CN108258935B - 一种波浪能发电装置 - Google Patents

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Abstract

本发明属于发电技术领域，涉及一种波浪能发电装置，其解决了现有波浪能发电装置的功率较低等技术问题。发电装置包括主浮子以及若干根连杆，连杆的内端连接于主浮子上，且相邻两根连杆之间的夹角大小可调，连杆的外端连接有压电片，压电片的外端连接有侧浮子。本发明具有发电功率高等优点。

Description

一种波浪能发电装置
技术领域
本发明属于发电技术领域，涉及一种波浪能发电装置。
背景技术
目前，回收海洋水流能量的微型发电装置主要基于卡门漩涡原理，利用压电纤维复合物、聚偏氟乙烯聚合物、离子聚合物等机电转换材料将卡门漩涡产生的梁或带振动转化为电能，回收海洋波浪能量的微型发电装置主要基于惯性运动和冲击作用转化为电能。现有的原理样机都存在很多不完善的地方，如输出功率较低、转化效率不高、制造成本较高等，实际应用中仍存在一些难以克服的问题。
我国专利CN 104879269 A公开了一种漂浮式压电海洋波浪能发电装置，包括基座、悬臂梁、支撑杆和外壳，基座和外壳均为立方体，基座位于外壳的中心，通过八个支撑杆刚性支撑，基座每个面的中心分别向外垂直安装一个悬臂梁，基座左右面的悬臂与基座上下面平行，基座前后面的悬臂梁与基座左右面平行，基座上下面的悬臂梁与基座前后面平行，悬臂梁的端部区域单侧或两侧贴设有质量块，悬臂梁与基座接近的根部区域单侧或两侧贴设有压电陶瓷片。外壳漂浮在海面上随波浪运动，三对悬臂梁分别在三个方向的惯性作用下弯曲振动，通过压电陶瓷片回收三个方向的波浪运动能量。
上述装置虽然通过压电效应利用波浪能进行发电，但由于不同的天气、环境下，海洋波浪的波长不一样，如果可以使发电装置与不同的波浪波长相适应，则能够更好地提高发电功率。
发明内容
本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种波浪能发电装置，本发明所要解决的技术问题是：如何提高本发电装置的发电功效率。
本发明的目的可通过下列技术方案来实现：
一种波浪能发电装置，其特征在于，所述发电装置包括主浮子以及若干根连杆，所述连杆的内端连接于主浮子上，且相邻两根连杆之间的夹角大小可调，所述连杆的外端连接有压电片，所述压电片的外端连接有侧浮子。
其工作原理如下：本发电装置在使用时，将其放置于海面上，波浪带动侧浮子起伏运动，带动压电片形变从而产生电流。并且可根据不同的波浪波长，调节两根连杆之间的夹角大小，即调节两个侧浮子之间的距离，当该距离与波浪的半个波长匹配，可实现更高的发电功率。此外，侧浮子环绕在主浮子外围，它不仅使压电片起伏形变，也可使其扭动形变；该装置直接与海水接触，体积小；同时它是由压电片形变产生电流，不需要复杂的机械装置，结构简单，成本低。
在上述的一种波浪能发电装置中，所述主浮子和侧浮子均通过绳索连接有锚钩。设计有锚钩后，可将本发电装置固定于海面上。
在上述的一种波浪能发电装置中，所述主浮子的上端固定有底座，所述底座上开设有环形凹槽，所述连杆的内端滑动连接于该环形凹槽内；所述环形凹槽的圆心处垂直固定有螺杆，所述螺杆上螺纹连接有能够抵靠于连杆内端上表面的压盘。需要调节两根连杆之间的夹角时，可将压盘旋松，滑动连杆即可；当调节完毕后，再旋紧压盘，即可将连杆通过压力固定于环形凹槽内；此外，为了进一步提高本装置的可调范围，可根据实际情况，增加或减少连杆，操作时此需将连杆的内端安放或从环形凹槽内取出即可。
在上述的一种波浪能发电装置中，所述连杆的内端转动设置有辊筒，所述辊筒与所述环形凹槽活动配合。设计有辊筒后，可减少连杆与环形凹槽之间的间隙，提高调节精度。
在上述的一种波浪能发电装置中，所述压盘的中心处开设有与所述螺杆相配合的螺纹孔；所述压盘的上盘面固定有握杆。设计有握杆后，方便旋动压盘。
在上述的一种波浪能发电装置中，所述连杆为伸缩杆。通过调节两根连杆之间的夹角大小的方式来调节两个侧浮子之间的距离方式，其侧浮子之间距离可调的范围较小，而将连杆设计为伸缩杆后，与调节夹角的方式结合起来，可放大地调节两个侧浮子之间的距离，提高本发电装置的通用性。
在上述的一种波浪能发电装置中，所述连杆包括杆体一和杆体二，所述杆体一的外端与侧浮子相连接，所述杆体一的内端开设有插槽，所述杆体二的外端插接于该插槽内，所述杆体二的内端与所述辊筒相连接。
在上述的一种波浪能发电装置中，所述杆体二的侧壁与所述插槽之间设置有阻尼块。设计有阻尼块后，使得杆体一和杆体二既可相对固定又可调节，且具有一定的防水作用，提高本装置的稳定性。
在上述的一种波浪能发电装置中，所述压电片包括由内到外依次相叠合的压电片本体、绝缘层、弹性金属保护片、防水保护层。压电片本体外部有严格的防水处理，减少了海水对装置的腐蚀作用，延长了装置的使用寿命。
在上述的一种波浪能发电装置中，所述压电片本体为双晶压电片。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、本发电装置在使用时，将其放置于海面上，波浪带动侧浮子起伏运动，带动压电片形变从而产生电流。并且可根据不同的波浪波长，调节两根连杆之间的夹角大小，即调节两个侧浮子之间的距离，当该距离与波浪的半个波长匹配，可实现更高的发电功率；
2、侧浮子环绕在主浮子外围，它不仅使压电片起伏形变，也可使其扭动形变；
3、该装置直接与海水接触，体积小；同时它是由压电片形变产生电流，不需要复杂的机械装置，结构简单，成本低。
4、压电片本体外部有严格的防水处理，减少了海水对装置的腐蚀作用，延长了装置的使用寿命；
5、将连杆设计为伸缩杆后，与调节夹角的方式结合起来，可放大地调节两个侧浮子之间的距离，提高本发电装置的通用性。
附图说明
图1是本发电装置的轴测图。
图2是本连杆的结构示意图。
图3是本压电片的结构示意图。
图4是本底座的结构示意图。
图中，1、主浮子；2、连杆；3、压电片；4、侧浮子；5、锚钩；6、底座；7、环形凹槽；8、螺杆；9、压盘；10、辊筒；11、握杆；12、压电片本体；13、绝缘层；14、弹性金属保护片；15、杆体一；16、杆体二；17、插槽；18、阻尼块；19、防水保护层。
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、图2、图3、图4所示，本发电装置包括主浮子1以及若干根连杆2，连杆2的内端连接于主浮子1上，且相邻两根连杆2之间的夹角大小可调，连杆2的外端连接有压电片3，压电片3的外端连接有侧浮子4。主浮子1和侧浮子4均均通过绳索连接有锚钩5。所述绳索可以是缆绳也可以是锚链，所述锚钩5可以是用于船舶的船锚。
具体来讲，如图1、图3所示，主浮子1的上端固定有底座6，底座6上开设有环形凹槽7，连杆2的内端滑动连接于该环形凹槽7内；环形凹槽7的圆心处垂直固定有螺杆8，螺杆8上螺纹连接有能够抵靠于连杆2内端上表面的压盘9。连杆2的内端转动设置有辊筒10，辊筒10与环形凹槽7活动配合。压盘9的中心处开设有与螺杆8相配合的螺纹孔；压盘9的上盘面固定有握杆11。
作为优选，如图2所示，连杆2为伸缩杆。本实施例中，连杆2包括杆体一15和杆体二16，杆体一15的外端与侧浮子4相连接，杆体一15的内端开设有插槽17，杆体二16的外端插接于该插槽17内，杆体二16的内端与辊筒10相连接。杆体二16的侧壁与插槽17之间设置有阻尼块18。
如图2所示，本实施例中，压电片3包括由内到外依次相叠合的压电片本体12、绝缘层13、弹性金属保护片14、防水保护层19。作为优选，本实施例中，压电片本体12为双晶压电片3。
本发明的工作原理如下：本发电装置在使用时，将其放置于海面上，波浪带动侧浮子起伏运动，带动压电片形变从而产生电流。并且可根据不同的波浪波长，调节两根连杆之间的夹角大小，即调节两个侧浮子之间的距离，当该距离与波浪的半个波长匹配，可实现更高的发电功率。
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 (8)

1.一种波浪能发电装置，其特征在于，所述发电装置包括主浮子(1)以及若干根连杆(2)，所述连杆(2)的内端连接于主浮子(1)上，且相邻两根连杆(2)之间的夹角大小可调，所述连杆(2)的外端连接有压电片(3)，所述压电片(3)的外端连接有侧浮子(4)；
所述主浮子(1)的上端固定有底座(6)，所述底座(6)上开设有环形凹槽(7)，所述连杆(2)的内端滑动连接于该环形凹槽(7)内；所述环形凹槽(7)的圆心处垂直固定有螺杆(8)，所述螺杆(8)上螺纹连接有能够抵靠于连杆(2)内端上表面的压盘(9)。
2.根据权利要求1所述的波浪能发电装置，其特征在于，所述连杆(2)的内端转动设置有辊筒(10)，所述辊筒(10)与所述环形凹槽(7)活动配合。
3.根据权利要求2所述的波浪能发电装置，其特征在于，所述压盘(9)的中心处开设有与所述螺杆(8)相配合的螺纹孔；所述压盘(9)的上盘面固定有握杆(11)。
4.根据权利要求3所述的波浪能发电装置，其特征在于，所述连杆(2)为伸缩杆。
5.根据权利要求4所述的波浪能发电装置，其特征在于，所述连杆(2)包括杆体一(15)和杆体二(16)，所述杆体一(15)的外端与侧浮子(4)相连接，所述杆体一(15)的内端开设有插槽(17)，所述杆体二(16)的外端插接于该插槽(17)内，所述杆体二(16)的内端与所述辊筒(10)相连接。
6.根据权利要求5所述的波浪能发电装置，其特征在于，所述杆体二(16)的侧壁与所述插槽(17)之间设置有阻尼块(18)。
7.根据权利要求6所述的波浪能发电装置，其特征在于，所述压电片(3)包括由内到外依次相叠合的压电片本体(12)、绝缘层(13)、弹性金属保护片(14)、防水保护层(19)。
8.根据权利要求7所述的波浪能发电装置，其特征在于，所述压电片本体(12)为双晶压电片(3)。
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