CN112332629A - 一种基于直线发电机的新型波浪发电装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于直线发电机的新型波浪发电装置，具体涉及波浪发电技术领域，包括装置外壳，所述装置外壳为锥形结构，且装置外壳的顶端边缘处设置有第一固定环，所述装置外壳的上方设置有上盖，所述上盖的底部对应第一固定环的上方位置处设置有第二固定环，且上盖的底部连接有泡沫环垫，所述装置外壳的内部设置有安装腔，所述安装腔的内部安装有发电组件。本发明结构设计简单合理，保证了在不稳定波浪作用下的电力输出更加持续和平稳，且采用特殊的外形设计，可以使发电装置漂浮在水面上，并且不会因为波浪的强烈冲击作用而打翻，在发生扰动时能够恢复竖直状态，投资较少，发电成本较低，适合推广使用。

Description

一种基于直线发电机的新型波浪发电装置
技术领域
本发明涉及波浪发电技术领域，更具体地说，本发明涉及一种基于直线发电机的新型波浪发电装置。
背景技术
目前世界能源危机越演越烈，可用的能源资源在不断减少，同时矿石燃料的燃烧产生大量污染物，对生态环境造成了严重影响，目前人们纷纷开始研究新型能源作为替代品满足现代化需求，波浪能凭借其清洁无污染，属于可再生能源，因而波浪能发电站在不断的增多和发展，波浪发电面临的问题较多，因此其发展也较缓慢。
目前已投入应用的波浪发电装置主要有振荡水柱型、机械型和水流型三种类型，但均有其各自的缺点，以机械型发电装置为例，发电装置结构往往较为复杂，一般由多个与水接触的部分组成，结构较为复杂，在装置工作过程中磨损较快，并且随着水对各部件的腐蚀作用加剧，装置更换和维修频繁，因此，研究能够正常平稳工作的波浪发电装置有利于推动对波浪能这种新能源的利用进程，为实现新能源的有效利用有重要的现实意义。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供一种基于直线发电机的新型波浪发电装置，保证了在不稳定波浪作用下的电力输出更加持续和平稳，且采用特殊的外形设计，可以使发电装置漂浮在水面上，并且不会因为波浪的强烈冲击作用而打翻，在发生扰动时能够恢复竖直状态，投资较少，发电成本较低，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于直线发电机的新型波浪发电装置，包括装置外壳，所述装置外壳为锥形结构，且装置外壳的顶端边缘处设置有第一固定环，所述装置外壳的上方设置有上盖，所述上盖的底部对应第一固定环的上方位置处设置有第二固定环，且上盖的底部连接有泡沫环垫，所述装置外壳的内部设置有安装腔，所述安装腔的内部安装有发电组件，所述发电组件包括定子，所述定子的外部通过滑轨滑动连接有动子，所述动子的上下两端部与定子的顶部和底部之间均连接有弹簧组，所述上盖的底部位于安装腔的上方位置处安装有蓄电池。
在一个优选地实施方式中，所述装置外壳和上盖均采用如氟塑料材质或氯化聚醚材质。
在一个优选地实施方式中，所述第一固定环与第二固定环的边缘处之间通过螺栓固定连接，连接处设置有密封圈，且第一固定环和第二固定环的内部对应螺栓螺杆所在的位置处均设置有固定孔。
在一个优选地实施方式中，所述泡沫环垫的顶部与上盖的底部之间通过粘接剂粘接固定。
在一个优选地实施方式中，所述定子的顶端连接有上安装环，所述上安装环的顶部设置有第一卡块，所述定子的底端连接有下安装环，所述下安装环的底部设置有第二卡块。
在一个优选地实施方式中，所述上盖的内部对应蓄电池的外部设置有蓄电池安装槽，且上盖的内部对应第一卡块的外部设置有第一限位卡槽。
在一个优选地实施方式中，所述安装腔的底部对应第二卡块的外部设置有第二限位卡槽。
在一个优选地实施方式中，所述动子由第一固定架和第二固定架两部分组成，所述第一固定架与第二固定架的结构相同且对称设置，且第一固定架与第二固定架的内侧对应定子的外部设置有空腔。
在一个优选地实施方式中，所述上安装环与定子的顶端之间通过螺栓固定连接，所述下安装环与定子的底端之间通过螺栓固定连接。
本发明的技术效果和优点：
本发明采用弹簧组作为动子与定子之间的连接模块，保证了在不稳定波浪作用下的电力输出更加持续和平稳，动子与定子之间通过滑轨滑动，减少了磨损，延长了直线发电机的使用寿命，且采用特殊的外形设计，使装置上大下小，上轻下重，并通过设置泡沫环垫，可以使发电装置漂浮在水面上，并且不会因为波浪的强烈冲击作用而打翻，在发生扰动时能够恢复竖直状态，同时，装置整体密封，内部关键设备不与水直接接触，因此也不会受到水的腐蚀作用，结构设计简单，投资较少，发电成本较低，适合推广使用。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的外部结构示意图。
图3为本发明中发电组件的结构示意图。
图4为本发明中第一卡块与上安装环的连接结构示意图。
图5为本发明中动子的结构示意图。
图6为本发明中装置外壳与上盖的连接剖面图。
附图标记为：1、装置外壳；2、第一固定环；3、上盖；4、第二固定环；5、安装腔；6、定子；7、动子；8、弹簧组；9、蓄电池；10、上安装环；11、第一卡块；12、下安装环；13、第二卡块；14、第一限位卡槽；15、蓄电池安装槽；16、第二限位卡槽；17、泡沫环垫；71、第一固定架；72、第二固定架；73、空腔。
具体实施方式
下面将结合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。
如附图1-6所示的一种基于直线发电机的新型波浪发电装置，包括装置外壳1，装置外壳1为锥形结构，且装置外壳1的顶端边缘处设置有第一固定环2，装置外壳1的上方设置有上盖3，上盖3的底部对应第一固定环2的上方位置处设置有第二固定环4，且上盖3的底部连接有泡沫环垫17，装置外壳1的内部设置有安装腔5，安装腔5的内部安装有发电组件，发电组件包括定子6，定子6的外部通过滑轨滑动连接有动子7，动子7的上下两端部与定子6的顶部和底部之间均连接有弹簧组8，上盖3的底部位于安装腔5的上方位置处安装有蓄电池9。
如附图1-2和附图6所示，装置外壳1和上盖3均采用如氟塑料材质或氯化聚醚材质，便于提高装置壳体在水中的耐腐蚀性能。
如附图1-2和附图6所示，第一固定环2与第二固定环4的边缘处之间通过螺栓固定连接，连接处设置有密封圈，且第一固定环2和第二固定环4的内部对应螺栓螺杆所在的位置处均设置有固定孔，便于上盖3与装置外壳1之间的连接固定。
如附图1-2和附图6所示，泡沫环垫17的顶部与上盖3的底部之间通过粘接剂粘接固定，便于泡沫环垫17的连接固定，进而便于在使用过程中增加装置顶部的浮力，使上盖3能够稳定的浮于水面。
如附图3所示，定子6的顶端连接有上安装环10，上安装环10的顶部设置有第一卡块11，定子6的底端连接有下安装环12，下安装环12的底部设置有第二卡块13，便于定子6的安装固定。
如附图6所示，上盖3的内部对应蓄电池9的外部设置有蓄电池安装槽15，便于蓄电池9的安装，且上盖3的内部对应第一卡块11的外部设置有第一限位卡槽14，便于使上安装环10能够稳定的与上盖3之间进行连接，进而便于定子6顶部的固定。
如附图6所示，安装腔5的底部对应第二卡块13的外部设置有第二限位卡槽16，便于定子6底部的安装固定。
如附图5所示，动子7由第一固定架71和第二固定架72两部分组成，第一固定架71与第二固定架72的结构相同且对称设置，且第一固定架71与第二固定架72的内侧对应定子6的外部设置有空腔73。
如附图3所示，上安装环10与定子6的顶端之间通过螺栓固定连接，下安装环12与定子6的底端之间通过螺栓固定连接，便于上安装环10和下安装环12与定子6的连接固定。
本发明工作原理：本发明的技术创意源于对生活中的观察：内部盛有液体的瓶子漂浮在水面上时，瓶子会随着波浪的上下起伏和水平运动而运动，瓶内的液体也随之震荡，从这一现象出发，联想到了波浪发电装置，装置的壳体相当于瓶子，而弹簧组8与动子7即相当于瓶内的液体并随壳体的运动而振动，动子7往复运动的实现主要依赖于与其相连的弹簧组8，在装置的能量转换环节中，动子7往复切割磁感线运动从而发电，从而本发电装置在工作时，在波浪力的作用下，会做上下起伏运动，根据牛顿第一定律，装置内的线圈会保持原有的运动状态，从而与装置外壳产生相对运动，线圈在压缩弹簧组8上的弹簧的同时做切割磁感线的往复直线运动，从而发电，在之后的工作过程中，弹簧组8上的弹簧不断地储存和释放能量，使得发电过程持续地进行，理想情况下为两个弹簧组8与线圈绕组构成的整体发生振荡，发电过程呈周期性，即发出稳定的交流电，以初始时刻发电装置静止于水面为例，在某时刻有一列波传播到该发电装置处，装置会从静止开始随波浪上下振动，吸收的波浪能一部分以弹性势能的形式储存于弹簧组8中，随后弹性势能会逐渐开始释放，驱动动子7相对于定子6上下往复运动，不断发出电能，实现波浪能向电能的转化，如说明书附图所示，波浪能的吸收主要依靠发电装置的特殊外壳，外壳设计成伞状，能够有效吸收波浪能，并且装置重心在水下，不会因为波浪的不稳定冲击作用而打翻，且在把电能储存在蓄电池9的内部之前，需将发出的交流电进行整流，变换成直流电，储存于蓄电池9中，由于直流电可以叠加，这样的整流结构，有利于多台发电装置的并联，且通过采用弹簧组8作为动子7与定子6之间的连接模块，保证了在不稳定波浪作用下的电力输出更加持续和平稳，动子7与定子6之间通过滑轨滑动，减少了磨损，延长了直线发电机的使用寿命，且采用特殊的外形设计，使装置上大下小，上轻下重，并通过设置泡沫环垫17，可以使发电装置漂浮在水面上，并且不会因为波浪的强烈冲击作用而打翻，在发生扰动时能够恢复竖直状态，同时，装置整体密封，内部关键设备不与水直接接触，因此也不会受到水的腐蚀作用，结构设计简单，投资较少，发电成本较低，适合推广使用。
最后应说明的几点是：首先，在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变，则相对位置关系可能发生改变；
其次：本发明公开实施例附图中，只涉及到与本公开实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计，在不冲突情况下，本发明同一实施例及不同实施例可以相互组合；
最后：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，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 (9)

1.一种基于直线发电机的新型波浪发电装置，包括装置外壳(1)，其特征在于：所述装置外壳(1)为锥形结构，且装置外壳(1)的顶端边缘处设置有第一固定环(2)，所述装置外壳(1)的上方设置有上盖(3)，所述上盖(3)的底部对应第一固定环(2)的上方位置处设置有第二固定环(4)，且上盖(3)的底部连接有泡沫环垫(17)，所述装置外壳(1)的内部设置有安装腔(5)，所述安装腔(5)的内部安装有发电组件，所述发电组件包括定子(6)，所述定子(6)的外部通过滑轨滑动连接有动子(7)，所述动子(7)的上下两端部与定子(6)的顶部和底部之间均连接有弹簧组(8)，所述上盖(3)的底部位于安装腔(5)的上方位置处安装有蓄电池(9)。
2.根据权利要求1所述的一种基于直线发电机的新型波浪发电装置，其特征在于：所述装置外壳(1)和上盖(3)均采用如氟塑料材质或氯化聚醚材质。
3.根据权利要求1所述的一种基于直线发电机的新型波浪发电装置，其特征在于：所述第一固定环(2)与第二固定环(4)的边缘处之间通过螺栓固定连接，连接处设置有密封圈，且第一固定环(2)和第二固定环(4)的内部对应螺栓螺杆所在的位置处均设置有固定孔。
4.根据权利要求1所述的一种基于直线发电机的新型波浪发电装置，其特征在于：所述泡沫环垫(17)的顶部与上盖(3)的底部之间通过粘接剂粘接固定。
5.根据权利要求1所述的一种基于直线发电机的新型波浪发电装置，其特征在于：所述定子(6)的顶端连接有上安装环(10)，所述上安装环(10)的顶部设置有第一卡块(11)，所述定子(6)的底端连接有下安装环(12)，所述下安装环(12)的底部设置有第二卡块(13)。
6.根据权利要求1所述的一种基于直线发电机的新型波浪发电装置，其特征在于：所述上盖(3)的内部对应蓄电池(9)的外部设置有蓄电池安装槽(15)，且上盖(3)的内部对应第一卡块(11)的外部设置有第一限位卡槽(14)。
7.根据权利要求1所述的一种基于直线发电机的新型波浪发电装置，其特征在于：所述安装腔(5)的底部对应第二卡块(13)的外部设置有第二限位卡槽(16)。
8.根据权利要求1所述的一种基于直线发电机的新型波浪发电装置，其特征在于：所述动子(7)由第一固定架(71)和第二固定架(72)两部分组成，所述第一固定架(71)与第二固定架(72)的结构相同且对称设置，且第一固定架(71)与第二固定架(72)的内侧对应定子(6)的外部设置有空腔(73)。
9.根据权利要求5所述的一种基于直线发电机的新型波浪发电装置，其特征在于：所述上安装环(10)与定子(6)的顶端之间通过螺栓固定连接，所述下安装环(12)与定子(6)的底端之间通过螺栓固定连接。
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WO2023133650A1 (zh) * 2022-01-11 2023-07-20 大连理工大学 基于液舱晃荡原理的波浪能独立发电浮舱

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