù)以使波浪能捕獲裝置與潮流能捕獲裝置綜合捕獲效率更高；然后針對波浪能捕獲裝置在各種波浪能浪高工況下進(jìn)行測試，通過測試單元的測試數(shù)據(jù)來調(diào)整波浪能捕獲裝置中各部件的尺寸大小等相關(guān)參數(shù)以使潮流能與波浪能綜合捕獲效率更聞，綜合測試數(shù)據(jù)，選擇潮流能和波浪能綜合捕獲效率較高的潮流能與波浪能耦合裝置，測試試驗完成后對捕獲效率較高、可靠性較好的波浪能與潮流能耦合裝置制造后投入海中測試和使用，與直接投入海中進(jìn)行測試相比，在實驗室做測試降低了測試成本，同時實驗室條件下設(shè)備的安全性和人員的人身安全有保證，根據(jù)測試結(jié)果制造出的潮流能耦合裝置投入海中使用能提聞潮流能和波浪能綜合捕獲效率。作為改進(jìn)，所述造流機(jī)構(gòu)包括槳葉驅(qū)動機(jī)構(gòu)和槳 葉，所述槳葉與槳葉驅(qū)動機(jī)構(gòu)的輸出軸固定連接，槳葉驅(qū)動機(jī)構(gòu)帶動槳葉旋轉(zhuǎn)，攪動水槽內(nèi)的海水來模擬潮流能。作為改進(jìn)，所述造波機(jī)構(gòu)包括驅(qū)動機(jī)構(gòu)、凸輪、滾輪、連接件和造波板，所述凸輪與驅(qū)動機(jī)構(gòu)的輸出軸固定連接，所述滾輪與凸輪轉(zhuǎn)動連接，所述滾輪與連接件一端固定連接，所述造波板與連接件另一端固定連接，驅(qū)動機(jī)構(gòu)帶動凸輪周期性轉(zhuǎn)動，造波板上下擺動拍打水槽內(nèi)的海水來模擬波浪能。作為改進(jìn)，所述波浪能捕獲裝置位于潮流能捕獲裝置上方，所述波浪能捕獲裝置與潮流能捕獲裝置固定連接，在水槽空間有限的狀況下，節(jié)省空間，方便安裝。作為優(yōu)選,所述潮流能捕獲裝置包括葉輪、葉輪導(dǎo)向棍、導(dǎo)流罩、齒輪傳動機(jī)構(gòu)和支撐架，所述導(dǎo)流罩葉輪固定連接，所述葉輪導(dǎo)向輥與支撐架固定連接，所述支撐架與水槽固定連接，所述齒輪傳動機(jī)構(gòu)與葉輪固定連接，所述葉輪導(dǎo)向輥與葉輪轉(zhuǎn)動連接，所述葉輪和導(dǎo)流罩朝向造流機(jī)構(gòu)，所述波浪能捕獲裝置為振蕩浮子式波浪能捕獲裝置，它包括浮子、基柱、擺臂和擺動缸，所述擺臂一端與浮子鉸接，所述擺臂另一端與擺動缸活塞桿鉸接，所述擺動缸固定在基柱上，所述基柱固定在支撐架上；所述葉輪的水流沖擊下發(fā)生轉(zhuǎn)動的同時，大小齒輪嚙合傳動，帶動液壓泵工作，所述振蕩浮子式波浪能捕獲裝置將浮子的浮動通過擺臂轉(zhuǎn)為擺動缸的液壓能輸出；同時在水槽空間有限的狀況下，基柱直接固定在支撐架上，基柱長度大大縮短，節(jié)省材料，且基柱直接固定在支撐架上安裝后結(jié)構(gòu)更緊湊，節(jié)省空間。作為改進(jìn)，所述液壓系統(tǒng)包括泵、蓄能器組件、電磁閥、液壓馬達(dá)，所述泵的輸入軸與潮流能捕獲裝置的輸出軸固定連接，所述波浪能捕獲裝置出口與蓄能器組件管路連接，所述泵、電磁閥和液壓馬達(dá)經(jīng)管路連接，所述液壓馬達(dá)有兩個，其中一個液壓馬達(dá)與發(fā)電裝置的發(fā)電機(jī)連接，另外一個液壓馬達(dá)與制淡裝置中的泵連接。所述潮流能捕獲裝置經(jīng)泵將捕獲的潮流能轉(zhuǎn)為液壓能通過管路傳輸存儲到蓄能器組件，所述波浪能捕獲裝置捕獲將捕獲的波浪能經(jīng)擺動缸轉(zhuǎn)為液壓能經(jīng)管路傳輸后存儲到蓄能器組件，蓄能器組件內(nèi)存儲的能量通過液壓馬達(dá)輸出用于發(fā)電裝置發(fā)電和制淡裝置海水淡化。 作為改進(jìn)，所述測試裝置它還包括控制裝置，所述測試單元和控制裝置電連接，測試單元的數(shù)據(jù)傳輸給控制裝置，能通過控制裝置以演示的方式直觀表示出來。作為優(yōu)選，所述測試單元包括用于測量潮流能流速的傳感器、用于測量波浪能浪高的傳感器、用于測量液壓系統(tǒng)中各管路內(nèi)壓力的壓力傳感器、用于測量制淡裝置的淡水流速的流速傳感器、用于測量采集發(fā)電裝置輸出電功率的電量采集卡、與各傳感器相配的顯示儀表和用于安裝顯示儀表的控制柜，所述測淡水流速的傳感器安裝在制淡裝置淡水輸出總管路上，所述測量波浪能浪高的傳感器設(shè)在水槽內(nèi)壁上，所述測量潮流能流速的傳感器設(shè)在潮流能捕獲裝置上，所述控制柜設(shè)在水槽的一角。所述傳感器將測量的數(shù)據(jù)傳送到顯示儀表進(jìn)行顯示，通過顯示儀表直觀得到測試需要的數(shù)據(jù)。作為改進(jìn)，所述水槽包括內(nèi)膽和外框，所述內(nèi)膽和外框固定連接，所述內(nèi)膽兩端設(shè)有通流口，所述內(nèi)膽將水槽分為上下兩層，實驗用海水經(jīng)由通流口在內(nèi)膽上方和下方循環(huán)流動，使得在測試過程中實驗用海水可循環(huán)使用。作為改進(jìn)，所述水槽底部設(shè)有移動裝置和可調(diào)整高度的支撐機(jī)構(gòu)，所述移動裝置可方便推動水槽移動，所述支撐機(jī)構(gòu)可在水槽不移動時，支撐水槽。


圖I所示是本發(fā)明潮流能和波浪能綜合性能測試裝置的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。圖2所示是圖I中的前視結(jié)構(gòu)示意圖。圖3所示是圖I中的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖。圖中所示1、水槽，I. I、內(nèi)膽，I. 2、外框，I. 3通流口，I. 4、支架，2、造流機(jī)構(gòu)，2. I、
槳葉驅(qū)動機(jī)構(gòu)，2. 2、槳葉，3、造波機(jī)構(gòu)，3. I、驅(qū)動機(jī)構(gòu)，3. 2、凸輪，3. 3、滾輪，3. 4、連接件，
3.5、造波板，3. 6、調(diào)整機(jī)構(gòu)，4、潮流能捕獲裝置，4. I、葉輪，4. 2、葉輪導(dǎo)向輥，4. 3、導(dǎo)流罩，
4.4、齒輪傳動機(jī)構(gòu)，4. 5、支撐架，5、波浪能捕獲裝置，5. I、浮子，5. 2、基柱，5. 3、擺臂，5. 4、擺動缸，6、液壓系統(tǒng)，6. I、泵，6. 2、蓄能器組件，6. 3、電磁閥，6. 4、液壓馬達(dá)，7、發(fā)電裝置，8、制淡裝置，9、控制裝置，10、移動裝置，11、支撐裝置，12、測試單元。
具體實施例方式 下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。請參照圖I、圖2和圖3所示，本發(fā)明潮流能和波浪能綜合性能測試裝置，它包括水槽I、造流機(jī)構(gòu)2、造波機(jī)構(gòu)3、潮流能捕獲裝置4、波浪能捕獲裝置5、液壓系統(tǒng)6、發(fā)電裝置7、制淡裝置8、測試單元12，所述造流機(jī)構(gòu)2和造波機(jī)構(gòu)3設(shè)在水槽I 一端，所述潮流能捕獲裝置4和波浪能捕獲裝置5設(shè)在水槽I中部，所述潮流能捕獲裝置4和波浪能捕獲裝置5均與液壓系統(tǒng)6連接，所述液壓系統(tǒng)6 —路與發(fā)電裝置7連接，所述液壓系統(tǒng)6另一路與制淡裝置8連接，所述測試單元分別與發(fā)電裝置7和制淡裝置8連接。所述造流機(jī)構(gòu)2包括槳葉驅(qū)動機(jī)構(gòu)2. I和槳葉2. 2，所述槳葉2. I與槳葉驅(qū)動機(jī)構(gòu)2. 2的輸出軸固定連接，所述槳葉驅(qū)動機(jī)構(gòu)2. I為伺服電機(jī)，且需要采用防水處理，如采用隔板將槳葉驅(qū)動機(jī)構(gòu)2. I和裝有海水的水槽I隔開。所述造波機(jī)構(gòu)3包括驅(qū)動機(jī)構(gòu)3. I、凸輪3. 2、滾輪3. 3、連接件3. 4和造波板3. 5，所述凸輪3. 2與驅(qū)動機(jī)構(gòu)3. I的輸出軸固定連接，所述滾輪3. 3與凸輪3. 2轉(zhuǎn)動連接，所述滾輪3. 3與連接件3. 4 一端固定連接，所述造波板3. 5與連接件3. 4另一端固定連接。所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)3. I采用伺服電機(jī)，且需要采用防水處理，如采用隔板將驅(qū)動機(jī)構(gòu)3. I和裝有海水的水槽I隔開，所述滾輪3. 3上方設(shè)有調(diào)整機(jī)構(gòu)3. 6，所述調(diào)整機(jī)構(gòu)3. 6兩側(cè)設(shè)有擋翼使得滾輪3. 3不易從凸輪3. 2上掉下去，始終與凸輪3. 2保持接觸，所述連接件3. 4為扭簧，所述扭簧使得滾輪3. 3跟隨凸輪上下移動時，造波板3. 5只是上下擺動而不會竄動。所述波浪能捕獲裝置5位于潮流能捕獲裝置4上方，所述波浪能捕獲裝置5與潮流能捕獲裝置4固定連接。
所述潮流能捕獲裝置4包括葉輪4. I、葉輪導(dǎo)向輥4. 2、導(dǎo)流罩4. 3、齒輪傳動機(jī)構(gòu)4. 4和支撐架4. 5，所述導(dǎo)流罩4. 3葉輪4. I固定連接，所述葉輪導(dǎo)向輥4. 2與支撐架4. 5固定連接，所述支撐架4. 5與水槽I固定連接，所述齒輪傳動機(jī)構(gòu)4. 4與葉輪4. I固定連接，所述葉輪導(dǎo)向輥4. 2與葉輪4. I轉(zhuǎn)動連接，所述葉輪4. I和導(dǎo)流罩4. 3朝向造流機(jī)構(gòu)2，所述波浪能捕獲裝置5為振蕩浮子式波浪能捕獲裝置，它包括浮子5. I、基柱5. 2、擺臂5. 3和擺動缸5. 4，所述擺臂5. 3 一端與浮子5. I鉸接，所述擺臂5. 3另一端與擺動缸5. 4活塞桿鉸接，所述擺動缸5. 4固定在基柱5. 2上，所述基柱5. 2固定在支撐架4. 5上。
所述葉輪4. I包括內(nèi)圈、外圈和葉片，其中內(nèi)圈、外圈上均布有安裝孔；葉片通過緊固件緊固在內(nèi)圈和外圈上，葉片的角度一般設(shè)為12°，針對不同的海域常出現(xiàn)的潮流狀況對葉片的角度進(jìn)行調(diào)整，葉片數(shù)量根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整。在葉輪的外圈上一般均布4-8組螺母絲桿機(jī)構(gòu)，所述螺母絲桿機(jī)構(gòu)一方面用來固定葉片使葉片與內(nèi)圈、葉片與外圈不發(fā)生相對轉(zhuǎn)動，另一方面通過螺母絲桿機(jī)構(gòu)可以來調(diào)整葉片的角度。在水流的沖擊作用下，葉輪4. I發(fā)生轉(zhuǎn)動。所述葉輪導(dǎo)向輥4. 2固定在支撐架4. 5上，與葉輪4. I的外圈相切，沿葉輪4. I外周面方向均布有3組，葉輪導(dǎo)向輥4. 2兩端的凸臺用來夾緊葉輪4. 2同時起到導(dǎo)向的作用。所述導(dǎo)流罩4. 3有兩個，所述導(dǎo)流罩4. 3均與外圈固定連接，所述兩個導(dǎo)流罩4. 3關(guān)于葉輪4. I對稱設(shè)置，可以實現(xiàn)潮流能的雙向捕獲。導(dǎo)流罩4. 3起聚流作用的同時增加水流的速度，從而降低葉輪4. I的啟動流速,大大提高發(fā)電效率,還可以起到保護(hù)葉片的作用。所述齒輪傳動機(jī)構(gòu)4. 4包括大齒輪和小齒輪,所述大齒輪安裝在葉輪4. I的外圈上，所述小齒輪與液壓泵連接，葉輪4. I在水流沖擊下發(fā)生轉(zhuǎn)動，大齒輪與小齒輪嚙合傳動。所述支撐架4. 5由槽鋼焊接而成，起支撐葉輪4. I的作用，所述支撐架4. 5表面進(jìn)行防銹處理。所述液壓系統(tǒng)6包括泵6. I、蓄能器組件6. 2、電磁閥6. 3、液壓馬達(dá)6. 4，所述泵6. I的輸入軸與潮流能捕獲裝置4的輸出軸固定連接，所述波浪能捕獲裝置5出口與蓄能器組件6. 2管路連接，所述泵6. I、電磁閥6. 3和液壓馬達(dá)6. 4經(jīng)管路連接，所述液壓馬達(dá)6. 4有兩個，其中一個液壓馬達(dá)6. 4與發(fā)電裝置7的發(fā)電機(jī)連接，另外一個液壓馬達(dá)6. 4與制淡裝置8中的泵連接。所述泵6. I的輸入軸與潮流能捕獲裝置4的輸出軸固定連接是指，所述泵6. I的輸入軸與齒輪傳動機(jī)構(gòu)4. 4的小齒輪轉(zhuǎn)軸固定連接，葉輪4. I轉(zhuǎn)動時大齒輪與小齒輪嚙合傳動從而帶動泵6. I工作。所述蓄能器組件6. 2包括3個蓄能器，其中兩個蓄能器分別與泵6. I和擺動缸5. 4經(jīng)分支管路連接，第三個蓄能器設(shè)在兩個分支管路合并后的主管路上，所述蓄能器組件6. 2、電磁閥6. 3、液壓馬達(dá)6. 4、發(fā)電裝置7和制淡裝置8均設(shè)在水槽I上的支架I. 4上，測試時支架I. 4上方的蓄能器組件6. 2、電磁閥6. 3、液壓馬達(dá)6. 4、發(fā)電裝置7和制淡裝置8不淹在水里，一般采用隔板將與支架I. 4上方的發(fā)電裝置7等與裝水的水槽I隔開。所述測試裝置還包括控制裝置9，所述測試單元12和控制裝置9電連接。所述測試單元12包括用于測量潮流能流速的傳感器、用于測量波浪能浪高的傳感器、用于測量液壓系統(tǒng)6中各管路內(nèi)壓力的壓力傳感器、用于測量制淡裝置8的淡水流速的流速傳感器、用于測量采集發(fā)電裝置7輸出電功率的電量采集卡、與各傳感器相配的顯示儀表和用于安裝顯示儀表的控制柜，所述測淡水流速的傳感器安裝在制淡裝置8淡水輸出總管路上，所述測量波浪能浪高的傳感器設(shè)在水槽I內(nèi)壁上，所述測量潮流能流速的傳感器設(shè)在潮流能捕獲裝置4上，所述控制柜設(shè)在水槽I的一角。所述多個顯示儀表安裝在測試單元12控制柜上，所述控制柜設(shè)于水槽I遠(yuǎn)離造波機(jī)構(gòu)3的一端且控制柜內(nèi)的顯示儀表防水處理，控制柜表面防銹蝕處理。
所述測試單元12和控制裝置9電連接是指，所述測試單元12中的傳感器與控制裝置9電連接，所述測試單元12傳感器采集的數(shù)據(jù)通過顯示儀表顯示的同時傳送給控制裝置9，所述控制裝置9包括PLC和PC，PLC接收測試單元12傳送的數(shù)據(jù)，PC對PLC的數(shù)據(jù)采集和處理后通過在PC的顯示器上顯示。所述水槽I包括內(nèi)膽I. I和外框I. 2，所述內(nèi)膽I. I和外框I. 2固定連接，所述內(nèi)膽1.1兩端設(shè)有通流口 I. 3，為了方便水槽I內(nèi)的水通過內(nèi)膽I. I上的通流口 1.3循環(huán)，一般在內(nèi)膽I. I兩端靠近通流口 I. 3處設(shè)有弧形導(dǎo)流塊。所述水槽I底部設(shè)有移動裝置10和可調(diào)整高度的支撐機(jī)構(gòu)11，所述移動裝置10采用移動小車，所述水槽I整個放在移動小車上方便移動，所述支撐機(jī)構(gòu)11固定在移動小車底面，根據(jù)需要來調(diào)整移動小車上的水槽I的高度。所述液壓系統(tǒng)6優(yōu)選選用水液壓元件組成的水液壓系統(tǒng)，如泵6. I采用水泵等，采用水作為介質(zhì)可以避免使用油液作為介質(zhì)時泄露引起的油液污染，同時可省去油箱，在水槽I空間有限的情況下使結(jié)構(gòu)更緊湊。說明的是，圖2和圖3中是去掉控制裝置9和前面的外框板I. 2后的結(jié)構(gòu)示意圖。本發(fā)明潮流能和波浪能綜合性能測試裝置在工作時，水槽I內(nèi)的水位應(yīng)該完全淹沒造流機(jī)構(gòu)2和潮流能捕獲裝置4，且水位應(yīng)該高過波浪能捕獲裝置5中浮子5. I的底面，將浮子5. I浮起，另外水位不高于擺動缸5. 4為佳，通過調(diào)整造流機(jī)構(gòu)2的伺服電機(jī)轉(zhuǎn)速來調(diào)整模擬出來的潮流能的流速，所述潮流能通過潮流能捕獲裝置4捕獲后，通過齒輪傳動機(jī)構(gòu)4. 4輸出給泵6. 1，通過泵6. I將齒輪傳動機(jī)構(gòu)4. 4的機(jī)械能轉(zhuǎn)為泵6. I的液壓能存儲在蓄能器組件6. 2 ;通過調(diào)整造波機(jī)構(gòu)3中的伺服電機(jī)轉(zhuǎn)速來調(diào)整模擬出來的波浪能的浪高，所述波浪能通過波浪能捕獲裝置5捕獲后，通過擺動缸5. 4以液壓能形式輸出后存儲在蓄能器組件6. 2 ;所述蓄能器組件6. 2中的液壓能通過液壓馬達(dá)6. 4轉(zhuǎn)為液壓馬達(dá)6. 4的轉(zhuǎn)速和扭矩，所述液壓馬達(dá)6. 4帶動發(fā)電裝置7中的發(fā)電機(jī)和制淡裝置8中的泵工作，通過發(fā)電裝置7中用來模擬路燈的彩色LED燈、模擬房間燈的LED燈和模擬家電的微型風(fēng)扇表現(xiàn)出來，所述制淡裝置8通過模擬將帶藍(lán)色的海水經(jīng)過濾器后變成透明的水來體現(xiàn)。對各種工況潮流能和波浪能進(jìn)行測試，找出綜合性能較好的捕獲潮流能捕獲裝置和波浪能捕獲裝置，換句話說，找出能量捕獲效率較高、捕獲可靠性較好的潮流能捕獲裝置4和波浪能捕獲裝置5的組合；而能量捕獲效率的高低通過測試單元12測出的發(fā)電裝置7中電能的輸出功率或制淡裝置8的淡化水流速或體積來體現(xiàn)，若相同測試時間內(nèi)，發(fā)電裝置7中電能的輸出功率低或制淡裝置8的淡化水體積少則反饋出來潮流能捕獲裝置和波浪能捕獲裝置能量捕獲效率較低，通過調(diào)整潮流能捕獲裝置4和波浪能捕獲裝置5的相關(guān)參數(shù)，以達(dá)到能量捕獲效率更高的目的，最后得到綜合性能較好的潮流能捕獲裝置和波浪能捕獲裝置，完成測試。
權(quán)利要求
1.一種潮流能和波浪能綜合性能測試裝置，其特征在于它包括水槽(I)、造流機(jī)構(gòu)(2)、造波機(jī)構(gòu)(3)、潮流能捕獲裝置(4)、波浪能捕獲裝置(5)、液壓系統(tǒng)(6)、發(fā)電裝置(7)、制淡裝置(8)、測試單元(12)，所述造流機(jī)構(gòu)(2)和造波機(jī)構(gòu)(3)設(shè)在水槽(I) 一端，所述潮流能捕獲裝置(4)和波浪能捕獲裝置(5)設(shè)在水槽(I)中部，所述潮流能捕獲裝置(4)和波浪能捕獲裝置(5)均與液壓系統(tǒng)(6)連接，所述液壓系統(tǒng)(6) —路與發(fā)電裝置(7)連接，所述液壓系統(tǒng)(6)另一路與制淡裝置(8)連接，所述測試單元分別與發(fā)電裝置(7)和制淡裝置⑶連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的潮流能和波浪能綜合性能測試裝置，其特征在于所述造流機(jī)構(gòu)(2)包括槳葉驅(qū)動機(jī)構(gòu)(2. I)和槳葉(2. 2)，所述槳葉(2. I)與槳葉驅(qū)動機(jī)構(gòu)(2. 2)的輸出軸固定連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的潮流能和波浪能綜合性能測試裝置，其特征在于所述造波機(jī)構(gòu)(3)包括驅(qū)動機(jī)構(gòu)(3. I)、凸輪(3. 2)、滾輪(3. 3)、連接件(3. 4)和造波板(3. 5)，所述凸輪(3. 2)與驅(qū)動機(jī)構(gòu)(3. I)的輸出軸固定連接，所述滾輪(3. 3)與凸輪(3. 2)轉(zhuǎn)動連接，所述滾輪(3. 3)與連接件(3. 4) 一端固定連接，所述造波板(3. 5)與連接件(3. 4)另一端固定連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的潮流能和波浪能綜合性能測試裝置，其特征在于所述波浪能捕獲裝置(5)位于潮流能捕獲裝置(4)上方，所述波浪能捕獲裝置(5)與潮流能捕獲裝置⑷固定連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的潮流能和波浪能綜合性能測試裝置，其特征在于所述潮流能捕獲裝置(4)包括葉輪(4. I)、葉輪導(dǎo)向輥(4. 2)、導(dǎo)流罩(4. 3)、齒輪傳動機(jī)構(gòu)(4. 4)和支撐架(4. 5)，所述導(dǎo)流罩(4. 3)與葉輪(4. I)固定連接，所述葉輪導(dǎo)向輥(4. 2)與支撐架(4.5)固定連接，所述支撐架(4.5)與水槽(I)固定連接，所述齒輪傳動機(jī)構(gòu)(4.4)與葉輪(4. I)固定連接，所述葉輪導(dǎo)向輥(4.2)與葉輪(4. I)轉(zhuǎn)動連接，所述葉輪(4. I)和導(dǎo)流罩(4.3)朝向造流機(jī)構(gòu)(2);所述波浪能捕獲裝置(5)為振蕩浮子式波浪能捕獲裝置，它包括浮子(5. I)、基柱(5. 2)、擺臂(5. 3)和擺動缸(5. 4)，所述擺臂(5. 3) 一端與浮子(5. I)鉸接，所述擺臂(5.3)另一端與擺動缸(5.4)活塞桿鉸接，所述擺動缸(5.4)固定在基柱(5. 2)上，所述基柱(5. 2)固定在支撐架(4. 5)上。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的潮流能和波浪能綜合性能測試裝置，其特征在于所述液壓系統(tǒng)(6)包括泵(6. I)、蓄能器組件(6. 2)、電磁閥(6. 3)、液壓馬達(dá)(6. 4)，所述泵(6. I)的輸入軸與潮流能捕獲裝置(4)的輸出軸固定連接，所述波浪能捕獲裝置(5)出口與蓄能器組件(6. 2)管路連接，所述泵(6. I)、電磁閥(6. 3)和液壓馬達(dá)(6. 4)經(jīng)管路連接，所述液壓馬達(dá)(6.4)有兩個，其中一個液壓馬達(dá)(6.4)與發(fā)電裝置(7)的發(fā)電機(jī)連接，另外一個液壓馬達(dá)(6.4)與制淡裝置(8)中的泵連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的潮流能和波浪能綜合性能測試裝置，其特征在于所述測試裝置還包括控制與演示裝置(9)，所述測試單元(12)和控制與演示裝置(9)電連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的潮流能和波浪能綜合性能測試裝置，其特征在于所述測試單元(12)包括用于測量潮流能流速的傳感器、用于測量波浪能浪高的傳感器、用于測量液壓系統(tǒng)出)中各管路內(nèi)壓力的壓力傳感器、用于測量制淡裝置(8)的淡水流速的流速傳感器、用于測量采集發(fā)電裝置(7)輸出電功率的電量采集卡、與各傳感器相配的顯示儀表和用于安裝顯示儀表的控制柜，所述測淡水流速的傳感器安裝在制淡裝置(8)淡水輸出總管路上，所述測量波浪能浪高的傳感器設(shè)在水槽(I)內(nèi)壁上，所述測量潮流能流速的傳感器設(shè)在潮流能捕獲裝置(4)上，所述控制柜設(shè)在水槽(I)的一角。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的潮流能和波浪能綜合性能測試裝置，其特征在于所述水槽(I)包括內(nèi)膽(I. I)和外框(I. 2)，所述內(nèi)膽(I. I)和外框(1.2)固定連接，所述內(nèi)膽(I. I)兩端設(shè)有通流口(1.3)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的潮流能和波浪能綜合性能測試裝置，其特征在于所述水槽(I)底部設(shè)有移動裝置(10)和可調(diào)整高度的支撐機(jī)構(gòu)(11)。
全文摘要
一種潮流能和波浪能綜合性能測試裝置，它包括水槽、造流機(jī)構(gòu)、造波機(jī)構(gòu)、潮流能捕獲裝置、波浪能捕獲裝置、液壓系統(tǒng)、發(fā)電裝置、制淡裝置、測試單元，所述造流機(jī)構(gòu)和造波機(jī)構(gòu)設(shè)在水槽一端，所述潮流能捕獲裝置和波浪能捕獲裝置設(shè)在水槽中部，所述潮流能捕獲裝置和波浪能捕獲裝置均與液壓系統(tǒng)連接，所述液壓系統(tǒng)一路與發(fā)電裝置連接，所述液壓系統(tǒng)另一路與制淡裝置連接，所述測試單元分別與發(fā)電裝置和制淡裝置連接。該測試裝置能人工調(diào)整工況對潮流能捕獲裝置和波浪能捕獲裝置的綜合性能進(jìn)行測試。
文檔編號G01M15/00GK102767466SQ20121023117
公開日2012年11月7日 申請日期2012年7月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月5日
發(fā)明者張國俊, 朱文斌, 王賢成, 胡寧波 申請人:浙江大學(xué)寧波理工學(xué)院