CN104819093A - 往复式海浪发电装置 - Google Patents

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Abstract

本发明给出了一种往复式海浪发电装置，主要利用海浪的波动进行发电，主要包括支撑架、采能器、第一液压缸、主轴、工作平台、发电机、第二液压缸和往复丝杠；其中，支撑架固定在基座上，采能器为条形柔性带，其两端固定在支撑架上；主轴垂直设置在所述采能器上，采能器在海浪作用下连同主轴做往复运动，主轴带动第一液压缸推杆往复运动并转化为第一液压缸的液压能，第一液压缸将液压能通过液压胶管传递给第二液压缸，第二液压缸驱动往复丝杠螺母往复运动，继而驱动往复丝杠带动发电机主轴旋转，从而能够将海浪水平方向的动能转换为发电机主轴的持续转动，使得发电较为稳定。

Description

往复式海浪发电装置
技术领域
该方案涉及一种能量转换装置，具体地说是一种往复式海浪发电装置。
背景技术
海洋面积占地球面积的71％，海浪能在海洋能源中占有重要的比重，是一种丰富、可靠且取之不尽用之不竭的可靠能源。海水的波浪动能蕴藏着巨大的能量，据估算，世界海洋中比较容易利用的波浪能达到700亿千瓦以上，具有巨大的开发潜能。
我国拥有1.8万公里海岸线，且近海受季风气候的影响，特别是在冬季强烈的偏北风作用下，从黄海至南海形成一条东北至西南走向的大波浪带，平均海浪高度在2米以上，周期在4～8秒，具有十分可观的开发潜力。
波浪受水深、风力及洋流的影响比较大，主要包含竖直和水平方向的波动，多年以来，有关波浪能发电的研究持续推进，出现了多种设想；如近年英国等西欧国家开发应用的浮筒式海蛇技术，他们使用几个串联在一起的浮筒骑在海浪上，利用海浪的起伏波角变化来推动浮筒的活塞发电，但由于波浪竖直方向的起伏变化很平缓，使得浮筒的角度变化很小，因此浮筒只能应对很小宽度的波浪；而海浪水平方向的波动存在巨大的功能，尤其是在近海，波浪存在较大开发潜力，如何利用海浪水平方向上的动能是本技术领域技术人员需要研究的方向。
发明内容
为更好利用波浪水平方向的动能，本发明的目的在于提供一种往复式海浪发电装置，利用海浪水平方向的波动进行发电。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案为：一种往复式海浪发电装置，其特征在于，包括支撑架、采能器、第一液压缸、主轴、工作平台、发电机、第二液压缸和往复丝杠；
所述支撑架下端设置在基座上，所述工作平台设置在所述支撑架上侧，所述采能器为长条形柔性带，其两端分别固定在第二立杆上，所述第二立杆垂直设置在所述支撑架与所述基座之间；
所述主轴垂直贯穿所述采能器，且与所述采能器固定连接；
所述第一液压缸固定设置在所述基座上，所述主轴后端与第一液压推杆连接，所述主轴前端设有缓冲块；所述主轴设置在第一固定座上，所述第一固定座通过第一立杆固定设置在所述支撑架与所述基座之间，所述主轴相对所述第一固定座滑动；
所述第二液压缸和发电机设置在所述工作平台上，所述第一液压缸与所述第二液压缸通过液压油管连接；所述往复丝杠利用轴承固定座设置在第四固定座上，所述第四固定座设置在所述工作平台上，往复丝杠螺母上设有耳板，所述耳板与第二液压缸推杆铰接，所述往复丝杠的自由端与所述发电机的电机轴连接。
进一步地，所述主轴与所述第一固定座之间设有直线轴承，所述直线轴承固定设置在所述第一固定座上。
进一步地，所述主轴与所述采能器的连接处套置有法兰盘，该法兰盘有两片，分别置于所述采能器两侧，且其中一个法兰盘与所述主轴固定连接，另一片可相对所述主轴滑动，两边的所述法兰盘通过紧固螺栓将所述采能器与所述主轴固定连接。
进一步地，所述缓冲块为橡胶块，套置在所述主轴前端，并通过紧固螺钉连接固定。
进一步地，所述采能器通过U型卡卡紧固定在所述第二立杆上，通过紧固螺钉连接固定。
本发明的有益效果是：第一，本发明结构简单可靠，制作成本低廉，能够适合进行大范围建造使用；第二，它能够充分利用海浪水平方向的波动，使采能器获得较大幅度的波动，并转化为第一液压缸的液压能，第一液压缸将液压能通过液压胶管传递给第二液压缸，第二液压缸驱动往复丝杠螺母往复运动，继而驱动往复丝杠带动发电机主轴旋转，从而能够将海浪水平方向的动能转换为发电机主轴的持续转动，使得发电较为稳定。
附图说明
图1为本发明的轴视结构示意图；
图2为本发明的正视结构示意图；
图3为本发明中采能器的第二种布置示意图；
图4为图1中A的放大结构示意图；
图5为图2中B的放大结构示意图；
图6为图2中C的放大结构示意图；
图7为图2中D的放大结构示意图；
图8为本发明中采能器的连接结构示意图；
图中：1基座，11支撑架，111第一立杆，1111第一固定座，112第二立杆，2第一液压缸，21第二固定座，22液压油管，23主轴，231缓冲块，2311紧固螺栓，232直线轴承，233法兰盘，24采能器，241U型卡，25第一液压缸推杆，3工作平台，31发电机，311联轴器，32第二液压缸，321第二液压缸推杆，322第三固定座，33往复丝杠，331耳板，332往复丝杠螺母，333轴承固定座，3331深沟球轴承，34第四固定座。
具体实施方式
如图1至图8所示，本发明给出的一种往复式海浪发电装置，主要包括支撑架11、采能器24、第一液压缸2、主轴23、工作平台3、发电机31、第二液压缸32和往复丝杠33。
其中，如图1所示，所述支撑架1为框架结构，主要起支撑作用，其下端通过紧固螺钉设置在基座1上，所述工作平台3固定设置在所述支撑架1上侧，所述采能器24为长条形柔性带，具体实施例中，可以是尼龙带、帆布带或者橡胶带，采能器24两端分别固定在第二立杆112上，所述第二立杆112垂直设置在所述支撑架11与所述基座1之间。
具体实施例中，如图8所示，所述采能器24通过U型卡卡紧固定在所述第二立杆112上，并通过紧固螺钉连接固定；这样，由于所述采能器24具有很好的韧性，在海浪中，很容易随海浪产生较大的波动位移，从而带动下述主轴23运动。
如图2所示，所述主轴23垂直贯穿所述采能器24，并与所述采能器24固定连接；作为一种优选连接方式，如图4所示，所述主轴23与所述采能器24的连接处套置有法兰盘233，该法兰盘233有两片，分别置于所述采能器24两侧，且其中一个法兰盘233与所述主轴23固定连接，另一片可相对所述主轴23滑动，两边的所述法兰盘233通过紧固螺栓将所述采能器24与所述主轴23固定连接，此种方式不仅安装方便，而且法兰盘与所述采能器具有较大的接触面，从而使连接更加牢固可靠。
如图2所示，所述主轴23设置在第一固定座1111上，该所述第一固定座1111通过第一立杆111固定设置在所述支撑架11与所述基座1之间，所述主轴23相对所述第一固定座1111滑动；在具体实施例中，如图6所示，所述主轴23与所述第一固定座1111之间设有直线轴承232，该直线轴承232套置在所述主轴23上，并嵌入固定到所述第一固定座1111上设置的通孔中。
这样，利用直线轴承232能够有效降低所述主轴23与所述第一固定座1111之间的摩擦，降低能量损失。
如图2所示，所述第一液压缸2通过第二固定座21固定设置在所述基座1上，所述主轴23后端与第一液压推杆25连接，所述主轴23前端设有缓冲块231，具体实施例中，如图7所示，所述缓冲块231为橡胶块，套置在所述主轴23前端，并通过紧固螺钉连接固定。
这样，主轴23带动第一液压推杆25进行往复运动将海浪的波动机械能转化为所述第一液压缸2中液压介质的压力势能；由于液压介质能够起到一定的缓冲作用，从而有效减少较强海浪的破坏，同时也使得所述第二液压缸32或得较稳定的能量输出，使得发电机平稳运转。
具体实施例中，如图2所示，所述第二液压缸32和发电机31设置在所述工作平台3上；其中，所述第二液压缸32利用第三固定座322固定在所述工作平台3上，所述发电机31的底座用紧固螺栓固定在所述工作平台3上，所述第一液压缸2与所述第二液压缸32通过液压油管22连接，第一液压缸2将液压能传递给所述第二液压缸32，驱动第二液压推杆321做往复运动。
如图5所示，所述往复丝杠33套置有深沟球轴承3331，并利用轴承固定座333设置在第三固定座34上，具体实施例中为所述第四固定座34龙门型支架，主要起支撑固定作用。
如图2所示，往复丝杠螺母332上设有耳板331，该所述耳板331与第二液压缸推杆321铰接，所述第二液压推杆321带动往复丝杠螺母332往复运动，继而带动往复丝杠33做单向旋转运动，所述往复丝杠33的自由端与所述发电机31的电机轴通过联轴器连接。
这样，本发明能够充分利用海浪水平方向的波动，使采能器24获得较大幅度的波动，并转化为第一液压缸2的液压能，第一液压缸2将液压能通过液压胶管22传递给第二液压缸32，第二液压缸32驱动往复丝杠螺母332往复运动，继而驱动往复丝杠33带动发电机31主轴旋转，从而能够将海浪水平方向的动能转换为发电机主轴的持续转动，使得发电较为稳定。
当然，除此之外，采能器24还有第二种布置方式，如图3所示，采能器24利用波浪的上下浮动直接带动第一液压缸推杆25上下运动，其中，第一液压缸推杆25直接与采能器24连接，省去了上述方式中的主轴23以及与主轴23连接的各个部件；此种方式直接利用了海浪的上下波动，结构较为简单，虽然海浪上下波动范围不如水平方向的波动幅度大，但是也属于本发明的保护范围，除此之外其他结构均与上述方式中完全相同，在此不再赘述。
上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域相关技术人员对本发明的各种变形和改进，均应扩如本发明权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (5)

1.一种往复式海浪发电装置，其特征在于，包括支撑架(11)、采能器(24)、第一液压缸(2)、主轴(23)、工作平台(3)、发电机(31)、第二液压缸(32)和往复丝杠(33)；
所述支撑架(11)下端设置在基座(1)上，所述工作平台(3)设置在所述支撑架(11)上侧，所述采能器(24)为长条形柔性带，其两端分别固定在第二立杆(112)上，所述第二立杆(112)垂直设置在所述支撑架(11)与所述基座(1)之间；
所述主轴(23)垂直贯穿所述采能器(24)，且与所述采能器(24)固定连接；
所述第一液压缸(2)固定设置在所述基座(1)上，所述主轴(23)后端与第一液压推杆(25)连接，所述主轴(23)前端设有缓冲块(231)；所述主轴(23)设置在第一固定座(1111)上，所述第一固定座(1111)通过第一立杆(111)固定设置在所述支撑架(11)与所述基座(1)之间，所述主轴(23)相对所述第一固定座(1111)滑动；
所述第二液压缸(32)和发电机(31)设置在所述工作平台(3)上，所述第一液压缸(2)与所述第二液压缸(32)通过液压油管(22)连接；所述往复丝杠(33)利用轴承固定座(333)设置在第四固定座(34)上，所述第四固定座(34)设置在所述工作平台(3)上，往复丝杠螺母(332)上设有耳板(331)，所述耳板(331)与第二液压缸推杆(321)铰接，所述往复丝杠(33)的自由端与所述发电机(31)的电机轴连接。
2.根据权利要求1所述的往复式海浪发电装置，其特征在于，所述主轴(23)与所述第一固定座(1111)之间设有直线轴承(232)，所述直线轴承(232)固定设置在所述第一固定座(1111)上。
3.根据权利要求1所述的往复式海浪发电装置，其特征在于，所述主轴(23)与所述采能器(24)的连接处套置有法兰盘(233)，该法兰盘(233)有两片，分别置于所述采能器(24)两侧，且其中一个法兰盘(233)与所述主轴(23)固定连接，另一片可相对所述主轴(23)滑动，两边的所述法兰盘(233)通过紧固螺栓将所述采能器(24)与所述主轴(23)固定连接。
4.根据权利要求1所述的往复式海浪发电装置，其特征在于，所述缓冲块(231)为橡胶块，套置在所述主轴(23)前端，并通过紧固螺钉连接固定。
5.根据权利要求1所述的往复式海浪发电装置，其特征在于，所述采能器(24)通过U型卡(241)卡紧固定在所述第二立杆(112)上，通过紧固螺钉连接固定。
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