CN105840431A - 一种基于海洋的复合式发电装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种基于海洋的复合式发电装置，包括基座和竖直设置在基座上的支撑杆，支撑杆内沿长度方向固连有若干水平线圈和若干竖直线圈，支撑杆的上端固连有连接座，连接座上转动设置有风力发电机，支撑杆上设有管套，管套上固连有磁铁，管套的外周壁上周向固连有若干根承载杆，该若干承载杆的轴向与管套的径向相同，承载杆的自由端均固连有用于支撑承载杆的浮体,任意两根承载杆的自由端之间均连接有加强杆，每根承载杆上还沿长度方向转动连接有若干太阳能板，支撑杆与若干太阳能板之间设有当管套转动时能够使若干太阳能板始终朝向同一设定方向的传动件。本发明能综合利用风能、洋流、太阳能发电，具有海洋能利用率高的优点。

Description

一种基于海洋的复合式发电装置
技术领域
本发明属于海洋发电设备技术领域，涉及一种基于海洋的复合式发电装置。
背景技术
随着能源和环境的危机，人们越来越意识到情节能源的重要性。海洋蕴含着巨大的免费能源，如风能、波浪能等。还有现在比较成熟的利用太阳能电池板发电的太阳能电池，但是太阳能为分布式能源，需要大面积的太阳能电池板来接收光能，这会占据大面积的土地资源.而海洋有广阔的空间可以利用,但是如果单纯的依靠太阳能进行发电效率较低。
发明内容
本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种基于海洋的复合式发电装置，本基于海洋的复合式发电装置，能综合利用风能、洋流、太阳能发电，具有海洋能利用率高的优点。
本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种基于海洋的复合式发电装置，包括基座和竖直设置在基座上的支撑杆，所述支撑杆内沿长度方向固连有若干水平线圈和若干竖直线圈，所述水平线圈的轴心线水平，所述竖直线圈的轴心线竖直，所述支撑杆的上端固连有连接座，所述连接座上转动设置有风力发电机，所述支撑杆上沿长度方向滑动套设有管套，该管套和支撑杆之间间隙配合，所述管套上固连有磁铁，所述管套的外周壁上周向固连有若干根承载杆，该若干承载杆的轴向与管套的径向相同，所述承载杆的自由端均固连有用于支撑承载杆的浮体,任意两根承 载杆的自由端之间均连接有加强杆，每根所述承载杆上还沿长度方向转动连接有若干太阳能板，所述支撑杆与若干太阳能板之间设有当管套转动时能够使若干太阳能板始终朝向同一设定方向的传动件。
上述的一种基于海洋的复合式发电装置中，所述浮体中设置有下端具有开口的发电舱，所述发电舱的开口端设置有连接凹肩，所述连接凹肩中固连有密封盖板，所述发电舱中设置有发电机，所述发电机通过支撑座固连在发电舱的内壁上，所述发电机的输入轴竖直设置，所述密封盖板上转动设置有传动轴，所述传动轴和发电机的输入轴同轴设置，所述传动轴的上端位于发电舱的内部并且端部和发电机的输入轴固连，所述传动轴的下端延伸出密封盖板位于浮体的下方并且端部固连有叶轮。
上述的一种基于海洋的复合式发电装置中，所述加强杆呈圆弧形，所述加强杆的横截面呈矩形。
上述的一种基于海洋的复合式发电装置中，所述承载杆的自由端均固连有立杆，所述立杆的自由端竖直朝下，所述浮体固连在立杆的下端，所述浮体的一端呈尖角状，另一端具有凹槽，该若干浮体尖角状的一端均周向朝向同一侧。
上述的一种基于海洋的复合式发电装置中，所述传动件包括齿圈，所述太阳能板通过转轴转动连接在承载杆上侧面上，所述转轴上均固连有从动齿轮，所述承载杆在相邻两从动齿轮之间均转动连接有中间齿轮一，所述中间齿轮一分别与相邻的两从动齿轮相啮合，所述齿圈转动连接在承载杆上，且齿圈与管套同轴心设置，每根所述承载杆上最靠近支撑杆的一根转轴上均固连有中间齿轮二，该若干中间齿轮二均与齿圈相啮合，所述支撑杆与从动齿轮之间还设有当管套转动时能够带动该从动齿轮转动的传动链结构。
上述的一种基于海洋的复合式发电装置中，所述传动链结构 包括链条、主动链轮和从动链轮，所述主动链轮沿支撑杆长度方向滑动套设在支撑杆上，且主动链轮与支撑杆周向固定，所述从动链轮固连在其中一根承载杆上的最靠近支撑杆的转轴上，所述主动链轮与从动链轮通过链条相连接。
上述的一种基于海洋的复合式发电装置中，所述主动链轮的中心孔横截面形状和支撑杆的横截面形状相一致。
上述的一种基于海洋的复合式发电装置中，所述主动链轮的中心孔横截面形状和支撑杆的横截面形状均为正六边形。
上述的一种基于海洋的复合式发电装置中，所述支撑杆上还设置有限位块，所述限位块位于连接座的下方，所述限位块的下侧面还固连有缓冲橡胶层。
上述的一种基于海洋的复合式发电装置中，所述承载杆的数量为3～8根。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、风力发电机转动设置在连接座上，当海洋上海风的风向发生变化时，风力发电机会自动跟随风向的变化调整位置，使风力发电机的叶轮始终位于迎风面，提高风力发电机的发电效率。
2、浮体漂浮在海面上，浮体的下侧面始终和海水接触，浮体中设置发电机，位于浮体下侧面的叶轮在海面洋流的作用下转动从而带动发电机的输入轴转动发电，充分利用洋流的动能发电。
3、由于在支撑杆上同时设有水平线圈和竖直线圈，因此当洋流冲击承载杆时，管套能够相对支撑杆转动，即支撑杆内的水平线圈能够切割套管上磁铁的磁力线而发电，当海面出现涨落时管套能够相对支撑杆轴向移动，即支撑杆内的竖直线圈能够切割管套上磁铁的磁力线而发电，提高发电效率。
4、由于当管套转动时传动件能够使太阳能板始终朝向设定的方向，即太阳能板的朝向不会受到管套转动的影响，具有较高的光吸收效率，因此整个装置具有较高的发电效率。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明的结构剖视图。
图3是图1中A处的结构放大图。
图4是图1中B处的结构放大图。
图5是浮体的结构剖视图。
图中，1、支撑杆；11、水平线圈；12、竖直线圈；13、基座；2、管套；21、磁铁；22、缓冲橡胶圈；3、承载杆；31、立杆；32、加强杆；4、浮体；41、发电舱；42、连接凹肩；43、密封盖板；5、太阳能板；51、转轴；6、传动件；61、齿圈；62、从动齿轮；63、中间齿轮一；64、中间齿轮二；65、链条；66、主动链轮；67、从动链轮；7、限位块；7a、缓冲橡胶层；8、风力发电机；8a、连接座；9、发电机；91、连接座；92、传动轴；93、叶轮。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
如图1至图5所示，一种基于海洋的复合式发电装置，包括基座13和竖直设置在基座13上的支撑杆1，所述支撑杆1内沿长度方向固连有若干水平线圈11和若干竖直线圈12，所述水平线圈11的轴心线水平，所述竖直线圈12的轴心线竖直，所述支撑杆1的上端固连有连接座8a，所述连接座8a上转动设置有风力发电机8，所述支撑杆1上沿长度方向滑动套设有管套2，该管套2和支撑杆1之间间隙配合，所述管套2上固连有磁铁21，所述管套2的外周壁上周向固连有若干根承载杆3，该若干承载杆3的轴向与管套2的径向相同，所述承载杆3的自由端均固连有用 于支撑承载杆3的浮体4,任意两根承载杆3的自由端之间均连接有加强杆32，每根所述承载杆3上还沿长度方向转动连接有若干太阳能板5，所述支撑杆1与若干太阳能板5之间设有当管套2转动时能够使若干太阳能板5始终朝向同一设定方向的传动件6。
风力发电机8转动设置在连接座8a上，当海洋上海风的风向发生变化时，风力发电机8会自动跟随风向的变化调整位置，使风力发电机8的叶轮始终位于迎风面，提高风力发电机8的发电效率。
任意两根承载杆3的自由端之间均设置加强杆32的目的是为了把所以承载杆3连接成为一个整体，增强承载杆3的结构强度，减小承载杆3自由端的振动幅度。
基座9固定在海底，所述支撑杆1通过基座9固定在海水中，且支撑杆1的上端伸出海面，承载杆3周向均布，用来设置太阳能板5，由于在支撑杆1上同时设有水平线圈11和竖直线圈12，因此当洋流冲击承载杆3时，管套2能够相对支撑杆1转动，即支撑杆1内的水平线圈11能够切割套管上磁铁21的磁力线而发电，当海面出现涨落时管套2能够相对支撑杆1轴向移动，即支撑杆1内的竖直线圈12能够切割管套2上磁铁21的磁力线而发电，进一步的，在承载杆3上设有若干太阳能板5，而当管套2转动时传动件6能够使太阳能板5始终朝向设定的方向，即太阳能板5的朝向不会受到管套2转动的影响，具有较高的光吸收效率，因此整个装置具有较高的发电效率。
具体来说，所述浮体4中设置有下端具有开口的发电舱41，所述发电舱41的开口端设置有连接凹肩42，所述连接凹肩42中固连有密封盖板43，所述发电舱41中设置有发电机9，所述发电机9通过支撑座91固连在发电舱41的内壁上，所述发电机9的输入轴竖直设置，所述密封盖板43上转动设置有传动轴92，所述传动轴92和发电机9的输入轴同轴设置，所述传动轴92的上 端位于发电舱41的内部并且端部和发电机9的输入轴固连，所述传动轴92的下端延伸出密封盖板43位于浮体1的下方并且端部固连有叶轮93。
本基于海洋的复合式发电装置中水平线圈11、竖直线圈12、太阳能板5、发电机9和风力发电机8均通过导线和蓄电池电连接，所述蓄电池可以设置在承载杆3上，蓄电池也可以设置在陆地上，当蓄电池设置在承载杆3上时，承载杆3还应该设置有水密的蓄电池舱，所述蓄电池设置在蓄电池舱中。
浮体4漂浮在海面上，浮体4的下侧面始终和海水接触，浮体4中设置发电机9，位于浮体4下侧面的叶轮93在海面洋流的作用下转动从而带动发电机9的输入轴转动发电，充分利用洋流的动能发电。
具体来说，所述加强杆32呈圆弧形，所述加强杆32的横截面呈矩形，所述加强杆32的材料优选为方管，因为方管的结构稳定并且强度高。
具体来说，所述承载杆3的自由端均固连有立杆31，所述立杆31的自由端竖直朝下，所述浮体4固连在立杆31的下端，所述浮体4的一端呈尖角状，另一端具有凹槽，该若干浮体4尖角状的一端均周向朝向同一侧。
浮体4对承载杆3进行支撑，同时若干浮体4在洋流作用下能够向同一个圆周方向转动。
具体来说，所述传动件6包括齿圈61，所述太阳能板5通过转轴51转动连接在承载杆3上侧面上，所述转轴51上均固连有从动齿轮62，所述承载杆3在相邻两从动齿轮62之间均转动连接有中间齿轮一63，所述中间齿轮一63分别与相邻的两从动齿轮62相啮合，所述齿圈61转动连接在承载杆3上，且齿圈61与管套2同轴心设置，每根所述承载杆3上最靠近支撑杆1的一根转轴51上均固连有中间齿轮二64，该若干中间齿轮二64均与 齿圈61相啮合，所述支撑杆1与从动齿轮62之间还设有当管套2转动时能够带动该从动齿轮62转动的传动链结构。
管套2转动时能够通过传动链结构使得一个从动齿轮62转动，该从动齿轮62能够带动中间齿轮二64转动，进而通过齿圈61使得若干中间齿轮二64同时旋转，若干中间齿轮二64能够带动其他靠近管套2的从动齿轮62转动，进而通过中间齿轮一63使得若干太阳能板5转动，即若干太阳能板5始终朝向同一方向。
具体来说，所述传动链结构包括链条65、主动链轮66和从动链轮67，所述主动链轮66沿支撑杆1长度方向滑动套设在支撑杆1上，且主动链轮66与支撑杆1周向固定，所述从动链轮67固连在其中一根承载杆3上的最靠近支撑杆1的转轴51上，所述主动链轮66与从动链轮67通过链条65相连接。
主动链轮66与支撑杆1滑动连接，能够随着管套2一起上下移动。
具体来说，所述主动链轮66的中心孔横截面形状和支撑杆1的横截面形状相一致，更具体来说，所述主动链轮66的中心孔横截面形状和支撑杆1的横截面形状均为正六边形，即主动链轮66与支撑杆1轴向滑动，周向固定。
具体来说，所述支撑杆1上还设置有限位块7，所述限位块7位于连接座8a的下方，所述限位块7的下侧面还固连有缓冲橡胶层7a。
缓冲橡胶层7a的作用是在潮汐能的作用下，套管2和主动链轮66向上移动时给套管2和主动链轮66提高缓冲力，避免主动链轮66直接和限位块7接触。
具体来说，所述套管2和主动链轮66之间还设置有缓冲橡胶圈22，缓冲橡胶圈22避免套管2和主动链轮66直接接触。
具体来说，所述承载杆3的数量为3～8根。进一步优选为6根，以与主动链轮66的中心孔横截面形状和支撑杆1的横截面形 状相适配，从而保证受力均匀，提高使用寿命。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (10)

1.一种基于海洋的复合式发电装置，包括基座(13)和竖直设置在基座(13)上的支撑杆(1)，其特征在于，所述支撑杆(1)内沿长度方向固连有若干水平线圈(11)和若干竖直线圈(12)，所述水平线圈(11)的轴心线水平，所述竖直线圈(12)的轴心线竖直，所述支撑杆(1)的上端固连有连接座(8a)，所述连接座(8a)上转动设置有风力发电机(8)，所述支撑杆(1)上沿长度方向滑动套设有管套(2)，该管套(2)和支撑杆(1)之间间隙配合，所述管套(2)上固连有磁铁(21)，所述管套(2)的外周壁上周向固连有若干根承载杆(3)，该若干承载杆(3)的轴向与管套(2)的径向相同，所述承载杆(3)的自由端均固连有用于支撑承载杆(3)的浮体(4),任意两根承载杆(3)的自由端之间均连接有加强杆(32)，每根所述承载杆(3)上还沿长度方向转动连接有若干太阳能板(5)，所述支撑杆(1)与若干太阳能板(5)之间设有当管套(2)转动时能够使若干太阳能板(5)始终朝向同一设定方向的传动件(6)。
2.根据权利要求1所述的一种基于海洋的复合式发电装置，其特征在于，所述浮体(4)中设置有下端具有开口的发电舱(41)，所述发电舱(41)的开口端设置有连接凹肩(42)，所述连接凹肩(42)中固连有密封盖板(43)，所述发电舱(41)中设置有发电机(9)，所述发电机(9)通过支撑座(91)固连在发电舱(41)的内壁上，所述发电机(9)的输入轴竖直设置，所述密封盖板(43)上转动设置有传动轴(92)，所述传动轴(92)和发电机(9)的输入轴同轴设置，所述传动轴(92)的上端位于发电舱(41)的内部并且端部和发电机(9)的输入轴固连，所述传动轴(92)的下端延伸出密封盖板(43)位于浮体(1)的下方并且端部固连有叶轮(93)。
3.根据权利要求1或2所述的一种基于海洋的复合式发电装置，其特征在于，所述加强杆(32)呈圆弧形，所述加强杆(32)的横截面呈矩形。
4.根据权利要求3所述的一种基于海洋的复合式发电装置，其特征在于，所述承载杆(3)的自由端均固连有立杆(31)，所述立杆(31)的自由端竖直朝下，所述浮体(4)固连在立杆(31)的下端，所述浮体(4)的一端呈尖角状，另一端具有凹槽，该若干浮体(4)尖角状的一端均周向朝向同一侧。
5.根据权利要求4所述的一种基于海洋的复合式发电装置，其特征在于，所述传动件(6)包括齿圈(61)，所述太阳能板(5)通过转轴(51)转动连接在承载杆(3)上侧面上，所述转轴(51)上均固连有从动齿轮(62)，所述承载杆(3)在相邻两从动齿轮(62)之间均转动连接有中间齿轮一(63)，所述中间齿轮一(63)分别与相邻的两从动齿轮(62)相啮合，所述齿圈(61)转动连接在承载杆(3)上，且齿圈(61)与管套(2)同轴心设置，每根所述承载杆(3)上最靠近支撑杆(1)的一根转轴(51)上均固连有中间齿轮二(64)，该若干中间齿轮二(64)均与齿圈(61)相啮合，所述支撑杆(1)与从动齿轮(62)之间还设有当管套(2)转动时能够带动该从动齿轮(62)转动的传动链结构。
6.根据权利要求5所述的一种基于海洋的复合式发电装置，其特征在于，所述传动链结构包括链条(65)、主动链轮(66)和从动链轮(67)，所述主动链轮(66)沿支撑杆(1)长度方向滑动套设在支撑杆(1)上，且主动链轮(66)与支撑杆(1)周向固定，所述从动链轮(67)固连在其中一根承载杆(3)上的最靠近支撑杆(1)的转轴(51)上，所述主动链轮(66)与从动链轮(67)通过链条(65)相连接。
7.根据权利要求6所述的一种基于海洋的复合式发电装置，其特征在于，所述主动链轮(66)的中心孔横截面形状和支撑杆(1)的横截面形状相一致。
8.根据权利要求7所述的一种基于海洋的复合式发电装置，其特征在于，所述主动链轮(66)的中心孔横截面形状和支撑杆(1)的横截面形状均为正六边形。
9.根据权利要求1所述的一种基于海洋的复合式发电装置，其特征在于，所述支撑杆(1)上还设置有限位块(7)，所述限位块(7)位于连接座(8a)的下方，所述限位块(7)的下侧面还固连有缓冲橡胶层(7a)。
10.根据权利要求1所述的一种基于海洋的复合式发电装置，其特征在于，所述承载杆(3)的数量为3～8根。
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