CN113236479B - 一种新能源混合发电装置及使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种新能源混合发电装置，包括固定杆件、浮板和垫板，所述固定杆件包括固定杆一、固定杆二、固定杆三与固定杆四，所述固定杆一、固定杆二、固定杆三与固定杆四呈十字型分布在浮板的四周，所述浮板分别与固定杆一、固定杆二、固定杆三以及固定杆四滑动连接，通过在浮板上设置浪潮发电组件一，由于浮板自身的浮力漂浮在海面上，浮板上方的扇叶在有风的情况下可以进行风力发电，同时可根据风向，通过第一电机带动浮板的自身旋转，达到扇叶与风向吻合，发电效率更高。本发明可通过调整风扇及水下涡轮的角度方向，可以更准确的对准风、水流的运动方向，提升发电的效率，风力发电与水流发电结合，效率高，资源利用率大。

Description

一种新能源混合发电装置及使用方法
技术领域
本发明属于能源利用相关技术领域，具体涉及一种新能源混合发电装置。
背景技术
发电能源是用于发电的各种能源，可分为再生能源和非再生能源，用于发电的主要有化石(石油、天然气、煤)能源等。发电能源可分为再生能源和非再生能源，再生能源有太阳能、水能、风能及潮汐能；非再生能源有化石能源(包括煤、石油、天然气)、核能。用于发电的主要有化石(石油、天然气、煤)能源、水力和核能。火电、水电和核电是世界上电能供应的三大支柱。潮汐能的发电技术在海洋领域中颇为常见。
现有的潮汐能源发电技术存在以下问题：传统的潮汐能源发电装置在工作过程中存在着能源利用率低下的问题，造成能源转换效率较低，且设备较为复杂，投入成本过高，进而增加能源利用难度。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新能源混合发电装置，以解决上述背景技术中提出的能源转换效率低、设备复杂成本高的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种新能源混合发电装置，包括固定杆件、浮板和垫板，所述固定杆件包括固定杆一、固定杆二、固定杆三与固定杆四，所述固定杆一、固定杆二、固定杆三与固定杆四呈十字型分布在浮板的四周，所述浮板分别与固定杆一、固定杆二、固定杆三以及固定杆四滑动连接，所述浮板的外侧面设置有第一齿面，所述固定杆一的上端内部固定安装有第一电机，所述第一电机的输出轴端固定连接有第一齿轮，所述固定杆二、固定杆三与固定杆四的内部均转动连接有第三齿轮，所述第一齿轮、第三齿轮均与第一齿面相啮合；
所述浮板的外侧转动连接有挡板，所述挡板固定在固定杆一、固定杆二与固定杆三上，所述挡板朝向固定杆四的一侧开设有通孔，所述挡板的内壁上装设有与通孔相对应的浪潮发电组件一，所述浮板的上表面固定装设有风力发电组件；
所述挡板的下表面转动连接有垫板，所述垫板的外侧面设置有第二齿面，所述固定杆一内部的垫板所在位置处固定安装有第二电机，所述第二电机的输出轴端固定连接有第二齿轮，所述第二齿轮与第二齿面相啮合；
所述垫板的下表面开设有滑槽，所述滑槽的上表面固定有摩擦板，所述摩擦板下侧的滑槽中滑动连接有U型板，所述垫板的下侧设置有电机箱，所述电机箱与垫板之间通过能够调节电机箱倾斜角度的连杆组件活动连接，所述电机箱中装设有浪潮发电组件二。
优选的，所述浪潮发电组件一包括第一连杆与小涡轮，所述第一连杆的两端分别与挡板的内侧面固定连接，所述小涡轮与第一连杆转动连接。
优选的，所述风力发电组件包括风扇固定柱与扇叶，所述风扇固定柱的一端与浮板的上表面固定连接，所述风扇固定柱的另一端与扇叶转动连接。
优选的，所述连杆组件包括第二连杆、第三连杆、第四连杆与第五连杆，所述第二连杆的一端通过第三转轴与垫板的右端下表面铰接，所述第二连杆的另一端通过第四转轴与电机箱铰接，所述第三连杆的一端通过第五转轴与U型板铰接，所述第三连杆的另一端通过第四转轴与电机箱铰接，所述第四连杆的一端通过第五转轴与U型板铰接，所述第四连杆的另一端通过第六转轴与电机箱铰接，所述第五连杆的一端通过第六转轴与电机箱铰接，所述第五连杆的另一端通过第七转轴与垫板的左端下表面铰接。
优选的，所述浪潮发电组件二包括发电机、第一转轴与第二转轴，所述发电机固定安装在电机箱的上端内部，所述第一转轴的一端与发电机的输出端固定连接，所述第一转轴的另一端固定连接有第一锥齿轮，所述第二转轴通过轴承与电机箱转动连接，所述第二转轴上固定设置有第二锥齿轮，所述第一锥齿轮与第二锥齿轮相啮合，所述第二转轴的两端穿出电机箱并与大涡轮固定连接。
优选的，所述浮板包括不锈钢外层与泡沫内层，所述不锈钢外层采用含铬耐酸钢材质铸造成型，所述泡沫内层采用聚氨酯轻质材料发泡成型。
优选的，所述挡板呈空心柱状结构。
优选的，所述第一齿轮呈长柱状结构，所述第一齿轮的轴向与浮板的轴向互为平行。
优选的，所述第二齿轮呈短柱状结构，所述第二齿轮的轴向与垫板的轴向互为平行。
优选的，所述摩擦板的下表面设置有摩擦面。
本发明还提供了一种新能源混合发电装置的使用方法，垫板置于海洋中，而浮板通过自身的浮力漂浮在海面上，浮板上方的扇叶在有风的情况下可以进行风力发电，同时根据风向，通过第一电机带动浮板的自身旋转，达到扇叶与风向吻合，发电效率更高，而在当海水波浪涌来时，通过挡板下方通孔处进入到容纳腔，同时水流使小涡轮旋转发电，而海水涌进挡板内部容纳腔后使浮板向上移动，使空间变大，当海水退潮时，挡板内空间的水从小涡轮处流出，水流再次对小涡轮进行旋转发电，同时在当海水涌来时，水流冲击垫板下方的U型板，使U型板向左滑动，使第五转轴向左移动，通过连杆使第六转轴下降，第四转轴上升，使电机箱右端向上方抬升，能对准水流的方向，提升发电效率，另外可通过第二电机的转动，使第二齿轮转动，从而使垫板旋转，对准水流方向。
与现有技术相比，本发明提供了一种新能源混合发电装置，具备以下有益效果：
1、本发明通过在浮板上设置浪潮发电组件一，由于浮板自身的浮力漂浮在海面上，浮板上方的扇叶在有风的情况下可以进行风力发电，同时可根据风向，通过第一电机带动浮板的自身旋转，达到扇叶与风向吻合，发电效率更高，通过调整风扇及水下涡轮的角度方向，可以更准确的对准风、水流的运动方向，提升发电的效率，风力发电与水流发电结合，效率高，资源利用率大；
2、本发明通过在挡板上开设通孔，在当海水波浪涌来时，通过挡板下方通孔处进入到容纳腔，同时水流使小涡轮旋转发电，而海水涌进挡板内部容纳腔后使浮板向上移动，使空间变大，当海水退潮时，挡板内空间的水从小涡轮处流出，水流再次对小涡轮进行旋转发电，进而利用潮流的流动趋势进行发电，进而提升发电效率；
3、本发明垫板与电机箱之间采用滑动连杆的连接形式，在当海水涌来时，水流冲击垫板下方的U型板，使U型板向左滑动，使第五转轴向左移动，通过连杆使第六转轴下降，第四转轴上升，使电机箱右端向上方抬升，能对准水流的方向，提升发电效率，另外可通过第二电机的转动，使第二齿轮转动，从而使垫板旋转，方便对准水流方向，提升发电效率。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制，在附图中：
图1为本发明提出的一种新能源混合发电装置整体装配结构示意图；
图2为本发明提出的滑动连杆结构示意图；
图3为本发明提出的浮板上视结构示意图；
图4为本发明提出的小涡轮剖视结构示意图
图5为本发明提出的水流通过状态示意图
图6为本发明提出的图1中A-A剖视结构示意图；
图中：1、固定杆一；102、固定杆二；103、固定杆三；104、固定杆四；2、第一齿轮；3、第一电机；4、风扇固定柱；5、扇叶；6、挡板；7、浮板；8、第一连杆；9、小涡轮；10、垫板；11、第二齿轮；12、第二电机；13、摩擦板；14、U型板；15、电机箱；16、发电机；17、第一转轴；18、第一锥齿轮；19、第二转轴；20、第二锥齿轮；21、大涡轮；22、第三转轴；23、第二连杆；24、第四转轴；25、第三连杆；26、第五转轴；27、第四连杆；28、第六转轴；29、第五连杆；30、第七转轴；31、第三齿轮。
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。
请参阅图1-6，本发明提供一种技术方案：一种新能源混合发电装置，包括固定杆件、浮板7和垫板10，其中固定杆件由固定杆一1、固定杆二102、固定杆三103与固定杆四104组成，而固定杆一1、固定杆二102、固定杆三103与固定杆四104呈十字型分布在浮板7的四周，从而对浮板7进行限位，使其能够在固定杆件之间转动以及上下浮动，而浮板7的外侧面设置有第一齿面，固定杆一1的上端内部固定安装有第一电机3，第一电机3的输出轴端固定连接有第一齿轮2，固定杆二102、固定杆三103与固定杆四104的内部转动连接有第三齿轮31，第一齿轮2、第三齿轮31均与第一齿面相啮合，通过第一电机3作为驱动力，由第一齿轮2带动浮板7进行转动，从而实现调位，浮板7的一侧转动连接有挡板6，挡板6固定在固定杆一1、固定杆二102与固定杆三103上，挡板6朝向固定杆四104的一侧开设有通孔，挡板6的内壁上装设有与通孔相对应的浪潮发电组件一，潮浪能够从挡板6上的通孔涌入，从而带动浪潮发电组件一运转，进行电能转换，浮板7的上表面固定装设有风力发电组件，由风力发电组件将海面上的风能转换为电能，挡板6靠近下端的内侧面转动连接有垫板10，垫板10的外侧面设置有第二齿面，固定杆一1内部的垫板10所在位置处固定安装有第二电机12，第二电机12的输出轴端固定连接有第二齿轮11，第二齿轮11与第二齿面相啮合，通过第二电机12作为驱动力，由第二齿轮11带动垫板10进行旋转，从而对应调整垫板10的位置，垫板10的下表面开设有滑槽，滑槽中固定有摩擦板13，摩擦板13下侧的滑槽中滑动连接有U型板14，垫板10的下侧设置有电机箱15，电机箱15与垫板10之间通过连杆组件固定连接，电机箱15中装设有浪潮发电组件二，通过连杆组件将电机箱15吊装在垫板10的下方，通过浪潮的冲击作用，使得连杆组件拉动电机箱15进行偏转，从而使浪潮发电组件二对准水流的方向；
其中浪潮发电组件一包括第一连杆8与小涡轮9，第一连杆8的两端分别与挡板6的内侧面固定连接，小涡轮9与第一连杆8转动连接，小涡轮9正对着通孔处，由挡板6上通孔涌入的水流能够带动小涡轮9旋转，小涡轮9与发电设备连接，从而将水流动能转换为电能，并将电能存储下来，而用以其他设备工作使用；
另外风力发电组件包括风扇固定柱4与扇叶5，风扇固定柱4的一端与浮板7的上表面固定连接，风扇固定柱4的另一端与扇叶5转动连接，由浮板7的漂浮作用使得，风扇固定柱4竖立在海面上，通过风力吹动扇叶5的旋转，扇叶5与上述小涡轮9的发电原理相同，使得风能转换为电能；
而连杆组件包括第二连杆23、第三连杆25、第四连杆27与第五连杆29，第二连杆23的一端通过第三转轴22与垫板10的右端下表面铰接，第二连杆23的另一端通过第四转轴24与电机箱15铰接，第三连杆25的一端通过第五转轴26与U型板14铰接，第三连杆25的另一端通过第四转轴24与电机箱15铰接，第四连杆27的一端通过第五转轴26与U型板14铰接，第四连杆27的另一端通过第六转轴28与电机箱15铰接，第五连杆29的一端通过第六转轴28与电机箱15铰接，第五连杆29的另一端通过第七转轴30与垫板10的左端下表面铰接，通过第二连杆23、第三连杆25、第四连杆27与第五连杆29的连接关系形成滑动连杆组件，当海水涌来时，水流冲击垫板10下方的U型板14，使U型板14向左滑动，使第五转轴26向左移动，而通过连杆使第六转轴28下降，第四转轴24上升，从而使电机箱15右端向上方抬升，进而对准水流的方向，提升发电效率；
而浪潮发电组件二包括发电机16、第一转轴17与第二转轴19，发电机16固定安装在电机箱15的上端内部，第一转轴17的一端与发电机16的输出端固定连接，第一转轴17的另一端固定连接有第一锥齿轮18，第二转轴19通过轴承与电机箱15转动连接，第二转轴19上固定设置有第二锥齿轮20，第一锥齿轮18与第二锥齿轮20相啮合，第二转轴19的两端穿出电机箱15并与大涡轮21固定连接，当潮流经过时，带动大涡轮21旋转，使第二转轴19同轴转动，通过第一锥齿轮18与第二锥齿轮20的啮合作用，使发电机16工作，将电能输出，进而起到发电的作用。
为了提升结构强度以及良好地漂浮能力，浮板7包括不锈钢外层与泡沫内层，不锈钢外层采用含铬耐酸钢材质铸造成型，能够经受海水的长期腐蚀，延长了使用年限，另外泡沫内层采用聚氨酯轻质材料发泡成型，具有材质轻飘浮性好的优点，使浮板7能够随着潮流的变化而改变漂浮位置，同时具有一定的抗腐蚀能力。
为了对浮板7与垫板10进行限位，挡板6呈空心柱状结构，而通过浮板7与垫板10以及挡板6围成容纳腔，使得潮流能够涌入储放在至容纳腔中，从而带动浪潮发电组件一工作，在当潮流退去时，容纳腔中的水流能够自然排出，从而带动浪潮发电组件一再次工作。
为了使扇叶5与海面风向吻合，第一齿轮2呈长柱状结构，第一齿轮2的轴向与浮板7的轴向互为平行，当第一齿轮2旋转的过程中，通过第一齿轮2与浮板7上第一齿面的啮合作用，从而带动浮板7转动，使得扇叶5与海面风向相匹配，进而提高发电效率。
为了使浪潮发电组件二的工作效率值处于高水准，第二齿轮11呈短柱状结构，第二齿轮11的轴向与垫板10的轴向互为平行，当第二齿轮11旋转的过程中，通过第二齿轮11与垫板10第二齿面的啮合作用，能够带动垫板10转动，从而使浪潮发电组件二准确对着水流的流动方向，进而提升发电效率。
为了防止摆放位置偏差而导致电机箱15自动发生偏转而失去对流作用，在摩擦板13的下表面设置有摩擦面，从而提高U型板14与摩擦板13之间的摩擦力，使得电机箱15不会因摆放位置偏差而轻易发生偏转。
本发明的工作原理及使用流程如下：本装置是以固定杆件为基础，由固定杆件将垫板10固定于海洋中，而浮板7通过自身的浮力漂浮在海面上，浮板7上方的扇叶5在有风的情况下可以进行风力发电，同时根据风向，通过第一电机3带动浮板7的自身旋转，达到扇叶5与风向吻合，发电效率更高，而在当海水波浪涌来时，通过挡板6下方通孔处进入到容纳腔，同时水流使小涡轮9旋转发电，而海水涌进挡板6内部容纳腔后使浮板7向上移动，使空间变大，当海水退潮时，挡板6内空间的水从小涡轮9处流出，水流再次对小涡轮9进行旋转发电，同时在当海水涌来时，水流冲击垫板10下方的U型板14，使U型板14向左滑动，使第五转轴26向左移动，通过连杆使第六转轴28下降，第四转轴24上升，使电机箱15右端向上方抬升，能对准水流的方向，提升发电效率，另外可通过第二电机12的转动，使第二齿轮11转动，从而使垫板10旋转，方便对准水流方向，提升发电效率。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种新能源混合发电装置，包括固定杆件、浮板(7)和垫板(10)，其特征在于：所述固定杆件包括固定杆一(1)、固定杆二(102)、固定杆三(103)与固定杆四(104)，所述固定杆一(1)、固定杆二(102)、固定杆三(103)与固定杆四(104)呈十字型分布在浮板(7)的四周，所述浮板(7)分别与固定杆一(1)、固定杆二(102)、固定杆三(103)以及固定杆四(104)滑动连接，所述浮板(7)的外侧面设置有第一齿面，所述固定杆一(1)的上端内部固定安装有第一电机(3)，所述第一电机(3)的输出轴端固定连接有第一齿轮(2)，所述固定杆二(102)、固定杆三(103)与固定杆四(104)的内部均转动连接有第三齿轮(31)，所述第一齿轮(2)、第三齿轮(31)均与第一齿面相啮合；
所述浮板(7)的外侧转动连接有挡板(6)，所述挡板(6)固定在固定杆一(1)、固定杆二(102)与固定杆三(103)上，所述挡板(6)朝向固定杆四(104)的一侧开设有通孔，所述挡板(6)的内壁上装设有与通孔相对应的浪潮发电组件一，所述浮板(7)的上表面固定装设有风力发电组件；
所述挡板(6)的下表面转动连接有垫板(10)，所述垫板(10)的外侧面设置有第二齿面，所述固定杆一(1)内部的垫板(10)所在位置处固定安装有第二电机(12)，所述第二电机(12)的输出轴端固定连接有第二齿轮(11)，所述第二齿轮(11)与第二齿面相啮合；
所述垫板(10)的下表面开设有滑槽，所述滑槽的上表面固定有摩擦板(13)，所述摩擦板(13)下侧的滑槽中滑动连接有U型板(14)，所述垫板(10)的下侧设置有电机箱(15)，所述电机箱(15)与垫板(10)之间通过能够调节电机箱(15)倾斜角度的连杆组件活动连接，所述电机箱(15)中装设有浪潮发电组件二。
2.根据权利要求1所述的一种新能源混合发电装置，其特征在于：所述浪潮发电组件一包括第一连杆(8)与小涡轮(9)，所述第一连杆(8)的两端分别与挡板(6)的内侧面固定连接，所述小涡轮(9)与第一连杆(8)转动连接。
3.根据权利要求2所述的一种新能源混合发电装置，其特征在于：所述风力发电组件包括风扇固定柱(4)与扇叶(5)，所述风扇固定柱(4)的一端与浮板(7)的上表面固定连接，所述风扇固定柱(4)的另一端与扇叶(5)转动连接。
4.根据权利要求3所述的一种新能源混合发电装置，其特征在于：所述连杆组件包括第二连杆(23)、第三连杆(25)、第四连杆(27)与第五连杆(29)，所述第二连杆(23)的一端通过第三转轴(22)与垫板(10)的右端下表面铰接，所述第二连杆(23)的另一端通过第四转轴(24)与电机箱(15)铰接，所述第三连杆(25)的一端通过第五转轴(26)与U型板(14)铰接，所述第三连杆(25)的另一端通过第四转轴(24)与电机箱(15)铰接，所述第四连杆(27)的一端通过第五转轴(26)与U型板(14)铰接，所述第四连杆(27)的另一端通过第六转轴(28)与电机箱(15)铰接，所述第五连杆(29)的一端通过第六转轴(28)与电机箱(15)铰接，所述第五连杆(29)的另一端通过第七转轴(30)与垫板(10)的左端下表面铰接。
5.根据权利要求1所述的一种新能源混合发电装置，其特征在于：所述浪潮发电组件二包括发电机(16)、第一转轴(17)与第二转轴(19)，所述发电机(16)固定安装在电机箱(15)的上端内部，所述第一转轴(17)的一端与发电机(16)的输出端固定连接，所述第一转轴(17)的另一端固定连接有第一锥齿轮(18)，所述第二转轴(19)通过轴承与电机箱(15)转动连接，所述第二转轴(19)上固定设置有第二锥齿轮(20)，所述第一锥齿轮(18)与第二锥齿轮(20)相啮合，所述第二转轴(19)的两端穿出电机箱(15)并与大涡轮(21)固定连接。
6.根据权利要求1所述的一种新能源混合发电装置，其特征在于：所述浮板(7)包括不锈钢外层与泡沫内层，所述不锈钢外层采用含铬耐酸钢材质铸造成型，所述泡沫内层采用聚氨酯轻质材料发泡成型。
7.根据权利要求1所述的一种新能源混合发电装置，其特征在于：所述挡板(6)呈空心柱状结构。
8.根据权利要求1所述的一种新能源混合发电装置，其特征在于：所述第一齿轮(2)呈长柱状结构，所述第一齿轮(2)的轴向与浮板(7)的轴向互为平行。
9.根据权利要求1所述的一种新能源混合发电装置，其特征在于：所述第二齿轮(11)呈短柱状结构，所述第二齿轮(11)的轴向与垫板(10)的轴向互为平行，所述摩擦板(13)的下表面设置有摩擦面。
10.根据权利要求4所述的一种新能源混合发电装置的使用方法，其特征在于：垫板(10)置于海洋中，而浮板(7)通过自身的浮力漂浮在海面上，浮板(7)上方的扇叶(5)在有风的情况下可以进行风力发电，同时根据风向，通过第一电机(3)带动浮板(7)的自身旋转，达到扇叶(5)与风向吻合，发电效率更高，而在当海水波浪涌来时，通过挡板(6)下方通孔处进入到容纳腔，同时水流使小涡轮(9)旋转发电，而海水涌进挡板(6)内部容纳腔后使浮板(7)向上移动，使空间变大，当海水退潮时，挡板(6)内空间的水从小涡轮(9)处流出，水流再次对小涡轮(9)进行旋转发电，同时在当海水涌来时，水流冲击垫板(10)下方的U型板(14)，使U型板(14)向左滑动，使第五转轴(26)向左移动，通过连杆使第六转轴(28)下降，第四转轴(24)上升，使电机箱(15)右端向上方抬升，能对准水流的方向，提升发电效率，另外可通过第二电机(12)的转动，使第二齿轮(11)转动，从而使垫板(10)旋转，对准水流方向。
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