CN108386308A - 一种海洋发电装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种海洋发电装置，包括综合平台、综合平台基柱，所述综合平台基柱的底端插接在海底；所述综合平台设置在所述综合平台基柱高出海面的一端，所述综合平台上设置有浮力发电系统，所述浮力发电系统包括发电机和与发电机传动连接的浮力机构，所述浮力机构的输入端漂浮于海面并能够随海浪上下起伏；本发明提供的海洋发电装置，利用海浪的波动带动浮力机构上下起伏将波浪能转换为机械能带动发电机再将机械能转换为电能进行发电，高效且节能环保。
Description
技术领域
本发明涉及一种发电装置，具体而言，涉及一种利用海洋海浪发电的装置。
背景技术
传统能源日趋枯竭、环境污染问题恶化，新能源开发迫在眉睫。随着低功耗无线传感器的发展，利用环境清洁可再生能源如太阳能、风能以及波浪能发电制作成微电源为传感器节点提供电能，日益受到各界广泛关注。相比风能与太阳能技术，波浪能发电技术要落后十几年。但是波浪能具有其独特的优势，波能能量密度高，是风能的4～30倍；相比太阳能，波浪能不受天气影响。波浪能发电电源是利用波浪发电制作成的电源，为海洋传感节点供电具有诸多优点：一、波浪能分布广泛且储量巨大，可就地取能；二、波浪发电装置受海况与气候影响较低。研究利用波浪能发电，为海洋无线传感器节点提供长期的能量供给，具有十分重要的意义。
风与海面作用产生海浪，海浪能是以动能形式表现的水能资源之一。1977年，有人对世界各大洋平均波高1米、周期1秒的海浪进行推算，认为全球海浪能功率约为700亿千瓦，其中可开发利用的约为25亿千瓦，与潮汐能相近。海浪中蕴藏有如此丰富的能量，如将海浪的动能转化为电能，使制造灾难的惊涛骇浪为人类服务，是人们多年来梦寐以求的理想。
目前，波浪能发电仍存在诸多问题，如制造装置不可靠、稳定性差、不能持续发电、发电效率低等缺点，波浪能发电难以与常规能源相竞争。
发明内容
本发明的目的是提出一种海洋发电装置，具有可持续发电且发电装置稳定、可靠性高、发电效率高的特点。
本发明所采取的技术方案为：
一种海洋发电装置，所述综合平台基柱的底端插接在海底；所述综合平台设置在所述综合平台基柱高出海面的一端，所述综合平台上设置有浮力发电系统，所述浮力发电系统包括发电机和与发电机传动连接的浮力机构，所述浮力机构的输入端漂浮于海面并能够随海浪上下起伏。
进一步，所述浮力机构包括设置在综合平台上的变速箱、气动马达、储气罐和气缸，所述发电机的主轴和所述变速箱的输出端传动配合，所述变速箱的输入端与所述气动马达的轴传动配合；所述气动马达与所述储气罐出气口连通，所述气缸与所述储气罐的入气口连通，所述气缸的活塞下端连接有浮力桶，所述浮力桶的底面与海面接触，所述气缸设置有进气阀和排气阀。
进一步，所述综合平台基柱的数量至少为两个，且所述综合平台基柱设置为呈一一对应的两列，所述综合平台设置在两列所述综合平台基柱之间，所述综合平台的相对两侧连接于相应侧的综合平台基柱上；所述海洋发电装置还包括至少两个升降电机，所述升降电机均安装在所述综合平台基柱的顶端，所述升降电机通过连接件分别与所述综合平台的两端连接；且所述综合平台基柱内侧设置有滑槽，所述综合平台的相对两侧设置有与所述滑槽配合的滑轮，所述综合平台基柱与所述综合平台间活动连接。
进一步，所述气缸的外侧套设有外壳，所述气缸和所述浮力桶设置于所述外壳内；所述外壳的顶端固定设置在所述综合平台，所述外壳的底面设置为镂空的网状结构，所述浮力桶的底面能够与所述外壳的底面内侧接触。
进一步，所述外壳内设置有搁板，所述气缸的底端与所述搁板接触，所述浮力桶与所述外壳的内壁间具有间隙。
进一步，所述浮力桶的数量设置为多个，所述浮力桶与所述气缸一一对应，相邻所述浮力桶间设置有挡板，所述浮力桶与所述挡板和所述外壳内壁间具有间隙。
进一步，所述综合平台基柱上设置有海平面检测器。
进一步，所述浮力发电系统设置为多个。
进一步，所述储气罐上设置有安全阀。
进一步，所述综合平台基柱的形状设置为圆柱形或椭圆柱形。
进一步，所述综合平台基柱上设置有拉绳，所述拉绳的一端与所述综合平台基柱连接，所述拉绳的另一端与海底连接。
进一步，所述综合平台基柱为钢制结构。
本发明的有益效果：
本发明所提供的海洋发电装置，通过综合平台、综合平台基柱、发电机和浮力机构配合，利用海浪的波动带动浮力机构上下起伏将波浪能转换为机械能带动发电机再将机械能转换为电能进行发电，海洋发电装置利用海洋波浪的上下起伏进行持续稳定的发电，提高了发电效率；同时，综合平台基柱的底端均插接在海底，发电装置比较稳固。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是实施例中所述的海洋发电装置结构示意简图；
图2是实施例中所述的海洋发电装置拉绳的分布简图。
图中标号为：
1、综合平台基柱；2、滑槽；3、连接件；4、升降电机；5、综合平台；6、发电机；7、气缸；8、变速箱；9、气动马达；10、进气阀；11、储气罐；12、安全阀；13、外壳；14、活塞；15、搁板；16、海平面检测器；17、挡板；18、拉绳；19、浮力桶。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
实施例：
如图1、图2所示，本实施例提供了一种海洋发电装置，包含有综合平台基柱1和用于安置浮力发电系统的综合平台5；其中，浮力发电系统包括发电机6和与发电机传动连接的浮力机构，浮力机构的输入端漂浮于海面并能够随海浪上下起伏；综合平台基柱1的底端垂直海面插接在海底，综合平台基柱1的顶端高出海平面，综合平台5安装在综合平台基柱1高出海面的一端。
基于上述结构的海洋发电装置，海洋发电装置工作时，通过综合平台、综合平台基柱、发电机和浮力机构的配合，浮力机构的底端与海平面接触，海浪使海平面上升或下降，带动浮力机构上下起伏将波浪能转换为机械能带动发电机再将机械能转换为电能进行发电；这样能够利用海洋波浪的起伏进行持续稳定的发电，提高了发电效率；同时，综合平台基柱的底端均插接在海底，发电装置比较稳固。
具体地，综合平台基柱1的数量根据具体的发电规模设置，综合平台5越大，所需要的综合平台基柱1的数量越多，这样可以实现大规模发电时综合平台5的稳定性，优选地，综合平台基柱1的数量至少为两个，且综合平台基柱1设置为呈一一对应的两列，综合平台5设置在两列所述综合平台基柱之间。
同时，综合平台基柱1与综合平台5之间采用了滑动配合设置，综合平台基柱1的内侧设置有滑槽2，综合平台5左右两侧的边缘均设置有与滑槽2配合的滑轮，滑轮与滑槽2活动配合，其中滑槽为U形槽，滑轮容置于U形的滑槽内并且只能沿滑槽的长度方向上下滚动而不能转动。滑槽2起到导向轨道的作用，滑轮在滑槽2内能够自由移动，进而使综合平台5能够沿滑槽2的导向方向往复运动，同时，海洋发电装置还包括至少两个用于升降综合平台5放的升降电机4，升降电机4设置在相对两列的综合平台基柱1的顶端，升降电机通过连接件3与综合平台5的左右两端连接，并且使综合平台5能够处于平衡状态；根据不同的海面高度，通过升降电机实时调整综合平台的高度，使浮力机构的底端在海浪下降的时候可以与海面接触，使其处于最佳的发电状态，从而提高发电的效率和稳定性。
其中，连接件3为链条或者钢绳，优选地，连接件3为钢绳，钢绳缠绕在升降电机4的辊筒上，且钢绳的一端固定连接在升降电机4的辊筒上，另一端固定连接在综合平台5上。
优选地，综合平台基柱1上设置有拉绳18，拉绳18的一端与综合平台基柱1连接，优选地，拉绳18的一端连接在综合平台基柱1的上端，这样对综合平台基柱1的拉力更大从而综合平台基柱1更加稳固，拉绳18的另一端与海底连接，且拉绳18处于拉伸状态，拉绳18使综合平台基柱1更加稳固；其中拉绳的数量设置为3根，3根拉绳18均布在海底和综合平台基柱1的外侧，且3根拉绳18不影响综合平台5的升降，优选地，3根拉绳18均布在综合平台基柱1的前侧、后侧和外侧，这样设计综合平台基柱1受到拉绳的拉力更加平衡使其更加稳固；综合平台基柱1不易被海浪打击发生偏移，从而使其在海底更加稳固，进而实施例提供的海洋发电装置更加稳固。
综合平台基柱1的形状可以设置为方柱形或圆柱形或椭圆柱形，优选地，综合平台基柱1的形状设置为圆柱形，这样设置可以使海水对其的冲击力迅速向四周分散，合力相抵；大大地削弱了海水对其的冲击力，使其更加稳固，冲击力小了也增加了其使用寿命。
具体地，浮力发电机构包括变速箱8、气动马达9、储气罐11和气缸7，其中，发电机6的主轴和变速箱8的输出端传动配合，变速箱8的输入端与气动马达9的轴传动配合；气动马达9与储气罐11的出气口通过管路连通，气缸7上装设有排气阀，排气阀为单向阀，储气罐11的入气口通过进气管与气缸7的排气阀连通，气缸7的活塞14下端连接有浮力桶19，浮力桶19的底面与海面接触，气缸7设置有进气阀10，优选地，进气阀10为单向阀，当活塞14下降时进气阀10开启、排气阀关闭吸入空气，当活塞14上升时进气阀10关闭、排气阀开启排出空气；当海浪使海平面上升时，气缸7的进气阀10关闭、排气阀开启，海浪带动与海面接触的浮力桶19上升，进而浮力桶19带动活塞14上升压缩气缸7内的空气流入储气罐11，从储气罐11内排出的压缩空气带动气动马达9运转，从而带动变速箱8运转，最后变速箱8带动发电机运转进行发电；当海浪使海平面下降时，浮力桶19通过自身的重力随下降海平面下降，气缸7的进气阀10开启、排气阀关闭吸入空气。
浮力发电系统是通过海浪的起伏带动浮力桶上下浮动，从而带动气缸压缩空气到储气罐，再带动气动马达工作通过变速箱连接发电机进行发电；因为气缸具有体积小、结构紧凑、易于转向等特点，从而更易于直线运动；同时和变速器配合使用，增加其工作平稳的同时提高发电效率。
优选地，气缸7的外侧设置有使浮力桶19沿气缸7的轴线方向运动的外壳13，气缸7和浮力桶19设置于外壳13内；外壳16的顶端固定设置在综合平台5上，外壳13的底面具有镂空形成网状结构的壳壁，壳壁对浮力桶19起限位且不会阻挡海浪进入，当浮力桶19下降后浮力桶19的底面可以与外壳13的底面网状结构接触；这样设置使浮力桶19沿气缸7的轴线方向运动，提高其效率；同时可以保护气缸不受海浪的打击。
优选地，外壳13内设置有水平放置的搁板15，搁板15的周圈与外壳13的内壁连接，气缸7的底端与搁板15接触，浮力桶19与外壳13的内侧壁间具有间隙，优选地，气缸7的底端与搁板15相抵，这样设置可以减少气缸7左右波动，提高稳定性和发电效率。
优选地，浮力桶19的数量设置为多个，设置有与每个所述浮力桶一一对应的气缸7，相邻浮力桶19间设置有挡板17，挡板17沿气缸7的轴线方向设置在搁板15与外壳13的底部内侧之间，具体地，挡板17的上端与搁板15连接，挡板17的下端与外壳13的底部内侧连接；浮力桶19与挡板17或者外壳13内壁间具有间隙，这样能够使每个浮力桶19都能保持沿与其对应的气缸7的轴线方向往复直线运动，而不会发生过大的偏移，从而提高发电效率。
优选地，浮力发电系统的数量设置为多个，优选地，多个浮力发电系统均布与综合平台5上；增大发电量。
优选地，综合平台基柱1上设置有海平面检测器16，检测器16将检测到的数据传输给电脑，观察员通过对相应的数据分析后对综合平台5的升降进行相应的调整；观察员通过海平面检测器16可以方便地监测海平面的高度以及海浪的大小，便于调整综合平台5的高度，有利于装置平稳发电。
优选地，综合平台基柱1采用的材料是钢材，进一步，综合平台基柱1采用的材料是铁元素不锈钢；铁元素不锈钢耐腐蚀性强，成本较低。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种海洋发电装置，其特征是，包括综合平台、综合平台基柱，所述综合平台基柱的底端插接在海底；所述综合平台设置在所述综合平台基柱高出海面的一端，所述综合平台上设置有浮力发电系统，所述浮力发电系统包括发电机和与发电机传动连接的浮力机构，所述浮力机构的输入端漂浮于海面并能够随海浪上下起伏。
2.根据权利要求1所述的海洋发电装置，其特征是，所述浮力机构包括设置在综合平台上的变速箱、气动马达、储气罐和气缸，所述发电机的主轴和所述变速箱的输出端传动配合，所述变速箱的输入端与所述气动马达的轴传动配合；所述气动马达与所述储气罐出气口连通，所述气缸与所述储气罐的入气口连通，所述气缸的活塞下端连接有浮力桶，所述浮力桶的底面与海面接触，所述气缸设置有进气阀和排气阀。
3.根据权利要求1所述的海洋发电装置，其特征是，所述综合平台基柱的数量至少为两个，且所述综合平台基柱设置为呈一一对应的两列，所述综合平台设置在两列所述综合平台基柱之间，所述综合平台的相对两侧连接于相应侧的综合平台基柱上；所述海洋发电装置还包括至少两个升降电机，所述升降电机均安装在所述综合平台基柱的顶端，所述升降电机通过连接件分别与所述综合平台的两端连接；且所述综合平台基柱内侧设置有滑槽，所述综合平台的相对两侧设置有与所述滑槽配合的滑轮，所述综合平台基柱与所述综合平台间活动连接。
4.根据权利要求2所述的海洋发电装置，其特征是，所述气缸的外侧套设有外壳，所述气缸和所述浮力桶设置于所述外壳内；所述外壳的顶端固定设置在所述综合平台，所述外壳的底面设置为镂空的网状结构，所述浮力桶的底面能够与所述外壳的底面内侧接触。
5.根据权利要求4所述的海洋发电装置，其特征是，所述外壳内设置有搁板，所述气缸的底端与所述搁板接触，所述浮力桶与所述外壳的内壁间具有间隙。
6.根据权利要求4或5所述的海洋发电装置，其特征是，所述浮力桶的数量设置为多个，所述浮力桶与所述气缸一一对应，相邻所述浮力桶间设置有挡板，所述浮力桶与所述挡板和所述外壳内壁间具有间隙。
7.根据权利要求1或3所述的海洋发电装置，其特征是，所述综合平台基柱上设置有海平面检测器。
8.根据权利要求1所述的海洋发电装置，其特征是，所述浮力发电系统设置为多个。
9.根据权利要求2所述的海洋发电装置，其特征是，所述储气罐上设置有安全阀。
10.根据权利要求1或3所述的海洋发电装置，其特征是，所述综合平台基柱上设置有拉绳，所述拉绳的一端与所述综合平台基柱连接，所述拉绳的另一端与海底连接。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20180810 |