CN110344993B - 基于海浪波力能原理驱动的多缸海浪发电装置 - Google Patents

基于海浪波力能原理驱动的多缸海浪发电装置 Download PDF

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Abstract

基于海浪波力能原理驱动的多缸海浪发电装置，涉及海洋工程技术领域，包括主支架，所述主支架的中部活动连接有转轴，所述转轴的外侧活动连接有推杆，所述主支架的上、下两侧分别活动连接有上驱动机构和下驱动机构，所述推杆的正面活动连接有固定螺栓，所述主支架的左、右两端均固定连接有定位座，所述定位座的正面固定连接有两个限位块，两个所述限位块之间活动连接有活动杆。该基于海浪波力能原理驱动的多缸海浪发电装置，利用海浪运动产生的波力能原理为动力源，不需要借助外力，减少了该装置的使用成本，提高了该装置的实用性，除在海上使用，该装置还可应用于水面较大且流速较高的河流或湖泊，提高了该装置的适用性。

Description

基于海浪波力能原理驱动的多缸海浪发电装置
技术领域
本发明涉及海洋工程技术领域，具体为基于海浪波力能原理驱动的多缸海浪发电装置。
背景技术
海浪发电作为近些年来的热门研究课题，以其干净、无限、无污染等优点，被称为最理想的能源，目前海浪发电还处于实验阶段，现有的海浪发电装置，一般利用海浪运动时产生的势能使海浪发电机作上下垂直位移，从而驱动水能发电机将势能转化为电能，但是这种方法在实际使用时存在着一定的局限性，只能适用于海浪较大的海域，对于海况较为平缓且海水流速较高的海域，或者基本上不存在较大波浪的河流、湖泊等，不足以产生使发电机上下垂直的位移的势能。
基于上述问题，发明者提出了基于海浪波力能原理驱动的多缸海浪发电装置，具备适用范围较大的优点，利用海浪运动时产生的波力能为动力进行驱动，同时还可在海况较为平缓且海水流速较高的海域，或水面较大且流速较高的河流和湖泊，利用水的流动势能驱动发电机产生电能。
发明内容
为实现上述适用范围较大的目的，本发明提供如下技术方案：基于海浪波力能原理驱动的多缸海浪发电装置，包括主支架、转轴、推杆、上驱动机构、下驱动机构、固定螺栓、定位座、限位块、活动杆、定位柱、活塞、气缸和固定架。
其中：所述上驱动机构和下驱动机构的结构相同，所述下驱动机构包括副支架、驱动杆、活动块、固定块和涡轮叶片。
详细的：
所述主支架的中部活动连接有转轴，所述转轴的外侧活动连接有推杆，所述推杆的中点与转轴的中轴线在同一直线上，位于转轴左、右两侧推杆的长度相同，所述主支架的上、下两侧分别活动连接有上驱动机构和下驱动机构，所述上驱动机构和下驱动机构的结构相同，所述推杆的正面活动连接有固定螺栓，两个所述固定螺栓分别与两个驱动杆活动连接，两个所述固定螺栓以转轴为参照在推杆的表面呈对称分布，所述主支架的左、右两端均固定连接有定位座，所述定位座的正面固定连接有两个限位块，两个所述限位块之间活动连接有活动杆，所述活动杆的正面固定连接有定位柱，两个所述定位柱分别与推杆的左、右两端活动连接，两个所述定位柱的中轴线分别与两个活动杆的中点在同一直线上，所述定位柱的上、下两端均固定连接有活塞，所述活塞的外侧活动连接有气缸，所述气缸与主支架之间固定连接有固定架。
所述下驱动机构包括副支架，两个所述副支架均与主支架固定连接，所述副支架的内部活动连接有驱动杆，所述驱动杆的外侧固定连接有活动块，所述活动块的外侧活动连接有固定块，所述活动块的表面开设有凹槽，所述固定块与副支架固定连接且固定块的外侧设置有凸块，所述凸块与凹槽的尺寸相适配且凸块位于凹槽的内部，所述驱动杆远离副支架的一端固定连接有涡轮叶片。
作为优选，两个所述固定螺栓与转轴的中轴线垂直于同一条直线。
作为优选，两个所述活塞以定位柱为参照呈对称分布。
作为优选，四个所述活塞的规格、尺寸均相同，四个所述气缸的规格、尺寸均相同。
作为优选，所述推杆的左、右两端呈分叉结构，两个所述定位柱分别位于两个分叉结构内。
作为优选，所述活动块的上、下两端分别设置有限位套，两个限位套的内部均活动连接有轴承，两个限位套均与副支架连接，并且所述驱动杆位于两个限位套的内部。
作为优选，位于同一侧的两个活塞、两个气缸和活动杆的中轴线在同一直线上。
与现有技术及产品相比，本发明的有益效果是：
1、该基于海浪波力能原理驱动的多缸海浪发电装置，通过主支架，可为与其连接的结构提供支撑，保证了在工作过程中各结构之间的连接可靠，同时提高了该装置整体的稳定性，通过转轴，可确定推杆的位置并防止其移动，使推杆以转轴为支点可转动不可移动，增加了推杆的稳定，同时利用转动可减少推杆在运动过程中的摩擦力，通过利用海浪冲击产生的波力能来使两个涡轮叶片转动，可使上驱动机构和下驱动机构运动，进而可为整个装置提供驱动，通过在活动块的上、下两端分别设置有限位套，两个限位套的内部均活动连接有轴承，两个限位套均与副支架连接，并且所述驱动杆位于两个限位套的内部，可减小驱动杆在运动时的摩擦力，提高了该装置在工作过程中的效率。
2、该基于海浪波力能原理驱动的多缸海浪发电装置，通过限位块，可限制活动杆的位置，防止其在运动过程中脱离，增加了该装置的结构稳定，同时可使活动杆保持可在两个限位块之间运动的状态，通过活塞在气缸内作周期性的往复运动，可驱动与其连接的发动机运作从而产生电力，通过副支架，可维持与其连接的结构之间的稳定性，通过在活动块的表面开设有凹槽，固定块与副支架固定连接且固定块的外侧设置有凸块，凸块与凹槽的尺寸相适配且凸块位于凹槽的内部，可使活动块在运动过程中做周期性的往复运动，进而带动与其连接的驱动杆同步同向运动。
3、该基于海浪波力能原理驱动的多缸海浪发电装置，利用海浪运动产生的波力能原理为动力源，不需要借助外力，减少了该装置的使用成本，提高了该装置的实用性，同时，该装置除了在海上使用，还可应用于水面较大且流速较高的河流或湖泊，增加了该装置的适用性。
附图说明
图1为本发明连接结构示意图；
图2为本发明下驱动机构结构示意图；
图3为本发明推杆与活塞运动轨迹图一；
图4为本发明推杆与活塞运动轨迹图二。
图中：1-主支架、2-转轴、3-推杆、4-上驱动机构、5-下驱动机构、6-固定螺栓、7-定位座、8-限位块、9-活动杆、10-定位柱、11-活塞、12-气缸、13-固定架、51-副支架、52-驱动杆、53-活动块、54-固定块、55-涡轮叶片。
具体实施方式
下面将结合3本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-4：
该基于海浪波力能原理驱动的多缸海浪发电装置，包括主支架1、转轴2、推杆3、上驱动机构4、下驱动机构5、固定螺栓6、定位座7、限位块8、活动杆9、定位柱10、活塞11、气缸12和固定架13。
其中：上驱动机构4和下驱动机构5的结构相同，下驱动机构5包括副支架51、驱动杆52、活动块53、固定块54和涡轮叶片55。
其中：
a、四个活塞11的规格、尺寸均相同，四个气缸12的规格、尺寸均相同，上驱动机构4和下驱动机构5的结构相同，两个副支架51均与主支架1固定连接。
b、两个固定螺栓6与转轴2的中轴线垂直于同一条直线，活动块53的表面开设有凹槽，固定块54与副支架51固定连接且固定块54的外侧设置有凸块，凸块与凹槽的尺寸相适配且凸块位于凹槽的内部。
c、位于同一侧的两个活塞11、两个气缸12和活动杆9的中轴线在同一直线上，两个固定螺栓6分别与两个驱动杆52活动连接，两个定位柱10分别与推杆3的左、右两端活动连接。
其中：
d、活动块53的上、下两端分别设置有限位套，两个限位套的内部均活动连接有轴承，两个限位套均与副支架51连接，并且驱动杆52位于两个限位套的内部。
e、推杆3的左、右两端呈分叉结构，两个定位柱10分别位于两个分叉结构内，推杆3的中点与转轴2的中轴线在同一直线上，位于转轴2左、右两侧推杆3的长度相同，两个固定螺栓6以转轴2为参照在推杆3的表面呈对称分布。
f、两个定位柱10的中轴线分别与两个活动杆9的中点在同一直线上，两个活塞11以定位柱10为参照呈对称分布。
在使用时，该装置的原始状态为：
推杆3与转轴2铰接且转轴2与主支架1固定连接，两个固定螺栓6分别位于推杆3的两侧，并且两个固定螺栓6分别与两个驱动杆52螺纹连接，驱动杆52的外侧固定连接有活动块53，活动块53的表面开设有凹槽，固定块54与副支架51固定连接且固定块54的外侧设置有凸块，凸块与凹槽的尺寸相适配且凸块位于凹槽的内部，两个活动杆9分别通过两个定位柱10与推杆3活动连接，两个活塞11分别位于活动杆9的上、下两端，并且活塞11均位于气缸12的内部，气缸12通过固定架13与主支架1固定连接。
上述结构及过程请参阅图1-2。
通过上述连接关系可知：
海浪冲击产生的波力能可带动涡轮叶片55转动，此时涡轮叶片55可带动驱动杆52同步同向转动，同时活动块53可随驱动杆52同步同向运动，由于活动块53的表面开设有凹槽，固定块54与副支架51固定连接且固定块54的外侧设置有凸块，凸块与凹槽的尺寸相适配且凸块位于凹槽的内部，所以在活动块53在转动时可作周期性的上、下往复运动，此时驱动杆52可带动推杆3以转轴2为支点作周期性的往复摆动运动。
在推杆3运动时，可带动两个驱动杆52在限位块8内作周期性的上下往复运动，即此时活塞11在气缸12内作周期性的往复运动，可驱动与其连接的发动机运作从而产生电力。
上述结构及过程请参阅图3-4。
附：
A、波力能，即波浪里蕴藏的能量，其大小与波浪的高度和周期有关，每一米海岸线上波力能蕴藏量大约为波浪高度即波高平方和波浪周期的乘积，例如波高为5米，波浪周期为5秒，则没米海岸线上的波力能为125千瓦。
B、波浪高度和周期与地形和风速有关，风速越大，每米海岸线上蕴藏的波力能越大。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.基于海浪波力能原理驱动的多缸海浪发电装置，包括主支架(1)，其特征在于：所述主支架(1)的中部活动连接有转轴(2)，所述转轴(2)的外侧活动连接有推杆(3)，所述主支架(1)的上、下两侧分别活动连接有上驱动机构(4)和下驱动机构(5)，所述推杆(3)的正面活动连接有固定螺栓(6)，所述主支架(1)的左、右两端均固定连接有定位座(7)，所述定位座(7)的正面固定连接有两个限位块(8)，两个所述限位块(8)之间活动连接有活动杆(9)，所述活动杆(9)的正面固定连接有定位柱(10)，所述定位柱(10)的上、下两端均固定连接有活塞(11)，所述活塞(11)的外侧活动连接有气缸(12)，所述气缸(12)与主支架(1)之间固定连接有固定架(13)；
所述下驱动机构(5)包括副支架(51)，所述副支架(51)的内部活动连接有驱动杆(52)，所述驱动杆(52)的外侧固定连接有活动块(53)，所述活动块(53)的外侧活动连接有固定块(54)，所述驱动杆(52)远离副支架(51)的一端固定连接有涡轮叶片(55)；所述上驱动机构(4)和下驱动机构(5)的结构相同，两个所述副支架(51)均与主支架(1)固定连接，两个所述固定螺栓(6)分别与两个驱动杆(52)活动连接，两个所述定位柱(10)分别与推杆(3)的左、右两端活动连接；所述活动块(53)的表面开设有凹槽，所述固定块(54)与副支架(51)固定连接且固定块(54)的外侧设置有凸块，所述凸块与凹槽的尺寸相适配且凸块位于凹槽的内部。
2.根据权利要求1所述的基于海浪波力能原理驱动的多缸海浪发电装置，其特征在于：所述推杆(3)的中点与转轴(2)的中轴线在同一直线上，位于转轴(2)左、右两侧推杆(3)的长度相同，两个所述固定螺栓(6)以转轴(2)为参照在推杆(3)的表面呈对称分布，两个所述定位柱(10)的中轴线分别与两个活动杆(9)的中点在同一直线上。
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