CN104389723A - 波浪能发电装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种波浪能发电装置，包括筒体，所述筒体具有封闭的内腔，所述筒体的内腔中设有第一动子、第二动子、第一定子、第二定子、连接杆、第一弹性板、第二弹性板、第三弹性板和第四弹性板，所述第一弹性板、第二弹性板、第三弹性板和第四弹性板均连接在筒体上，所述连接杆的两端与第一弹性板和第二弹性板装连，所述连接杆的杆身分别与第一动子和第二动子相连，所述第一动子和第二动子分别与第三弹性板和第四弹性板相连，所述第一定子和第二定子均与筒体装连，第一定子和第二定子的至少一个侧面分别与相应的第一动子和第二动子的侧面相靠近。本发明能够减少波浪能振动的损耗，发电效率高，无需维护，结构简单且能实现大面积波浪能收集。

Description

波浪能发电装置
技术领域
本申请是申请日为2012.12.5，申请号为201210515661.9，名称为波浪能发电装置的分案申请。本发明涉及一种波浪能发电装置。
背景技术
海洋辽阔无际，占地球表面70.8％，海浪无休无止、从不停息，海洋“无风三尺浪”，浪起浪落中蕴藏着巨大的能量。利用海浪发电，对解决世界的能源问题有着重大的意义。
上世纪70年代起由于石油危机，各国科学家开始探索海浪发电，研制出几种不同类型的海浪发电站。海浪发电系统由海浪能量、能量转换器、发电机系统、变电设备组成。其中能量转换器是将海浪能量转换为发电设备可以吸收的能量，直接关系到海浪发电的效果，因此它是重要的发电设备；发电机系统包括旋转机构和传统发电机，目前人们开始研究用直线电机发电，减少中间旋转机构；变电设备的功能是将发电机发出的不同频率的电转变为工频电，供用户使用。经过30多年的研究，科学家设计出几十种不同的发电装置，以提高发电效率。这种形式的发电站已经在英国使用，发出的电已经接入电网。
现有的波浪能发电装置存在以下缺点：结构不合理，摩擦副多，波浪能振动损耗大，使用寿命低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够减少波浪能振动的损耗，发电效率高，无需维护，结构简单的波浪能发电装置。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种波浪能发电装置，包括筒体，所述筒体具有封闭的内腔，所述筒体的内腔中设有第一动子、第二动子、第一定子、第二定子、连接杆、第一弹性板、第二弹性板、第三弹性板和第四弹性板，所述第一弹性板、第二弹性板、第三弹性板和第四弹性板均连接在筒体上，所述连接杆的两端与第一弹性板和第二弹性板装连，所述连接杆的杆身分别与第一动子和第二动子相连，所述第一动子和第二动子分别与第三弹性板和第四弹性板相连，所述第一定子和第二定子均与筒体装连，第一定子和第二定子的至少一个侧面分别与相应的第一动子和第二动子的侧面相靠近；
所述第一动子和第二动子均为含有N极和S极的磁性体；所述第一定子和第二定子均为线圈；
所述筒体包括上筒体、第一中筒体、第二中筒体、第三中筒体和下筒体，所述上筒体、第一中筒体、第二中筒体、第三中筒体和下筒体依次固定连接成整体，第一中筒体、第三中筒体上分别具有第一定子支架和第二定子支架，所述第一定子和第二定子分别与第一定子支架和第二定子支架固定，所述筒体内设有气流搅动装置。
所述磁性体为具有磁性体环形槽的圆环形体，所述线圈为圆环形体，线圈插在磁性体环形槽中且能相对磁性体轴向运动；或者线圈为具有线圈环形槽的圆环形体，所述磁性体为圆环形体，磁性体插在线圈环形槽中且能相对线圈轴向运动。
所述磁性体环形槽的底部均开有通气孔，通气孔的两端分别连通定子和动子之间的间隙和筒体的内腔；或者所述线圈环形槽的底部均开有通气孔，通气孔的两端分别连通定子和动子之间的间隙和筒体的内腔。
所述磁性体和线圈均为圆环形体；而且磁性体为外环，线圈为内环，或者线圈为外环，磁性体为内环。
所述第一弹性板和第二弹性板均为波纹膜片，且第一弹性板和第二弹性板分别位于内腔中的上下部，第一弹性板和第二弹性板的外周均与筒体固定连接，第一弹性板和第二弹性板的中部分别通过相应的第一连接件与连接杆固定连接，所述第三弹性板和第四弹性板均为开槽平片，第三弹性板和第四弹性板的外周均与筒体固定连接，第三弹性板和第四弹性板的中部与相应的第一动子、第二动子直接相连，所述第一动子和第二动子通过相应的第二连接件与连接杆固定。
所述上筒体、下筒体上均具有缓冲套，连接杆的上下端分别插入相应的缓冲套的套孔中且与缓冲套松配合，连接杆的上下端还装有缓冲弹簧，缓冲弹簧一端与连接杆相抵，另一端套在缓冲套外且与缓冲套或筒体相抵。
所述第二中筒体的内壁上分布有多个散热肋；所述下筒体的底部还具有电气安装空间。
所述筒体外壁上设有若干个对称分布的铰链连接座。以实现多个波浪能发电装置相互连接，大面积收集海洋波浪能量。
所述气流搅动装置是冷却风扇，第一定子支架和第二定子支架上均轴向固接有若干个冷却风扇。
所述气流搅动装置是扰流板，扰流板与第一动子、第二动子、连接杆固定连接，扰流板随第一动子、第二动子及连接杆上下运动搅动气体流动。
采用上述结构后，当本发明随波浪上下浮动时，第一动子、第二动子在第一弹性板、第二弹性板、第三弹性板和第四弹性板的导向作用下与相应的第一定子、第二定子发生上下相对运动，从而切割磁感线达到发电目的。由于本发明的发电部件装在筒体的封闭的内腔内，因此，避免了海面漂浮污染物的污秽影响，微生物的侵蚀；由于连接杆的两端与第一弹性板和第二弹性板装连，第一动子和第二动子分别与第三弹性板和第四弹性板相连，第一弹性板、第二弹性板、第三弹性板和第四弹性板能够使连接杆及第一动子和第二动子上下竖直运动，因此，运动轴心稳定居中，不易偏离，减少了波浪能振动的损耗，发电效率高，能输出较大功率的电流；由于连接杆的杆身分别与第一动子和第二动子相连，连接杆及第一动子和第二动子均由第一弹性板、第二弹性板、第三弹性板和第四弹性板导向，动子悬在筒体内腔中，因此，无摩擦、损耗小，无需润滑，无需维护；本发明还具有结构简单，便于批量生产，易于生产和布置，成本低，发电效率高，无污染，使用寿命长等特点，可适用于多种水域和环境。
附图说明
下面结合附图给出的实施例对本发明作进一步详细地说明。
图1是本发明的波浪能发电装置的结构正视图；
图2是图1的俯视图； 
图3是图1沿A-A线的剖视图；
图4是本发明的立体剖视示意图；
图5是本发明中的一种结构的动子与连接杆连接的示意图；
图6是图5沿B-B线的剖视图；
图7是图5的俯视图；
图8是图5的立体剖视示意图；
图9是本发明中的磁性体与线圈的第一种配合结构示意图；
图10是本发明中的磁性体与线圈的第二种配合结构示意图；
图11是本发明中的磁性体与线圈的第三种配合结构示意图；
图12是本发明中的磁性体与线圈的第四种配合结构示意图；
图13是图3中的磁性体与第一弹性板、第二弹性板第三弹性板和第四弹性板及连接杆的连接结构示意图；
图14是本发明中的筒体的另一种结构示意图；
图15是本发明工作时的冷却气流状态示意图；
图16是本发明中的气流搅动装置的另外一种安装结构示意图。
具体实施方式
如图1、2、3、4、5、6、7、8、9所示，本发明的一种波浪能发电装置，包括筒体1，所述筒体1具有封闭的内腔1-5，所述筒体1的内腔1-5中设有第一动子、第二动子、第一定子、第二定子、连接杆8、第一弹性板6、第二弹性板9、第三弹性板6’和第四弹性板9’，所述第一弹性板6、第二弹性板9、第三弹性板6’和第四弹性板9’均连接在筒体1上，所述连接杆8的两端与第一弹性板6和第二弹性板9装连，所述连接杆8的杆身分别与第一动子和第二动子相连，所述第一动子和第二动子分别与第三弹性板6和第四弹性板9相连，所述第一定子和第二定子均与筒体1装连，第一定子和第二定子的至少一个侧面分别与相应的第一动子和第二动子的侧面相靠近。
如图 3、4、9、11、12所示，所述第一动子和第二动子均为含有N极和S极的磁性体4；所述第一定子和第二定子均为线圈3。当然，也可以是：第一动子和第二动子均为线圈3；第一定子和第二定子均为含有N极和S极的磁性体4，如图 10所示。
如图3、4、5、6、7、8、9所示，所述磁性体4为具有磁性体环形槽4-2的圆环形体，所述线圈3为圆环形体，线圈3插在磁性体环形槽4-2中且能相对磁性体4轴向运动；或者线圈3为具有线圈环形槽3-2的圆环形体，所述磁性体4为圆环形体，磁性体4插在线圈环形槽3-2中且能相对线圈3轴向运动，如图 10所示。
如图3、4、5、6、7、8、9所示，所述磁性体环形槽4-2的底部均开有通气孔4-1，通气孔4-1的两端分别连通定子和动子之间的间隙34和筒体1的内腔1-5；或者所述线圈环形槽3-2的底部均开有通气孔3-1（参见图 10），通气孔3-1的两端分别连通定子和动子之间的间隙34和筒体1的内腔1-5。这样，就可以利用磁性体4与线圈3的相对运动使磁性体环形槽4-2或线圈环形槽3-2中产生气体流动，从而将发热源的热量送到筒体1的内腔1-5，以利于散热。
本发明中的磁性体与线圈的另几种配合结构，如图11、12所示，所述磁性体4和线圈3均为圆环形体；而且磁性体4为外环，线圈3为内环，见图11；或者线圈3为外环，磁性体4为内环，见图12。
如图3、4、13所示，为了使连接杆运动更加平稳，所述第一弹性板6和第二弹性板9均为波纹膜片，且第一弹性板6和第二弹性板9分别位于内腔1-5中的上下部，第一弹性板6和第二弹性板9的外周均与筒体1固定连接，第一弹性板6和第二弹性板9的中部分别通过相应的第一连接件7与连接杆8固定连接，所述第三弹性板6’和第四弹性板9’均为开槽平片，第三弹性板6’和第四弹性板9’的外周均与筒体1固定连接，第三弹性板6’和第四弹性板9’的中部与相应的第一动子、第二动子直接相连，所述第一动子和第二动子通过相应的第二连接件5与连接杆8固定。所述第一弹性板6和第二弹性板9也可以由一片以上叠加组成。所述第一弹性板6和第二弹性板9也可以为弹簧平片。
如图1、3、14所示，为了便于组装和制造，所述筒体1包括上筒体1-1、第一中筒体1-2、第二中筒体1-2’、第三中筒体1-2’’和下筒体1-3，所述上筒体1-1、第一中筒体1-2、第二中筒体1-2’、第三中筒体1-2’’和下筒体1-3依次固定连接成整体，第一中筒体1-2、第三中筒体1-2’’上分别具有第一定子支架11和第二定子支架10，所述第一定子和第二定子分别与第一定子支架11和第二定子支架10固定，所述筒体1内设有气流搅动装置2。所述气流搅动装置2是冷却风扇，第一定子支架11和第二定子支架10上均轴向固接有若干个冷却风扇。这样，利用冷却风扇使筒体1内形成循环气流（参见图 15），从而提高散热能力。
如图16所示，所述气流搅动装置2是扰流板，扰流板与第一动子、第二动子、连接杆8固定连接，扰流板随第一动子、第二动子及连接杆8上下运动搅动气体流动。所述气流搅动装置2也可以是像活塞一样插在动子圆环形体中孔内的平板或其它气流推动结构。
如图3、4所示，所述上筒体1-1、下筒体1-3上均具有缓冲套13，连接杆8的上下端分别插入相应的缓冲套13的套孔中且与缓冲套13松配合，连接杆8的上下端还装有缓冲弹簧12，缓冲弹簧12一端与连接杆8相抵，另一端套在缓冲套13外且与缓冲套13或筒体1相抵。缓冲弹簧12可以起调节到第一弹性板6、第二弹性板9、第三弹性板6’和第四弹性板9’的谐振幅度和频率的作用。
如图14所示，为了增强筒体内部的散热，所述第二中筒体1-2’的内壁上分布有多个散热肋1-6；所述下筒体1-3的底部还具有电气安装空间14。
如图1、2、3、4所示，为了便于连接多个波浪能发电装置进行面收集，提高效率，所述筒体1外壁上设有若干个对称分布的铰链连接座1-4。
如图4、15所示，本发明工作时，整个波浪能发电装置浮在水面上，筒体1接受波浪的起伏后上下振动，由于线圈3（或磁性体4）固定连接在筒体1上，因此线圈3（或磁性体4）随筒体1同时振动；在筒体1上连接着第一弹性板6、第二弹性板9、第三弹性板6’和第四弹性板9’，由于第一弹性板6、第二弹性板9、第三弹性板6’和第四弹性板9’的弹簧特性，会产生谐振频率而上下摆动，第一弹性板6和第二弹性板9连接杆8，连接杆8及第三弹性板6’和第四弹性板9’带动磁性体4（或线圈3），这样当筒体1随波浪上下振动的时候，线圈3和磁性体4两者之间将发生上下相对运动，从而使线圈3切割磁力线达到发电目的。发出的电能，通过电气控制处理电路和电缆输送出去。

Claims (9)

1.一种波浪能发电装置，包括筒体（1），其特征在于：
a、所述筒体（1）具有封闭的内腔（1-5），
b、所述筒体（1）的内腔（1-5）中设有第一动子、第二动子、第一定子、第二定子、连接杆（8）、第一弹性板（6）、第二弹性板（9）、第三弹性板（6’）和第四弹性板（9’），
c、所述第一弹性板（6）、第二弹性板（9）、第三弹性板（6’）和第四弹性板（9’）均连接在筒体（1）上，
d、所述连接杆（8）的两端与第一弹性板（6）和第二弹性板（9）装连，
e、所述连接杆（8）的杆身分别与第一动子和第二动子相连，
f、所述第一动子和第二动子分别与第三弹性板（6）和第四弹性板（9）相连，
g、所述第一定子和第二定子均与筒体（1）装连，第一定子和第二定子的至少一个侧面分别与相应的第一动子和第二动子的侧面相靠近；
h、所述第一动子和第二动子均为含有N极和S极的磁性体（4）；所述第一定子和第二定子均为线圈（3）；
i、所述筒体（1）包括上筒体（1-1）、第一中筒体（1-2）、第二中筒体（1-2’）、第三中筒体（1-2’’）和下筒体（1-3），所述上筒体（1-1）、第一中筒体（1-2）、第二中筒体（1-2’）、第三中筒体（1-2’’）和下筒体（1-3）依次固定连接成整体，第一中筒体（1-2）、第三中筒体（1-2’’）上分别具有第一定子支架（11）和第二定子支架（10），所述第一定子和第二定子分别与第一定子支架（11）和第二定子支架（10）固定，所述筒体（1）内设有气流搅动装置（2）。
2.根据权利要求1所述的波浪能发电装置，其特征在于：所述磁性体（4）为具有磁性体环形槽（4-2）的圆环形体，所述线圈（3）为圆环形体，线圈（3）插在磁性体环形槽（4-2）中且能相对磁性体轴向运动；或者线圈（3）为具有线圈环形槽（3-2）的圆环形体，所述磁性体（4）为圆环形体，磁性体（4）插在线圈环形槽（3-2）中且能相对线圈轴向运动。
3.根据权利要求2所述的波浪能发电装置，其特征在于：所述磁性体环形槽（4-2）的底部均开有通气孔（4-1），通气孔（4-1）的两端分别连通定子和动子之间的间隙（34）和筒体（1）的内腔（1-5）；或者所述线圈环形槽（3-2）的底部均开有通气孔（3-1），通气孔（3-1）的两端分别连通定子和动子之间的间隙（34）和筒体（1）的内腔（1-5）。
4.根据权利要求1所述的波浪能发电装置，其特征在于：所述磁性体（4）和线圈（3）均为圆环形体；而且磁性体（4）为外环，线圈（3）为内环，或者线圈（3）为外环，磁性体（4）为内环。
5.根据权利要求1所述的波浪能发电装置，其特征在于：所述第一弹性板（6）和第二弹性板（9）均为波纹膜片，且第一弹性板（6）和第二弹性板（9）分别位于内腔（1-5）中的上下部，第一弹性板（6）和第二弹性板（9）的外周均与筒体（1）固定连接，第一弹性板（6）和第二弹性板（9）的中部分别通过相应的第一连接件（7）与连接杆（8）固定连接，所述第三弹性板（6’）和第四弹性板（9’）均为开槽平片，第三弹性板（6’）和第四弹性板（9’）的外周均与筒体（1）固定连接，第三弹性板（6’）和第四弹性板（9’）的中部与相应的第一动子、第二动子直接相连，所述第一动子和第二动子通过相应的第二连接件（5）与连接杆（8）固定。
6. 根据权利要求1所述的波浪能发电装置，其特征在于：所述第二中筒体（1-2’）的内壁上分布有多个散热肋（1-6）；所述下筒体（1-3）的底部还具有电气安装空间（14）。
7.根据权利要求1所述的波浪能发电装置，其特征在于：所述筒体（1）外壁上设有若干个对称分布的铰链连接座（1-4）。
8. 根据权利要求1所述的波浪能发电装置，其特征在于：所述气流搅动装置（2）是冷却风扇，第一定子支架（11）和第二定子支架（10）上均轴向固接有若干个冷却风扇。
9. 根据权利要求1所述的波浪能发电装置，其特征在于：所述气流搅动装置（2）是扰流板，扰流板与第一动子、第二动子、连接杆（8）固定连接，扰流板随第一动子、第二动子及连接杆（8）上下运动搅动气体流动。
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