CN110439737A - 一种波浪能发电装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种波浪能发电装置，属于发电设备技术领域。它解决了现有波浪能发电装置效率低等技术问题。本波浪能发电装置包括漂浮架和立柱，立柱的上端固设有横梁，漂浮架固连在横梁的端部，漂浮架呈矩形且漂浮架四角均固连有弹性气囊，弹性气囊上侧设置有与弹性气囊内部连通的吸气单向阀；横梁上固设有中间支架，中间支架上设有液压电机和可伸缩的液压杆，液压杆竖向设置且与液压电机相连接，液压杆下端连接有收集器且液压杆和收集器通过固定铰链相连接；收集器能够带动液压杆动作，弹性气囊能够给收集器内部供气。本波浪能发电装置通过设置弹性气囊和收集器，提高了能转率，适用性强。

Description

一种波浪能发电装置
技术领域
本发明属于发电机技术领域，涉及一种波浪能发电装置。
背景技术
随着世界经济的发展、人口的激增、社会的进步，人们对能源的需求日益增长。占地球表面积70％的广阔海洋，集中了97％的水量，蕴藏着大量的能源，其中包括波浪能、潮汐能海流能温差能盐差能等。其中，波浪能由于开发过程中对环境影响最小且以机械能的形式存在，是品位最高的海洋能。据估算，全球波浪能的理论蕴藏量约为2TW，全球大部分沿岸波功率密度在20～50kW/m之间，北大西洋、苏格兰、爱尔兰西部沿岸及太平洋东北部以及澳大利亚南部沿岸波功率密度在70～100kW/m之间。我国波浪能的理论蕴藏量约为1000万kW左右，沿海波功率密度约在2-7KM/m之间。因此，波浪能如果能够很好的利用起来，将会大大的造福人类。
中国专利(公告号：CN202132168U；公告日：2012-02-01)公开了一种波浪能发电装置，该装置包括将至少一个发电机支撑于海面上方的平台，平台上设置有遮挡发电机的保护罩，发电机具有一个平板状动子以及两个分别位于动子两侧与动子平行布置的平板状定子，动子通过连杆连接漂浮于海面上的浮球，浮球随海浪的运动推动动子在与定子平行的二维平面内运动，定子上的绕组切割动子的磁力线产生电能。
上述专利文献中的波浪能发电装置，其设置有一个能够在二维方向发电的平面发电机，该平面发电机可以在二维方向上直接捕获波浪的机械能，从而将其转换成电能。但该装置能量转化效率较低且适用的环境条件有限，因此不适用于大规模使用。
发明内容
本发明根据现有技术存在的上述问题，提供了一种波浪能发电装置。本发明所要解决的技术问题是：如何提高波浪能发电装置的能量转换效率，以及提高其对于各种波浪环境的适应能力。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种波浪能发电装置，包括漂浮架和立柱，其特征在于，所述立柱的上端固设有横梁，所述漂浮架固连在所述横梁的端部，所述漂浮架呈矩形且所述漂浮架四角均固连有弹性气囊，所述弹性气囊上侧设置有与所述弹性气囊内部连通的吸气单向阀；所述横梁上固设有中间支架，所述中间支架上设有液压电机和可伸缩的液压杆，所述液压杆竖向设置且与所述液压电机相连接，所述液压杆下端连接有收集器且所述液压杆和收集器通过固定铰链相连接；所述收集器能够带动所述液压杆动作，所述弹性气囊下侧固连有与内部相连通的气管，所述气管位于所述漂浮架、横梁以及立柱的内部；所述立柱下端设置有排气管，所述排气管与所述气管相联通且所述排气管上设置有排气孔，所述排气孔与所述收集器内部相对应。
其工作原理如下：在该装置使用过程中，弹性气囊受海浪的作用将其内的气体压入气管和排气管，并通过排气管上的排气孔排出到收集器内，收集器内部气体增加，随之浮力增大，收集器上浮，同时带动液压杆向上收缩；当收集器上浮到一定高度时，收集器内的气体排出，收集器在自身重量的影响下开始下沉，同时带动液压杆向下伸长，如此反复运行，利用液压杆内部压力液体带动液压电机设备发电。本装置发电效率高，且不论海浪大小均可发电，实用性强。
在上述的波浪能发电装置中，所述收集器包括收集盒、和十字浮体滑块，所述收集盒为上端封闭、下端具有开口的空心结构，所述收集盒的四侧内壁均设置有竖向的滑槽，所述十字浮体滑块设置在所述收集盒内部且所述十字浮体滑块的端部与所述滑槽活动配合。十字浮体滑块可根据收集盒内部气体压力大小变化而沿滑槽上下浮动，由此带动收集器上下移动。
在上述的的波浪能发电装置中，所述收集器还包括弹簧连接杆和锥形橡胶塞；所述弹簧连接杆竖向设置，所述十字浮体滑块上侧与所述弹簧连接杆的下端连接，所述弹簧连接杆的上端与所述锥形橡胶塞连接，所述收集盒顶部开设有圆孔，所述锥形橡胶塞位于所述圆孔下方且正对所述圆孔，所述圆孔的直径小于所述锥形橡胶塞的直径。十字浮体滑块通过弹簧连接杆带动锥形橡胶塞上下移动，锥形橡胶塞与圆孔配合，可改变收集盒内水压和气压的对比关系，最终令收集器上升或者下沉。
在上述的波浪能发电装置中，所述收集盒的上方设有竖向的气导管，所述气导管的下端对应连接在所述收集盒的圆孔处，所述气导管的上端连接有排气单向阀。收集盒内气体可通过气导管和排气单向阀排出，使收集器下沉。
在上述的波浪能发电装置中，所述弹性气囊内部的前、后、左、右、上方设置有五个贯通的分体气囊，所述吸气单向阀设置在位于上方的分体气囊的顶端，每个所述分体气囊内部均装设有复原弹簧。通过设置分体气囊，使弹性气囊可以充分利用波浪能；吸气单向阀和复位弹簧的设置，使分体气囊可以连续不断的吸气、排气。
与现有技术相比，本发明中的波浪能发电装置通过弹性气囊和收集器的设置，使本装置可以充分利用波浪能，不拘于波浪大小，并且能量转化过程中损耗较少，转化效率高。
附图说明
图1是本波浪能发电装置的立体结构示意图。
图2是本装置中收集器的立体结构示意图。
图3是本装置中弹性气囊的立体结构示意图。
图中，1、漂浮架；2、弹性气囊；3、吸气单向阀；4、横梁；5、液压杆；6、立柱；7、中间支架；8、液压电机；9、收集器；10、固定铰链；11、气管；12、排气管；13、排气孔；14、收集盒；15、气导管；16、排气单向阀；17、十字浮体滑块；18、弹簧连接杆；19、锥形浮体滑块；20、滑槽；21、圆孔；22、分体气囊；23、复原弹簧。
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所示，本波浪能发电装置包括漂浮架1，漂浮架1呈矩形且漂浮架1四角固连有弹性气囊2，弹性气囊2上端设置有吸气单向阀3；漂浮架1两侧中部设置有横梁4，横梁4有两个，两个横梁4一端分别与漂浮架1两侧固连，两个横梁4另一端固连可伸缩的液压杆5，两个横梁4下端固连立柱6；液压杆5上端设置有中间支架7，中间支架7上端固连液压电机8，液压杆5下端连接收集器9且液压杆5和收集器9通过固定铰链10固定；弹性气囊2下端固连气管11，气管11包含在漂浮架1、横梁4和立柱6内部；立柱6下端设置有排气管12，排气管12与气管11相联通且排气管12上设置有排气孔13，排气孔13与收集器9相对应。弹性气囊2在海浪的作用下，将内部气体压入气管11和排气管12，并通过排气管12上的排气孔13将其内气体输送到收集器9内，收集器9上升，同时带动液压杆5向上收缩；当收集器9上升到一定高度时，收集器9内气体排出，收集器9下沉，同时带动液压杆5向下伸长。如此反复，液压杆5内部液体带动液压电机8发电，实现将波浪能转化为电能。
如图2所示，收集器9由收集盒14、气导管15、排气单向阀16、十字浮体滑块17、弹簧连接杆18和锥形橡胶塞19组成，收集盒14为下端开口的空心结构，收集盒14内壁的四面均设置有滑槽20，十字浮体滑块17设置在所述收集盒14内部且十字浮体滑块17与滑槽20活动配合。十字浮体滑块17上端与弹簧连接杆18的一端连接，弹簧连接杆18的另一端与锥形橡胶塞19连接，收集盒14顶部开设有圆孔21，锥形橡胶塞19位于所述圆孔21下端且圆孔21的直径小于锥形橡胶塞19的直径。锥形橡胶塞19上端与气导管15固连，所述气导管15上端与排气单向阀固连16，气导管15活动插设在圆孔21内。气体排放到收集盒14内，十字浮体滑块17沿滑槽20上浮，弹簧连接杆18收缩，锥形橡胶塞19堵住圆孔21，收集器9上浮；收集盒9上浮到一定高度时，十字浮体滑块17沿滑槽20下沉，弹簧连接杆18放松，锥形橡胶塞19与圆孔21分离，收集盒14内气体通过气导管15和排气单向阀16排出，收集器9下沉。收集器9在排气管12排出气体的作用下实现了循环上浮和下沉。
如图3所示，弹性气囊2内部的前、后、左、右、上方设置有五个贯通的分体气囊22，吸气单向阀3设置在上方分体气囊22的顶端，每个分体气囊22内部均装设有复原弹簧23。海浪作用在分体气囊22上，复原弹簧23收缩，弹性气囊2排气；海浪过后，复原弹簧23放松，弹性气囊2通过吸气单向阀3吸气。在海浪的作用下弹性气囊2实现了吸气和向收集器9排气。
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。
尽管本文较多的使用了1、漂浮架；2、弹性气囊；3、吸气单向阀；4、横梁；5、液压杆；6、立柱；7、中间支架；8、液压电机；9、收集器；10、固定铰链；11、气管；12、排气管；13、排气孔；14、收集盒；15、气导管；16、排气单向阀；17、十字浮体滑块；18、弹簧连接杆；19、锥形浮体滑块；20、滑槽；21、圆孔；22、分体气囊；23、复原弹簧等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (5)

1.一种波浪能发电装置，包括漂浮架(1)和立柱(6)，其特征在于，所述立柱(6)的上端固设有横梁(4)，所述漂浮架(1)固连在所述横梁(4)的端部，所述漂浮架(1)呈矩形且所述漂浮架(1)四角均固连有弹性气囊(2)，所述弹性气囊(2)上侧设置有与所述弹性气囊(2)内部连通的吸气单向阀(3)；所述横梁(4)上固设有中间支架(7)，所述中间支架(7)上设有液压电机(8)和可伸缩的液压杆(5)，所述液压杆(5)竖向设置且与所述液压电机(8)相连接，所述液压杆(5)下端连接有收集器(9)且所述液压杆(5)和收集器(9)通过固定铰链(10)相连接；所述收集器(9)能够带动所述液压杆(5)动作，所述弹性气囊(2)下侧固连有与内部相连通的气管(11)，所述气管(11)位于所述漂浮架(1)、横梁(4)以及立柱(6)的内部；所述立柱(6)下端设置有排气管(12)，所述排气管(12)与所述气管(11)相联通且所述排气管(12)上设置有排气孔(13)，所述排气孔(13)与所述收集器(9)内部相对应。
2.根据权利要求1所述的波浪能发电装置，其特征在于，所述收集器(9)包括收集盒(14)、和十字浮体滑块(17)，所述收集盒(14)为上端封闭、下端具有开口的空心结构，所述收集盒(14)的四侧内壁均设置有竖向的滑槽(20)，所述十字浮体滑块(17)设置在所述收集盒(14)内部且所述十字浮体滑块(17)的端部与所述滑槽(20)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，所述收集器(9)还包括弹簧连接杆(18)和锥形橡胶塞(19)；所述弹簧连接杆(18)竖向设置，所述十字浮体滑块(17)上侧与所述弹簧连接杆(18)的下端连接，所述弹簧连接杆(18)的上端与所述锥形橡胶塞(19)连接，所述收集盒(14)顶部开设有圆孔(21)，所述锥形橡胶塞(19)位于所述圆孔(21)下方且正对所述圆孔(21)，所述圆孔(21)的直径小于所述锥形橡胶塞(19)的直径。
4.根据权利要求3所述的波浪能发电装置，其特征在于，所述收集盒(14)的上方设有竖向的气导管(15)，所述气导管(15)的下端对应连接在所述收集盒(14)的圆孔(21)处，所述气导管(15)的上端连接有排气单向阀(16)。
5.根据权利要求4所述的波浪能发电装置，其特征在于，所述弹性气囊(2)内部的前、后、左、右、上方设置有五个贯通的分体气囊(22)，所述吸气单向阀(3)设置在位于上方的分体气囊(22)的顶端，每个所述分体气囊(22)内部均装设有复原弹簧(23)。
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