CN110529327B - 一种利用电磁能和洋流能的发电装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用超磁导体和洋流能的发电装置。所述发电装置包括底座，安装在底座上的固定架，安装在底座上且位于固定架内的多能发电组件，安装在固定架上的单能发电组件。多能发电组件包括安装在底座上的支撑柱，安装在支撑柱内的发电机A，安装在支撑柱内的发电机B，安装在支撑柱上且用于带动发电机A、发电机B发电的第一发电结构，安装在第一发电结构上的多个第二发电结构。单能发电组件包括安装在支撑柱上的一对立柱，通过固定座安装在立柱上方的发电机C，移动地安装在立柱上且用于带动发电机C发电的第三发电结构。本发明克服了现有技术的不足，提供了一种利用超磁导体与洋流能的发电装置，该装置洋流能采集率高、实现多能源发电。
Description
技术领域
本发明涉及洋流发电技术领域，具体涉及一种利用电磁能和洋流能的发电装置。
背景技术
化石能源是目前全球消耗的最主要能源，但随着人类的不断开采，化石能源的枯竭是不可避免的，大部分化石能源本世纪将被开采殆尽，同时由于化石能源使用过程中会新增大量温室气体二氧化碳，同时可能产生一些有污染的烟气，威胁全球生态，所以现在对洋流能等清洁能源的采集需求正急剧增加。
洋流是指大洋表层海水常年大规模的按一定方向进行的较为稳定的流动，引起洋流运动的因素主要动力是风，也可以是热盐效应造成的海水密度分布的不均匀形，前者表现为作用于海面的风应力，后者表现为海水中的水平气压强梯度力，加上地转偏向力的作用，便造成海水既有水平流动，又有垂直流动。
目前的洋流发电装置主要为轮叶式洋流发电装置，轮叶式洋流发电装置具有结构简单、操作方便等优点，但是现有的轮叶式洋流发电装置只能针对洋流能进行采集，且发电效率低。
发明内容
本发明公开了一种利用电磁能和洋流能的发电装置，包括底座，安装在底座上的固定架，安装在底座上且位于固定架内、利用电磁能与洋流能进行发电的多能发电组件，安装在固定架顶部且利用洋流能进行发电的单能发电组件，其特征在于：
所述多能发电组件包括安装在底座顶部的支撑柱，安装在支撑柱内且位于支撑柱顶部的发电机A，安装在支撑柱内且位于支撑柱底部的发电机B，安装在支撑柱上且与支撑柱同轴设置、用于带动发电机A、发电机B发电的第一发电结构，安装在第一发电结构上且用于发电的多个第二发电结构；
所述单能发电组件包括安装在支撑柱顶部的且沿X方向分布的一对立柱，通过固定座安装在立柱上方的发电机C，移动地安装在立柱上且用于带动发电机C发电的第三发电结构。
本发明公开的一种优选的发电装置，其特征在于，所述第一发电结构包括安装在支撑柱顶部且设有驱动槽的圆柱凸轮，安装在发电机A电机轴上且通过滚动轴承与支撑柱转动连接的固定盘A，安装在发电机B电机轴上且通过滚动轴承与支撑柱转动连接的固定盘B，两端分别安装在固定盘A、固定盘B上且围绕支撑柱中心轴线环形阵列的U形杆，通过滚动轴承转动地安装在U形杆上部的转轴，一端安装在转轴上且另一端插入驱动槽内、可在驱动槽内移动的L形杆，安装在转轴上且位于转轴远离L形杆一端的叶片A。
本发明公开的一种优选的发电装置，其特征在于，所述第二发电结构通过滚动轴承转动地安装在U形杆上且沿Z方向均匀分布且位于转轴下方；
第二发电结构包括原动件，与L形杆铰接且始终与水平面垂直的联动杆，一端安装在原动件上且另一端与联动杆铰接的过渡杆，联动杆与L形杆铰接。
本发明公开的一种优选的发电装置，其特征在于，所述驱动槽包括与水平面平行的第一槽段，一端与第一槽段连通且另一端向下倾斜的第二槽段，一端与第二槽段连通且与水平面平行、位于第一槽段下方的第三槽段，一端与第三槽段连通且另一端与第一槽段连通、与第二槽段对称的第四槽段。
本发明公开的一种优选的发电装置，其特征在于，所述原动件包括副轴，通过滚动轴承转动安装在U形杆上的传动轴，安装在副轴内的发电机D，一端通过滚动轴承转动地安装在副轴内且另一端安装在传动轴上、用于带动发电机D发电的驱动轴，安装在U形杆上且沿Z方向分布、位于驱动轴两侧的支撑板，两端安装在支撑板上且通过滚动轴承与驱动轴连接、沿驱动轴中心轴线方向分布的磁体A与磁体B，磁体A与磁体B极性相反，安装在驱动轴上且位于磁体A与磁体B的叶片B。
本发明公开的一种优选的发电装置，其特征在于，所述第三发电结构包括移动地安装在立柱上的传动块，安装在传动块上且沿Y方向分布的一对击打板，通过滚动轴承转动安装在固定座上且带动发电机C发电的固定轴，安装在固定轴上的棘轮，一端转动地安装在传动轴上且沿传动轴中心轴线方向分布、位于棘轮两侧的主杆与副杆，主杆与副杆在运动过程中始终关于棘轮对称，一端与传动块铰接且另一端与主杆铰接的中间杆A，一端与传动杆铰接且另一端与副杆铰接、在运动过程中始终与中间杆A关于棘轮对称的中间杆B，一端与主杆铰接且另一端始终插入棘轮齿内的主棘爪，一端与副杆铰接且另一端始终插入棘轮齿内的副棘爪，一端安装在主棘爪上且另一端安装在主杆上的主弹簧，一端安装在副棘爪上且另一端安装在副杆上的副弹簧。
本发明公开的一种优选的发电装置，其特征在于，所述立柱上安装有滑轨，传动块安装在滑轨上。
本发明的工作原理如下：
通过多能发电组件实现对水平方向洋流能的采集与利用，将洋流能和切割磁感线运动结合在一起，完成多能源发电；利用第一发电结构带动发电机A发电，利用第二发电结构带动发电机B发电的同时，叶片B做切割磁感线运动，产生巨大的感应电流；通过单能发电组件实现对垂直方向洋流能的采集与利用，提高洋流能的采集效率，将击打板的上下运动转换为固定轴的持续转动，带动发电机C发电。
本发明具有有益效果：本发明克服了现有技术的不足，提供了一种利用超磁导体与洋流能的发电装置，该装置洋流能采集率高、实现了多能源发电。
附图说明
图1为本发明主视图；
图2为本发明多能发电组件主视图；
图3为图2中A部分放大图；
图4为图2中B部分放大图；
图5为本发明支撑柱剖视图；
图6为本发明叶片A与转轴、L形杆安装图；
图7为本发明圆柱凸轮展开图；
图8为本发明原动件结构示意图；
图9为本发明单能发电组件主视图；
图10为本发明单能发电组件左视图。
图中标记如下：
100-底座。
200-多能发电组件，201-支撑柱，202-发电机A，203-发电机B，204-第一发电结构，205-第二发电结构，206-圆柱凸轮，207-固定盘A，208-固定盘B，209--U形杆，210-转轴，211-驱动槽，212-叶片A，213-原动件，214-联动杆，215-过渡杆，216-第一槽段，217-第二槽段，218-第三槽段，219-第四槽段，220-副轴，221-传动轴，222-发电机D，223-驱动轴，224-支撑板，225-磁体A，226-磁体B，227-叶片B，228-L形杆。
300-单能发电组件，301-立柱，302-发电机C，303-第三发电结构，304-传动块，305-击打板，306-固定轴，307-棘轮，308-主杆，309-副杆，310-中间杆A，311-中间杆B，312-主棘爪，313-副棘爪，314-主弹簧，315-副弹簧，316-固定座。
400-固定架。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施方式对本发明作进一步的说明。
如图1所示，一种利用电磁能和洋流能的发电装置，包括用于安装的底座100，安装在底座100上的固定架400，安装在底座100上且位于固定架400内、利用电磁能与洋流能进行发电的多能发电组件200，安装在固定架400顶部且利用洋流能进行发电的单能发电组件300。
多能发电组件200包括安装在底座100顶部的支撑柱201，安装在支撑柱201内且位于支撑柱201顶部的发电机A202，安装在支撑柱201内且位于支撑柱201底部的发电机B203，安装在支撑柱201上且与支撑柱201同轴设置、用于带动发电机A202、发电机B203发电的第一发电结构204，安装在第一发电结构204上且用于发电的多个第二发电结构205；
如图2、图3、图6所示，第一发电结构204包括安装在支撑柱201顶部且设有驱动槽211的圆柱凸轮206，安装在发电机A202电机轴上且通过滚动轴承与支撑柱201转动连接的固定盘A207，安装在发电机B203电机轴上且通过滚动轴承与支撑柱201转动连接的固定盘B208，两端分别安装在固定盘A207、固定盘B208上且围绕支撑柱201中心轴线环形阵列的U形杆209，通过滚动轴承转动地安装在U形杆209上部的转轴210，一端安装在转轴210上且另一端插入驱动槽211内、可在驱动槽211内移动的L形杆228，安装在转轴210上且位于转轴210远离L形杆228一端的叶片A212。
如图7所示，驱动槽211包括与水平面平行的第一槽段216，一端与第一槽段216连通且另一端向下倾斜的第二槽段217，一端与第二槽段217连通且与水平面平行、位于第一槽段216下方的第三槽段218，一端与第三槽段218连通且另一端与第一槽段216连通、与第二槽段217对称的第四槽段219。
如图2、图4所示，第二发电结构205通过滚动轴承转动地安装在U形杆209上且沿Z方向均匀分布且位于转轴210下方；
第二发电结构205包括原动件213，与L形杆228铰接且始终与水平面垂直的联动杆214，一端安装在原动件213上且另一端与联动杆214铰接的过渡杆215，联动杆214与L形杆228铰接。
如图8所示，原动件213包括副轴220，通过滚动轴承转动安装在U形杆209上的传动轴221，安装在副轴220内的发电机D222，一端通过滚动轴承转动地安装在副轴220内且另一端安装在传动轴221上、用于带动发电机D222发电的驱动轴223，安装在U形杆209上且沿Z方向分布、位于驱动轴223两侧的支撑板224，两端安装在支撑板224上且通过滚动轴承与驱动轴223连接、沿驱动轴223中心轴线方向分布的磁体A225与磁体B226，磁体A225与磁体B226极性相反，安装在驱动轴223上且位于磁体A225与磁体B226的叶片B227。
通过多能发电组件200解决了现有发电装置只能针对洋流能进行采集的问题，将磁体与洋流能结合在一起，增加了对海洋能源的利用形式，提高了能量转化效率。
当波浪撞击到第一发电结构204上时，叶片A212顺着洋流能的方向转动，带动U形架、固定盘A207、固定盘B208转动，从而带动发电机A202、发电机B203发电；
叶片A随洋流能转动的同时，叶片A212沿驱动槽211移动，带动L形杆228摆动，多个联动杆214与L形杆228、过渡杆215、U形架之间形成平行四边形结构，过渡杆215随联动杆214运动，过渡杆215始终与L形杆228平行，过渡杆215带动驱动轴223摆动；
当波浪撞击到第二发电结构205上时，叶片B227随着洋流能的方向转动，带动驱动轴223转动，从而带动发电机D222发电；叶片B227在驱动轴223与波浪共同作用下转动，在海水流动过程中做切割磁感线运动，在海水形成的闭合回路中，产生巨大的感应电流，产生巨大的感应电流，为用电设备提供电能。
如图9、图10所示，单能发电组件300包括安装在支撑柱201顶部的且沿X方向分布的一对立柱301，通过固定座316安装在立柱301上方的发电机C302，移动地安装在立柱301上且用于带动发电机C302发电的第三发电结构303。
第三发电结构303包括安装在立柱301上的滑轨，安装在滑轨上的传动块304，安装在传动块304上且沿Y方向分布的一对击打板305，通过滚动轴承转动安装在固定座316上且带动发电机C302发电的固定轴306，安装在固定轴306上的棘轮307，一端转动地安装在传动轴221上且沿传动轴221中心轴线方向分布、位于棘轮307两侧的主杆308与副杆309，主杆308与副杆309在运动过程中始终关于棘轮307对称，一端与传动块304铰接且另一端与主杆308铰接的中间杆A310，一端与传动杆铰接且另一端与副杆309铰接、在运动过程中始终与中间杆A310关于棘轮307对称的中间杆B311，一端与主杆308铰接且另一端始终插入棘轮307齿内的主棘爪312，一端与副杆309铰接且另一端始终插入棘轮307齿内的副棘爪313，一端安装在主棘爪312上且另一端安装在主杆308上的主弹簧314，一端安装在副棘爪313上且另一端安装在副杆309上的副弹簧315。
立柱301上安装有滑轨，传动块304安装在滑轨上。
通过单能发电组件300与多能发电组件200配合使用，大大提高了洋流能的采集效率；利用单能发电组件300将上下运动转换为固定轴306的持续转动，带动发电机C302发电，实现从多个方向利用洋流能，提升发电效率。
当海洋撞击到击打板305上时，击打板305带动滑块在Z方向移动，滑块、中间杆A310、中间杆B311、主杆308、副杆309之间形成连杆机构，滑块带动中间杆A310、中间杆B311、主杆308、副杆309转动，中间杆A与中间杆B311始终对称，主杆308与副杆309始终对称，主棘爪312推动棘轮307，副棘爪313拉动棘轮307，保证棘轮307持续转动。
本发明公开的发电装置的工作原理如下：
通过多能发电组件实现对水平方向洋流能的采集与利用，将洋流能和切割磁感线运动结合在一起，完成多能源发电；利用第一发电结构带动发电机A发电，利用第二发电结构带动发电机B发电的同时，叶片B做切割磁感线运动，产生巨大的感应电流；通过单能发电组件实现对垂直方向洋流能的采集与利用，提高洋流能的采集效率，将击打板的上下运动转换为固定轴的持续转动，带动发电机C发电。
不脱离本发明的构思和范围可以做出许多其他改变和改型。应当理解，本发明不限于特定的实施方式，本发明的范围由所附权利要求限定。
Claims (4)
1.一种利用电磁能和洋流能的发电装置，包括底座(100)，安装在底座(100)上的固定架(400)，安装在底座(100)上且位于固定架(400)内、利用电磁能与洋流能进行发电的多能发电组件(200)，安装在固定架(400)顶部且利用洋流能进行发电的单能发电组件(300)，其特征在于：
所述多能发电组件(200)包括安装在底座(100)顶部的支撑柱(201)，安装在支撑柱(201)内且位于支撑柱(201)顶部的发电机A(202)，安装在支撑柱(201)内且位于支撑柱(201)底部的发电机B(203)，安装在支撑柱(201)上且与支撑柱(201)同轴设置、用于带动发电机A(202)、发电机B(203)发电的第一发电结构(204)，安装在第一发电结构(204)上且用于发电的多个第二发电结构(205)；
所述单能发电组件(300)包括安装在支撑柱(201)顶部的且沿X方向分布的一对立柱(301)，通过固定座(316)安装在立柱(301)上方的发电机C(302)，移动地安装在立柱(301)上且用于带动发电机C(302)发电的第三发电结构(303)；
所述第一发电结构(204)包括安装在支撑柱(201)顶部且设有驱动槽(211)的圆柱凸轮(206)，安装在发电机A(202)电机轴上且通过滚动轴承与支撑柱(201)转动连接的固定盘A(207)，安装在发电机B(203)电机轴上且通过滚动轴承与支撑柱(201)转动连接的固定盘B(208)，两端分别安装在固定盘A(207)、固定盘B(208)上且围绕支撑柱(201)中心轴线环形阵列的U形杆(209)，通过滚动轴承转动地安装在U形杆(209)上部的转轴(210)，一端安装在转轴(210)上且另一端插入驱动槽(211)内、可在驱动槽(211)内移动的L形杆(228)，安装在转轴(210)上且位于转轴(210)远离L形杆(228)一端的叶片A(212)；
所述第三发电结构(303)包括移动地安装在立柱(301)上的传动块(304)，安装在传动块(304)上且沿Y方向分布的一对击打板(305)，通过滚动轴承转动安装在固定座(316)上且带动发电机C(302)发电的固定轴(306)，安装在固定轴(306)上的棘轮(307)，一端转动地安装在传动轴(221)上且沿传动轴(221)中心轴线方向分布、位于棘轮(307)两侧的主杆(308)与副杆(309)，主杆(308)与副杆(309)在运动过程中始终关于棘轮(307)对称，一端与传动块(304)铰接且另一端与主杆(308)铰接的中间杆A(310)，一端与传动杆铰接且另一端与副杆(309)铰接、在运动过程中始终与中间杆A(310)关于棘轮(307)对称的中间杆B(311)，一端与主杆(308)铰接且另一端始终插入棘轮(307)齿内的主棘爪(312)，一端与副杆(309)铰接且另一端始终插入棘轮(307)齿内的副棘爪(313)，一端安装在主棘爪(312)上且另一端安装在主杆(308)上的主弹簧(314)，一端安装在副棘爪(313)上且另一端安装在副杆(309)上的副弹簧(315)；所述立柱(301)上安装有滑轨，传动块(304)安装在滑轨上。
2.如权利要求1所述的一种利用电磁能和洋流能的发电装置，其特征在于，所述驱动槽(211)包括与水平面平行的第一槽段(216)，一端与第一槽段(216)连通且另一端向下倾斜的第二槽段(217)，一端与第二槽段(217)连通且与水平面平行、位于第一槽段(216)下方的第三槽段(218)，一端与第三槽段(218)连通且另一端与第一槽段(216)连通、与第二槽段(217)对称的第四槽段(219)。
3.如权利要求1所述的一种利用电磁能和洋流能的发电装置，其特征在于，所述第二发电结构(205)通过滚动轴承转动地安装在U形杆(209)上且沿Z方向均匀分布且位于转轴(210)下方；第二发电结构(205)包括原动件(213)，与L形杆(228)铰接且始终与水平面垂直的联动杆(214)，一端安装在原动件(213)上且另一端与联动杆(214)铰接的过渡杆(215)，联动杆(214)与L形杆(228)铰接。
4.如权利要求3所述的一种利用电磁能和洋流能的发电装置，其特征在于，所述原动件(213)包括副轴(220)，通过滚动轴承转动安装在U形杆(209)上的传动轴(221)，安装在副轴(220)内的发电机D(222)，一端通过滚动轴承转动地安装在副轴(220)内且另一端安装在传动轴(221)上、用于带动发电机D(222)发电的驱动轴(223)，安装在U形杆(209)上且沿Z方向分布、位于驱动轴(223)两侧的支撑板(224)，两端安装在支撑板(224)上且通过滚动轴承与驱动轴(223)连接、沿驱动轴(223)中心轴线方向分布的磁体A(225)与磁体B(226)，磁体A(225)与磁体B(226)极性相反，安装在驱动轴(223)上且位于磁体A(225)与磁体B(226)之间的叶片B(227)。
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