CN104514671A

CN104514671A - 一种浮标筒式海浪发电机

Info

Publication number: CN104514671A
Application number: CN201310467739.9A
Authority: CN
Inventors: 王涛; 王天泽; 赵东哲; 南璐; 张浩源; 高超
Original assignee: Wuxi Jintianyang Laser Electronic Co Ltd
Current assignee: Wuxi Jintianyang Laser Electronic Co Ltd
Priority date: 2013-09-30
Filing date: 2013-09-30
Publication date: 2015-04-15

Abstract

一种浮标筒式海浪发电机，主要包括浮标筒，永磁发电机，整流器与逆变器等；浮筒体上部分依次设置：整流器、蓄电瓶与交流逆变器，两个永磁电机的轴通过连杆连接，形成发电单元，临近两个发电单元的永磁电机周外壳贴紧刚性连接，设置4对发电单元的轴线空间角度互为45度，相邻发电单元的连杆中间分别设置弹簧连接，从而形成摆动折叠弹簧结构，发电单元的末端设置球形平衡锤，它的周围匀布置3个拉簧，形成整体弹性平衡结构；海浪摇动起伏浮标筒体，破坏了整体弹性结构的力平衡，球形平衡锤依靠惯性带动发电单元连杆摆动，驱动永磁电机的轴转动发电，经整流器变直流电，通过蓄电瓶存储，再通过交流逆变器变成交流电，给浮标灯供电。

Description

一种浮标筒式海浪发电机

技术领域：属于海洋开发与发电工业技术领域。

背景技术：

海洋能源的开发、利用海浪发电，是近年来的热点。

海浪发电机把海浪的动能转化为电能，并入电网，生态而环保。

海洋能量的实用的技术与产品很少见，特别是海上浮标筒的浮标灯的供电多是电瓶供电，有些配备了太阳能供电，同样，多日连续风浪的时候，太阳能供电明显不足，为此，本发明提供一种浮标筒式海浪发电机，利用海浪波涌发电。

发明内容：

本发明涉及一种浮标筒式海浪发电机，主要包括浮标筒，永磁发电机，整流器与逆变器等；浮筒体上部分依次设置：整流器、蓄电瓶与交流逆变器，两个永磁电机的轴通过连杆连接，形成发电单元，临近两个发电单元的永磁电机周外壳贴紧刚性连接，设置4对发电单元的轴线空间角度互为45度，相邻发电单元的连杆中间分别设置弹簧连接，从而形成摆动折叠弹簧结构，发电单元的末端设置球形平衡锤，它的周围匀布置3个拉簧，形成整体弹性平衡结构；海浪摇动起伏浮标筒体，破坏了整体弹性结构的力平衡，球形平衡锤依靠惯性带动发电单元连杆摆动，驱动永磁电机的轴转动发电，经整流器变直流电，通过蓄电瓶存储，再通过交流逆变器变成交流电，给浮标灯供电。

方案一，设置浮标筒。

在海洋暗礁处的海面上设置浮标筒，设置浮筒体，浮筒体分上下两部分，浮筒体上部分内部依次设置：整流器、蓄电瓶与交流逆变器，浮筒体下部分安装永磁电机与连杆的发电单元，弹簧与平衡锤系统，浮筒体分上部分直径大，筒短，浮筒体分下部分直径小些，筒长，上大下小，保持浮标筒45度状态，下部分长留有发电单元与弹簧平衡锤系统的摇摆动空间。

方案二，设置永磁电机发电单元系统

浮筒体上部分的底面设置安装上横梁，上横梁中间位置下面设置固定永磁电机的外壳，永磁电机的轴与连杆的端部轴孔安装连接，连杆另一端的轴孔与另一永磁电机的轴安装连接，如此形成了“双永磁电机连杆结构”的发电单元A，同样，由另外三对永磁电机与对应连杆组成另外3个发电单元A、B、C与D，它们自上而下串联布置，第一组发电单元的下面的永磁电机周外壳与与下一组发电单元的上面的永磁电机周外壳贴紧刚性连接，设置这两个永磁电机的轴线在空间成45度角度，同样，下一组发电单元也如此相连，设置这两个永磁电机的轴线在空间成45度角度，再下一组发电单元，设置其两个永磁电机的轴线在空间成45度角度，这样，四个发电单元的轴线空间角度互为45度，形成末端永磁电机的外壳具有360度空间转动的全自由度，在这个永磁电机的周向外壳刚性连接球形平衡锤，在球形平衡锤的周线均匀布置3个铰链连接拉簧挂在筒壁上，形成球形平衡锤弹性平衡结构。

在上横梁中间设置铰链，在四个发电单元连杆中间设置铰链，在相邻连杆对应铰链之间挂上弹簧，从而形成发电单元永磁发电机轴与连杆的，摆动折叠弹簧伸缩系统结构，简称弹性折叠系统结构，它与球形平衡锤弹性平衡结构配合，形成4个发电单元的整体弹性平衡系统结构。

海浪摇动起伏浮标筒体，破坏了4个发电单元的整体弹性的结构的力平衡，球形平衡锤依靠惯性发生相对运动，同时，球形平衡锤带动发电单元的弹性折叠运动，即连杆摆动驱动永磁电机的轴转动发电。

方案三、设置整流器与蓄电瓶

在浮标筒上部分，依次设置有整流器、蓄电瓶与交流逆变器，在永磁发电机与整流器之间设置连接链连接，在整流器与蓄电瓶之间设置电缆连接，在蓄电瓶与交流逆变器设置电缆连接，交流逆变器上设置发电输出电缆。

永磁发电机发电，通过连接电缆传输到整流器中，整流器输出直流电，通过电缆传输到蓄电瓶中，蓄电瓶存储直流电能并通过电缆传输到交流逆变器中，经交流逆变器变成交流电，通过发电输出电缆输出电能，给浮标灯供电。

也可直接从蓄电瓶直接输出给浮标灯供电。

来自于永磁发电机的电流经整流器后变成直流输出，直流电易于存储，经电缆传输到蓄电瓶中储存同时经电缆连接传输到交流逆变器中，经交流逆变器转换输出交流电，经发电输出电缆输出电能，永磁发电机发电是有波动的，蓄电瓶可以储存直流电能，平缓发电波动。

方案四，设置锚链

为使这种浮标筒式海浪发电机定位于海上，设置锚链，抛锚于暗礁上，一方面定位，另一方面，它使这种浮标筒式海浪发电机不随波逐流，而强制它迎浪起伏，涌动发电。

以上方案综合形成了一种浮标筒式海浪发电机。

本发明的核心内容：

设置浮筒体，浮筒体分上下两部分，浮筒体上部分内部依次设置：整流器、蓄电瓶与交流逆变器，整流器与蓄电瓶之间设置连接电缆连接，蓄电瓶与交流逆变器之间设置连接电缆连接，浮筒体上部分的底面设置安装上横梁，上横梁中间位置下面设置固定永磁电机的外壳，永磁电机的轴与连杆的端部轴孔安装连接，连杆另一端的轴孔与另一永磁电机的轴安装连接，如此形成了“双永磁电机连杆结构”的发电单元A，同样，由另外三对永磁电机与对应连杆组成另外3个发电单元，发电单元B、发电单元C与发电单元D，这4对发电单元自上而下串联布置，第一组发电单元的下面的永磁电机周外壳与与下一组发电单元的上面的永磁电机周外壳贴紧刚性连接，设置这两个永磁电机的轴线在空间成45度角度，同样，下一组发电单元B与发电单元C也如此相连，同样，设置这两个永磁电机的轴线在空间成45度角度，同样，发电单元C与发电单元D也如此相连，同样，设置这两个永磁电机的轴线在空间成45度角度，这样，发电单元A、发电单元B、发电单元C与发电单元D的轴线空间角度互为45度，形成末端即发电单元D的下部永磁电机D的外壳具有360度空间转动的全自由度，在最下边的永磁电机的周向外壳刚性连接球形平衡锤，在球形平衡锤的周线均匀布置3个铰链，在浮标筒下侧壁内侧水平周线上均布铰链，在平衡锤的铰链与筒壁铰链之间挂上拉簧，形成球形平衡锤弹性平衡结构；在上横梁中间设置铰链，在发电单元A、发电单元B、发电单元C与发电单元D的连杆中间的、摆动方向上的前后面分别设置铰链，在上横梁的铰链与在发电单元A的连杆对应铰链之间挂上弹簧，同样在在发电单元A与发电单元B的两个连杆的对应铰链之间挂上弹簧，同样在发电单元B与发电单元C、发电单元C与发电单元D的连杆的对应铰链之间挂上弹簧，从而形成发电单元永磁发电机轴与连杆的摆动折叠弹簧伸缩系统结构，简称弹性折叠系统结构，它与球形平衡锤弹性平衡结构配合形成4个发电单元的整体弹性平衡系统结构。

本发明的发电方式为：海浪摇动起伏浮标筒体，破坏了4个发电单元的整体弹性的结构的力平衡，球形平衡锤依靠惯性对于浮标筒体发生相对运动，同时，球形平衡锤带动4个发电单元的弹性折叠系统发生相对运动，连杆摆动驱动永磁电机的轴转动发电，通过连接电缆传输到整流器中，整流器输出直流电，通过电缆传输到蓄电瓶中，蓄电瓶存储直流电能并通过电缆传输到交流逆变器中，经交流逆变器变成交流电，通过发电输出电缆输出电能，给浮标灯供电。

附图说明：

附图为本发明的结构图，其中分别为：1、发电输出电缆，2、浮标筒体，3、交流逆变器，4、连接电缆I，5、上横梁，6、蓄电池，7、连接电缆II，8、整流器，9、永磁电机A上，10、连杆I，11、永磁电机A下，12、永磁电机B上，13、永磁电机B下，14、永磁电机C上，15、永磁电机C下，16、永磁电机D上，17、永磁电机D下，18、球形平衡锤，19、铰链I，20、弹簧I，21、铰链II，22、地锚，23、弹簧III，24、浮标筒下侧壁，25、连杆IV，26、拉簧IV，27、连杆III，28、拉簧III，29、连杆II，30、连接电缆III，31、拉簧II，32、铰链III，33、拉簧I，34、铰链IV，35、发电单元A，36、发电单元B，37、发电单元C，38、发电单元D。

具体实施方式：

本发明具体实施方式如下：设置浮筒体2，浮筒体2分上下两部分，浮筒体2上部分内部依次设置：整流器8、蓄电瓶6与交流逆变器3，整流器8与蓄电瓶6之间设置连接电缆II7连接，蓄电瓶6与交流逆变器3之间设置连接电缆I4连接，浮筒体2上部分的底面设置安装上横梁5，上横梁5的中间位置设置固定永磁电机A上9的外壳，永磁电机A上9的轴与连杆I的端部轴孔安装连接，连杆I的另一端的轴孔与永磁电机A下11的轴安装连接，如此形成了“双永磁电机连杆”结构的发电单元A35，同样，由永磁电机B上12、永磁电机B下13与连杆II29，组成“双永磁电机连杆”结构的发电单元B36，如此这样再组成发电单元C37与发电单元单元D38，发电单元A35与发电单元B36之间由发电单元A35的永磁电机A下11与发电单元B36的永磁电机B上的周外壳刚性连接，设置其两个永磁电机的轴线在空间成45度角度，同样，发电单元B36与发电单元C37也如此相连，同样，设置其两个永磁电机的轴线在空间成45度角度，同样，发电单元C37与发电单元D38也如此相连，同样，设置其两个永磁电机的轴线在空间成45度角度，这样，发电单元A35、发电单元B36、发电单元C37与发电单元D38的轴线空间角度互为45度，形成连接付末端即发电单元D38的下部电机即永磁电机D下17的外壳具有360度空间转动的全自由度，在永磁电机D下17的轴向外壳刚性连接球形平衡锤18，在球形平衡锤18的周线均匀布置3个铰链II19，在浮标筒下侧壁内侧水平周线上均布铰链I21，在铰链II19与铰链I21之间挂上拉簧20，形成球形平衡锤弹性平衡结构；在上横梁中间设置铰链IV，在发电单元A35的连杆I设置铰链III，铰链IV与铰链III挂上拉簧I，形成了发电单元A35的折叠结构，同样，在发电单元A35与发电单元B36的连杆10与连杆28之间挂有拉簧II31，在发电单元B36与发电单元C37的连杆29与连杆27之间挂有拉簧III28，在发电单元C37与发电单元D38的连杆27与连杆25之间挂有拉簧IV26，至此形成发电单元A35、发电单元B36、发电单元C37与发电单元D38的弹性折叠系统结构，它与球形平衡锤弹性平衡结构配合形成4个发电单元的整体弹性平衡系统结构。

海浪摇动起伏浮标筒体2，破坏了4个发电单元的整体弹性的平衡，球形平衡锤18依靠惯性与浮标筒体2发生相对运动，同时，球形平衡锤18带动发电单元A35、发电单元B36、发电单元C37与发电单元D38的弹性折叠系统发生相对运动，连杆10、连杆29、连杆27与连杆25驱动全部永磁电机的轴转动发电，通过连接电缆30传输到整流器8中，整流器8输出直流电，通过电缆7传输到蓄电瓶6中，蓄电瓶6存储直流电能并通过电缆4传输到交流逆变器3中，经交流逆变器3变成交流电，通过发电输出电缆1输出电能，可给浮标灯供电。

设置锚链22，为使这种浮标筒海浪发电机定位于海上，一方面定位指示暗礁，另一方面，使它不随波逐流，而强制它迎浪起伏涌动发电。

Claims

1.一种浮标筒式海浪发电机，其特征是：设置浮筒体，浮筒体分上下两部分，浮筒体上部分内部依次设置：整流器、蓄电瓶与交流逆变器，整流器与蓄电瓶之间设置连接电缆连接，蓄电瓶与交流逆变器之间设置连接电缆连接，浮筒体上部分的底面设置安装上横梁，上横梁中间位置下面设置固定永磁电机的外壳，永磁电机的轴与连杆的端部轴孔安装连接，连杆另一端的轴孔与另一永磁电机的轴安装连接，如此形成了“双永磁电机连杆结构”的发电单元A，同样，由另外三对永磁电机与对应连杆组成另外3个发电单元，发电单元B、发电单元C与发电单元D，这4对发电单元自上而下串联布置，第一组发电单元的下面的永磁电机周外壳与与下一组发电单元的上面的永磁电机周外壳贴紧刚性连接，设置这两个永磁电机的轴线在空间成垂直角度，同样，下一组发电单元B与发电单元C也如此相连，但是，设置这两个永磁电机的轴线在空间成45度角度，同样，发电单元C与发电单元D也如此相连，但是，设置这两个永磁电机的轴线在空间成垂直角度，这样，发电单元A、发电单元B、发电单元C与发电单元D的轴线空间角度互为45度，形成末端即发电单元D的下部永磁电机D的外壳具有360度空间转动的全自由度，在最下边的永磁电机的周向外壳刚性连接球形平衡锤，在球形平衡锤的周线均匀布置3个铰链，在浮标筒下侧壁内侧水平周线上均布铰链，在平衡锤的铰链与筒壁铰链之间挂上拉簧，形成球形平衡锤弹性平衡结构；在上横梁中间设置铰链，在发电单元A、发电单元B、发电单元C与发电单元D的连杆中间的、摆动方向上的前后面分别设置铰链，在上横梁的铰链与在发电单元A的连杆对应铰链之间挂上弹簧，同样在在发电单元A与发电单元B的两个连杆的对应铰链之间挂上弹簧，同样在发电单元B与发电单元C、发电单元C与发电单元D的连杆的对应铰链之间挂上弹簧，从而形成发电单元永磁发电机轴与连杆的摆动折叠弹簧伸缩系统结构，简称弹性折叠系统结构，它与球形平衡锤弹性平衡结构配合形成4个发电单元的整体弹性平衡系统结构。

2.根据权利要求1所述，其特征为：海浪摇动起伏浮标筒体，破坏了4个发电单元的整体弹性的结构的力平衡，球形平衡锤依靠惯性对于浮标筒体发生相对运动，同时，球形平衡锤带动4个发电单元的弹性折叠系统发生相对运动，连杆摆动驱动永磁电机的轴转动发电，通过连接电缆传输到整流器中，整流器输出直流电，通过电缆传输到蓄电瓶中，蓄电瓶存储直流电能并通过电缆传输到交流逆变器中，经交流逆变器变成交流电，通过发电输出电缆输出电能，给浮标灯供电。