CN106762363A - 波浪发电装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了波浪发电装置，属于海洋波浪发电技术领域，该装置具有多功能发电，波浪能转化为电能的效率高，包括能漂浮在水面上的水流发电部分、悬浮在水中的旋转发电部分、固定在海底面的浮力发电部分、连杆和绳索，所述水流发电部分的水流发电机由水平面流动的水流驱动发电；连杆的两端分别固定连接在水流发电部分的外壳上和旋转发电部分的旋转发电机的发电转轴上，并且连杆驱动旋转发电部分的旋转发电机发电；绳索的两端分别固定连接在旋转发电部分上和浮力发电部分上，并且绳索驱动浮力发电部分的浮力发电机发电。

Description

波浪发电装置
技术领域
本发明涉及海洋波浪发电技术领域，具体涉及波浪发电装置。
背景技术
目前的海洋波浪发电设备发电功能都比较单一，一般只利用了海浪上下波动的势能变化来发电，没有海浪或者海浪小时就出现发电困难。
发明内容
本发明是为了解决现有海洋波浪发电设备发电单一的不足，提供一种具有多功能发电，能借助海洋波浪流动的动能发电，也能借助海水推动水流发电部分在水面打转而产生的打转力让旋转发电部分发电，还既能借助海洋波浪上下波动的势能变化发电，波浪能转化为电能的效率高，结构简单的波浪发电装置。
本发明还能实现旋转发电机长时间发电或延续发电，大大提高了旋转发电机发电的可靠性和有效性。
以上技术问题是通过下列技术方案解决的：
波浪发电装置，包括能漂浮在水面上的水流发电部分、悬浮在水中的旋转发电部分、固定在海底面的浮力发电部分、连杆和绳索，所述水流发电部分的水流发电机由水平面流动的水流驱动发电；连杆的两端分别固定连接在水流发电部分的外壳上和旋转发电部分的旋转发电机的发电转轴上，并且连杆驱动旋转发电部分的旋转发电机发电；绳索的两端分别固定连接在旋转发电部分上和浮力发电部分上，并且绳索驱动浮力发电部分的浮力发电机发电；连杆包括上段杆和下段杆，上段杆的上端固定连接在水平漂浮管的下表面上，下段杆的下端固定连接在旋转发电机的发电转轴上；在上段杆的下端面上设有竖直半通孔，在上段杆的上端面上设有圆柱，半通孔的直径大于圆柱的直径；所述圆柱转动连接在竖直半通孔内，一根弹簧卷的一端固定连接在圆柱上，该弹簧卷另一端固定连接在竖直半通孔的内壁上，在竖直半通孔的内壁上固定设有棘轮，棘轮的棘爪滑动连接在圆柱上，并且棘轮的棘爪控制圆柱在竖直半通孔内的单向转动。
本方案具有多功能发电，能借助海洋波浪流动的动能让水流发电部分的水流发电机发电，也能借助海水推动水流发电部分在水面打转而产生的打转力让旋转发电部分的旋转发电机发电，还既能借助海洋波浪上下波动的势能变化让浮力发电部分的浮力发电机发电，波浪能转化为电能的效率高，结构简单，使用方便，可靠性好。由于旋转发电机必须有连杆上有打转力时才会发电。连杆的弹簧卷与棘轮配合的结构，让旋转发电机的发电转轴只朝一个方向转动，并且在水流发电部分旋转角度较大时能把打转力存储在弹簧卷上，在水流发电部分旋转角度变小时，借助弹簧卷的收缩力再推动旋转发电机的发电转轴转动，能实现旋转发电机长时间发电或延续发电。大大提高了旋转发电机发电的可靠性和有效性。
作为优选，波浪发电装置还包括微处理器，水流发电部分的外壳包括水平漂浮管，在水平漂浮管内的前端口处设有发电螺旋桨，发电螺旋桨驱动水流发电机的发电转轴转动；在水平漂浮管的后端向后固定连接有导向杆，在导向杆的后端固定设有垂直尾翼，在垂直尾翼上竖直设有方向舵，连杆的上端固定连接在水平漂浮管的下表面上，方向舵的控制端与微处理器相连接。
在微处理器的控制下，方向舵能控制水平漂浮管的后端与水流方向之间的夹角，在既能保证流动的水从水平漂浮管的后端进入水平漂浮管内让水流发电机转动的发电，还能让水平漂浮管在水面上左右打转产生打转力让旋转发电机发电。这里利用了波浪向前流动的能量，还利用了波浪推动水平漂浮管转动的产生打转力的能量，波浪能转化为电能的效率高。
作为优选，一根升降板水平固定连接在导向杆上，且导向杆的中心线垂直平分升降板的中心线，在导向杆两侧方的升降板的后端面上均设有升降舵，升降舵的控制端与微处理器相连接。
在微处理器的控制下，升降舵能控制水平漂浮管的水面上上下跳动，产生跳动势能。当波浪小时，如果有海水流动，借助升降舵让水平漂浮管在水面上上下跳动产生跳动势能变化就能让浮力发电机发电。升降舵让没有波浪的海面也能产生类似有波浪的能量，大大扩展和提高了海水流动转化为电能的效率。
作为优选，波浪发电装置还包括倾角传感器，在水平漂浮管外表面后端的左侧面上和右侧面上均设有防远离机构，倾角传感器固定在连杆上，倾角传感器和防远离机构的控制端分别与微处理器相连接。
通过倾角传感器能测量连杆的倾斜度，当连杆倾斜角度大于设定值时，在微处理器的控制下，防远离机构启动让水流发电部分向浮力发电部分与海底面的固定点正上方移动，减轻绳索和连杆的拉力，防止绳索被拉断，也便于水流发电部分在水面上上下波动的幅度增大，发电效率高。
作为优选，在下段杆上还设有与竖直半通孔的内壁滚动连接的滚珠。
滚珠减少了圆柱与竖直半通孔内壁的摩擦，让圆柱转动效率高，进而让旋转发电机的发电效率高。
本发明能够达到如下效果：
本发明具有多功能发电，能借助海洋波浪流动的动能发电，也能借助海水推动水流发电部分在水面打转而产生的打转力让旋转发电部分发电，还既能借助海洋波浪上下波动的势能变化发电，波浪能转化为电能的效率高，结构简单，使用方便，可靠性好。
附图说明
图1是本发明实施例的一种连接结构示意图。
图2是本发明实施例水流发电部分水平截面的一种连接结构示意图。
图3是本发明实施例旋转发电部分的一种俯视连接结构示意图。
图4是本发明实施例的一种电路原理连接结构示意框图。
图5是本发明实施例连杆的圆柱转动连接在竖直半通孔内的一种连接结构示意图。
图6是本发明实施例弹簧卷处的一种截面连接结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步的说明。
实施例，波浪发电装置，参见图1-6所示，包括能漂浮在水面上的水流发电部分A、悬浮在水中的旋转发电部分B、固定在海底面22的浮力发电部分C、连杆4和绳索20，所述水流发电部分的水流发电机8由水平面流动的水流驱动发电；连杆的两端分别固定连接在水流发电部分的外壳上和旋转发电部分的旋转发电机的发电转轴3上，并且连杆驱动旋转发电部分的旋转发电机2发电；绳索的两端分别固定连接在旋转发电部分上和浮力发电部分上，并且绳索驱动浮力发电部分的浮力发电机21发电。
波浪发电装置还包括微处理器38，水流发电部分的外壳包括水平漂浮管6，在水平漂浮管内的前端口5处设有发电螺旋桨7，发电螺旋桨驱动水流发电机的发电转轴34转动；在水平漂浮管的后端14向后固定连接有导向杆11，在导向杆的后端固定设有垂直尾翼13，在垂直尾翼上竖直设有方向舵12，连杆的上端固定连接在水平漂浮管的下表面37上，方向舵的控制端与微处理器相连接。
一根升降板9水平固定连接在导向杆上，且导向杆的中心线垂直平分升降板的中心线，在导向杆两侧方的升降板的后端面上均设有升降舵10，升降舵的控制端与微处理器相连接。
波浪发电装置还包括倾角传感器39，在水平漂浮管外表面后端的左侧面23上和右侧面24上均设有防远离机构33，倾角传感器固定在连杆上，倾角传感器和防远离机构的控制端分别与微处理器相连接。
防远离机构包括由一台左电机26驱动转动的左螺旋桨27和由一台右电机31驱动转动的右螺旋桨30。所述左螺旋桨的转轴、右螺旋桨的转轴和发电螺旋桨的转轴均与水平漂浮管的管心线平行，左电机的控制端和右电机的控制端分别与微处理器相连接。
防远离机构还包括左管25和右管32，所述左管和右管分别固定连接在水平漂浮管的左右侧外表面上，并且左管的管心线和右管的管心线均与水平漂浮管的管心线平行，所述左螺旋桨设置在左管内，所述右螺旋桨设置在右管内。
在左管的后端口设有由一台左盖电机35驱动转动连接的左管盖28，在右管的后端口设有由一台右盖电机36驱动转动连接的右管盖29，左盖电机的控制端和右盖电机的控制端分别与微处理器相连接。
在旋转发电机的外壳上向外固定设有若干一级防转动片19。
在每块一级防转动片的外端分别向外设有伸缩机构18，在每个伸缩机构的伸缩杆17上分别朝外设有二级防转动片16，伸缩机构的控制端与微处理器相连接。
在每块二级防转动片的外端连接有弧形防转片15。
在旋转发电部分的下底面上设有万向节1，绳索的上端固定连接在万向节上。
连杆包括上段杆40和下段杆41，上段杆的上端固定连接在水平漂浮管的下表面上，下段杆的下端固定连接在旋转发电机的发电转轴上；在上段杆的下端面上设有竖直半通孔43，在上段杆的上端面上设有圆柱42，半通孔的直径大于圆柱的直径；所述圆柱转动连接在竖直半通孔内，一根弹簧卷44的一端固定连接在圆柱上，该弹簧卷另一端固定连接在竖直半通孔的内壁上，在竖直半通孔的内壁上固定设有棘轮46，棘轮的棘爪45滑动连接在圆柱上，并且棘轮的棘爪控制圆柱在竖直半通孔内的单向转动。
在下段杆41上还设有与竖直半通孔的内壁滚动连接的滚珠47。
在微处理器的控制下，方向舵能控制水平漂浮管的后端与水流方向之间的夹角，在既能保证流动的水从水平漂浮管的后端进入水平漂浮管内让水流发电机转动的发电，还能让水平漂浮管在水面上左右打转产生打转力让旋转发电机发电。这里利用了波浪向前流动的能量，还利用了波浪推动水平漂浮管转动的产生打转力的能量，波浪能转化为电能的效率高。
在微处理器的控制下，升降舵能控制水平漂浮管的水面上上下跳动，产生跳动势能。当波浪小时，如果有海水流动，借助升降舵让水平漂浮管在水面上上下跳动产生跳动势能变化就能让浮力发电机发电。升降舵让没有波浪的海面也能产生类似有波浪的能量，大大扩展和提高了海水流动转化为电能的效率。
通过倾角传感器能测量连杆的倾斜度，当连杆倾斜角度大于设定值时，在微处理器的控制下，防远离机构启动让水流发电部分向浮力发电部分与海底面的固定点正上方移动，减轻绳索和连杆的拉力，防止绳索被拉断，也便于水流发电部分在水面上上下波动的幅度增大，发电效率高。
左螺旋桨和右螺旋桨不仅能控制水平漂浮管的转动方向，也能很好的让水流发电部分向浮力发电部分与海底面的固定点正上方移动。
左管和右管能够有效保护左螺旋桨和右螺旋桨，安全性高。
左管盖和右管盖能控制左螺旋桨和右螺旋桨是否被流动的水冲转动，对左螺旋桨和右螺旋桨保护较好，安全可靠。
一级防转动片能阻止旋转发电机的外壳转动，让旋转发电机的发电转轴相对于旋转发电机的外壳有很好的相对转动，旋转发电机发电效率高。
在微处理器的控制下，伸缩机构带动二级防转动片伸长或缩短，能有效控制防转动片能阻止旋转发电机的外壳转动，可靠性高。
弧形防转片能降低弧形防转片与水上下的摩擦力，提高了旋转发电部分上下移动的灵活性，从而提高了浮力发电部分的发电效率。
万向节减轻了绳索的扭转力，降低绳索打结度，大大提高了可靠性。
由于旋转发电机必须有连杆上有打转力时才会发电。连杆的弹簧卷与棘轮配合的结构，让旋转发电机的发电转轴只朝一个方向转动，并且在水流发电部分旋转角度较大时能把打转力存储在弹簧卷上，在水流发电部分旋转角度变小时，借助弹簧卷的收缩力再推动旋转发电机的发电转轴转动，能实现旋转发电机长时间发电或延续发电。大大提高了旋转发电机发电的可靠性和有效性。
滚珠减少了圆柱与竖直半通孔内壁的摩擦，让圆柱转动效率高，进而让旋转发电机的发电效率高。
本实施例具有多功能发电，能借助海洋波浪流动的动能让水流发电部分的水流发电机发电，也能借助海水推动水流发电部分在水面打转而产生的打转力让旋转发电部分的旋转发电机发电，还既能借助海洋波浪上下波动的势能变化让浮力发电部分的浮力发电机发电，波浪能转化为电能的效率高，结构简单，使用方便，可靠性好。
上面结合附图描述了本发明的实施方式，但实现时不受上述实施例限制，本领域普通技术人员可以在所附权利要求的范围内做出各种变化或修改。

Claims (5)

1.波浪发电装置，其特征在于，包括能漂浮在水面上的水流发电部分（A）、悬浮在水中的旋转发电部分（B）、固定在海底面（22）的浮力发电部分（C）、连杆（4）和绳索（20），所述水流发电部分的水流发电机（8）由水平面流动的水流驱动发电；连杆的两端分别固定连接在水流发电部分的外壳上和旋转发电部分的旋转发电机的发电转轴（3）上，并且连杆驱动旋转发电部分的旋转发电机（2）发电；绳索的两端分别固定连接在旋转发电部分上和浮力发电部分上，并且绳索驱动浮力发电部分的浮力发电机（21）发电；连杆包括上段杆（40）和下段杆（41），上段杆的上端固定连接在水平漂浮管的下表面上，下段杆的下端固定连接在旋转发电机的发电转轴上；在上段杆的下端面上设有竖直半通孔（43），在上段杆的上端面上设有圆柱（42），半通孔的直径大于圆柱的直径；所述圆柱转动连接在竖直半通孔内，一根弹簧卷（44）的一端固定连接在圆柱上，该弹簧卷另一端固定连接在竖直半通孔的内壁上，在竖直半通孔的内壁上固定设有棘轮（46），棘轮的棘爪（45）滑动连接在圆柱上，并且棘轮的棘爪控制圆柱在竖直半通孔内的单向转动。
2.根据权利要求1所述的波浪发电装置，其特征在于，波浪发电装置还包括微处理器（38），水流发电部分的外壳包括水平漂浮管（6），在水平漂浮管内的前端口（5）处设有发电螺旋桨（7），发电螺旋桨驱动水流发电机的发电转轴（34）转动；在水平漂浮管的后端（14）向后固定连接有导向杆（11），在导向杆的后端固定设有垂直尾翼（13），在垂直尾翼上竖直设有方向舵（12），连杆的上端固定连接在水平漂浮管的下表面（37）上，方向舵的控制端与微处理器相连接。
3.根据权利要求2所述的波浪发电装置，其特征在于，一根升降板（9）水平固定连接在导向杆上，且导向杆的中心线垂直平分升降板的中心线，在导向杆两侧方的升降板的后端面上均设有升降舵（10），升降舵的控制端与微处理器相连接。
4.根据权利要求2所述的波浪发电装置，其特征在于，波浪发电装置还包括倾角传感器（39），在水平漂浮管外表面后端的左侧面（23）上和右侧面（24）上均设有防远离机构（33），倾角传感器固定在连杆上，倾角传感器和防远离机构的控制端分别与微处理器相连接。
5.根据权利要求1所述的波浪发电装置，其特征在于，在下段杆（41）上设有与竖直半通孔的内壁滚动连接的滚珠(47)。
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