CN113775464A - 一种独轮车式波浪能俘能发电装置 - Google Patents

一种独轮车式波浪能俘能发电装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种独轮车式波浪能俘能发电装置，其包括漂浮机构、摇摆俘能机构、垂直俘能机构和发电机构；所述摇摆俘能机构垂直连接于所述漂浮机构的底部，所述垂直俘能机构竖直内置于所述摇摆俘能机构，所述发电机构内置于所述摇摆俘能机构且分别与所述摇摆俘能机构和所述垂直俘能机构相连接，所述漂浮机构可漂浮于水面并随波浪波动，用以驱使所述摇摆俘能机构和所述垂直俘能机构运动，供所述发电机构发电。本发明的发电装置通过设置漂浮机构随波浪起伏从而大面积的吸收波浪能，然后转化为竖直方向的上下移动和横向的摇摆运动，从而带动发电机构运动完成发电。

Description

一种独轮车式波浪能俘能发电装置
技术领域
本发明涉及发电装置技术领域，尤其涉及一种独轮车式波浪能俘能发电装置。
背景技术
能源供应是21世纪人类不断提及的话题，社会的不断发展人们对能源的需求呈现爆发式的增长，现在人类的生产活动大多依赖电力来驱动，因此，电力设备的建设尤为重要，目前，大多数发电装置为水利发电、风力发电和蒸汽发电等，水利发电需要合适的地理位置和具有一定流量的江河，同时修建大坝会对河流生态环境产生影响，陆地风力发电需要宽广无遮挡物的场地，而海岸风力发电必须依托海岸不能移动，发电站的建设已经大幅减缓。因此，需要其他的发电装置来增加发电量。
例如，专利CN107061121B，提供了一种利用海洋波浪能的发电装置，其通过布设在大堤上的压电俘能装置将波浪能转化为电能，既可以减轻波浪对大堤的损害，延长寿命，又可以发电。
目前大多数的发电装置类似于上述专利，需要固定在一个地方，将发电装置固定至海边或者岸边后，通过收集波浪能进行发电，但是却无法跟随波浪移动，发电装置经受波浪的长时间撞击，容易损坏，从而影响发电效率。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种独轮车式波浪能俘能发电装置，解决现有技术中的发电装置容易被波浪冲击而损坏的技术问题。
为达到上述技术目的，本发明的技术方案提供一种独轮车式波浪能俘能发电装置，其包括漂浮机构、摇摆俘能机构、垂直俘能机构和发电机构；
所述摇摆俘能机构垂直连接于所述漂浮机构的底部，所述垂直俘能机构竖直内置于所述摇摆俘能机构，所述发电机构内置于所述摇摆俘能机构且分别与所述摇摆俘能机构和所述垂直俘能机构相连接，所述漂浮机构可漂浮于水面并随波浪波动，用以驱使所述摇摆俘能机构和所述垂直俘能机构运动，供所述发电机构发电。
进一步的，所述漂浮机构包括漂浮板、支撑桁架和盖板，所述漂浮板内部中空且顶部开口，所述支撑桁架内置于所述漂浮板，所述盖板连接于所述支撑桁架并密封所述漂浮板。
进一步的，所述摇摆俘能机构包括半圆形舱体、半圆形滑轨、滑块一和至少一个弧形液压缸，所述半圆形舱体内部中空且顶部开口，所述半圆形舱体经所述开口连接至所述漂浮板的底部，所述半圆形滑轨内置于所述半圆形舱体，所述滑块一滑动连接于所述滑轨，所述弧形液压缸内置于所述半圆形舱体且其推杆连接于所述滑块一，以供所述滑块一驱使所述弧形液压缸的推杆往复运动。
进一步的，所述垂直俘能机构包括转轴、扇形连接块、至少一个连杆及设置在连杆上的滑块二和环形液压缸，所述转轴内置于所述半圆形舱体且其两端分别与所述半圆形舱体的两端内壁转动连接，所述扇形连接块连接于所述转轴，所述连杆的一端连接所述扇形连接块的弧形侧壁、另一端连接至所述滑块一，所述滑块二套设于所述连杆并与所述连杆滑动连接，所述环形液压缸套设于所述连杆且其推杆连接于所述滑块二，以供所述滑块二驱使所述环形液压缸的推杆往复运动。
进一步的，所述发电机构包括支撑台、发电机、液压涡轮机、液压管、单向阀和储能罐，所述支撑台内置于所述半圆形舱体且开设有通孔，所述发电机设置于所述支撑台，所述液压涡轮机设置于所述支撑台且其一端与所述发电机连接，所述液压涡轮机的另一端通过两个所述液压管分别连接至所述弧形液压缸和所述环形液压缸，所述单向阀和所述储能罐均设置于所述液压管，所述储能罐可以调节液压管内的液体压力使液压涡轮机平稳工作，所述液压涡轮机经所述所述弧形液压缸和所述环形液压缸驱动可供所述发电机发电。
进一步的，还包括太阳能发电单元，所述太阳能发电单元设置于所述漂浮板的顶部。
进一步的，所述漂浮板呈矩形，所述漂浮板接触水面的一侧其四周设置为弧形。
进一步的，所述摇摆俘能机构还包括轴承组件，所述轴承组件包括支撑杆、竖向轴承和侧向轴承，所述支撑杆的一端固定于所述滑块一连接于所述半圆形滑轨的一侧，所述竖向轴承套设于所述支撑杆并与所述支撑杆同轴设置，所述竖向轴承转动连接于所述支撑杆且其外壁抵接于所述半圆形滑轨的底壁，所述侧向轴承设置于所述支撑杆的另一端并垂直于所述竖向轴承，所述侧向轴承转动连接于所述支撑杆且其外壁抵接于所述半圆形滑轨的侧壁。
进一步的，所述弧形液压缸的数量为两个，其分别设置于所述半圆形滑轨的两端并通过液压管连接至所述液压涡轮机。
进一步的，所述连杆的数量为多个，其对应的所述滑块二和所述环形液压缸的数量也为多个，每一所述连杆上均设置有所述滑块二和所述环形液压缸，多个所述环形液压缸均通过液压管连接至所述液压涡轮机。
与现有技术相比，本发明的有益效果包括：本发明的发电装置能够将海洋中的纵摇方向和垂直方向运动的波浪能转化为电能，其通过漂浮机构吸收波浪能，漂浮机构可跟随波浪起伏从而大幅抵消波浪的冲击，避免发电装置被波浪长时间冲击损坏，并且可以通过漂浮机构将波浪能转化为摇摆俘能机构和垂直俘能机构运动的力，从而驱使发电机构运动，完成发电。
附图说明
图1是本发明提供的实施例一-独轮车式波浪能俘能发电装置的结构示意图；
图2是本发明提供的实施例一-独轮车式波浪能俘能发电装置去掉半圆形舱体的结构示意图；
图3是本发明提供的实施例一-独轮车式波浪能俘能发电装置中漂浮机构的剖视图；
图4是本发明提供的实施例一-独轮车式波浪能俘能发电装置中漂浮机构的整体结构示意图；
图5是本发明提供的实施例一-独轮车式波浪能俘能发电装置中摇摆俘能机构的结构示意图；
图6是本发明提供的实施例一-独轮车式波浪能俘能发电装置中摇摆俘能机构的局部结构示意图；
图7是本发明提供的实施例一-独轮车式波浪能俘能发电装置中轴承组件的结构示意图；
图8是本发明提供的实施例一-独轮车式波浪能俘能发电装置中垂直俘能机构的结构示意图；
图9是本发明提供的实施例一-独轮车式波浪能俘能发电装置中发电机构的结构示意图；
图10是本发明提供的实施例二-独轮车式波浪能俘能发电装置的结构示意图；
图11是本发明提供的实施例二-独轮车式波浪能俘能发电装置的局部结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。
实施例一：
参照图1和图2，本发明提供了一种独轮车式波浪能俘能发电装置，其包括漂浮机构1、摇摆俘能机构2、垂直俘能机构3和发电机构4，所述漂浮机构1可放置到能够产生大量波浪的海中或者河中，所述摇摆俘能机构2垂直连接于所述漂浮机构1的底部，所述垂直俘能机构3竖直内置于所述摇摆俘能机构2，所述发电机构4内置于所述摇摆俘能机构2且分别与所述摇摆俘能机构2和所述垂直俘能机构3相连接，所述漂浮机构1可漂浮于水面并随波浪波动，以此抵消波浪的冲击并带动所述摇摆俘能机构2和所述垂直俘能机构3运动，从而带动所述发电机构运动完成发电。
参照图3，所述漂浮机构1包括漂浮板11、支撑桁架12和盖板13，所述漂浮板11内部中空且顶部开口，所述支撑桁架12内置于所述漂浮板11，所述盖板13连接于所述支撑桁架并密封所述漂浮板11。其中，漂浮板11呈矩形，其还可以是三角形或者圆形等，所述漂浮板11接触水面的一侧其四周设置为弧形，能够减缓波浪的冲击并减少漂浮板随波起伏过程中波浪能的损失，提高能量的利用效率。
参照图4，作为优选的实施例，所述盖板13的顶部沿边缘设置有护栏131和行走通道132，在盖板13上还开设有检修口133，检修口133的数量有两个，分别设置在盖板的两端，方便进入漂浮板11内检修设备。
参照图5和图6，所述摇摆俘能机构2包括半圆形舱体21、半圆形滑轨22、滑块一23和两个弧形液压缸24，所述半圆形舱体21内部中空且顶部开口，所述半圆形舱体21经所述开口连接至所述漂浮板11的底部，其对应的所述漂浮板11的底部也设置有开口，漂浮板11的底部开口通过舱体盖板密封，使得漂浮板11和半圆形舱体21相连通，所述半圆形滑轨22内置于所述半圆形舱体21，该半圆形滑轨22包括两个相对设置的滑槽，所述滑块一的两侧分别插设至两个滑槽内并与滑槽滑动连接，两个所述弧形液压缸24均内置于所述半圆形舱体21且分别设置于所述半圆形滑轨22的两端，两个所述弧形液压缸24且设置于两个所述滑槽之间且其推杆分别连接于所述滑块一23的两端侧壁，其对应的发电机构4的数量也为两个，两个发电机构4分别设置在半圆形滑轨22的两端并分别连接至两个弧形液压缸24，所述滑块一23在半圆形舱体21跟随漂浮板11浮动时可以沿半圆形滑轨22滑动，从而驱使所述弧形液压缸24的推杆做往复运动。其中，所述半圆形舱体的外壳采用外鼓弧形，从而增加抵抗水压的能力，半圆形舱体内还设置有检修楼梯，在舱体盖板处预留楼梯口，使得检修人员可以从漂浮板11的检修口133进入到半圆形舱体21内，舱体的内壁还设置限位槽，在需要对设备进行检修的时候，检修人员可以向限位槽内插设限位块，从而限制滑块一的运动，方便检修。
参照图7，作为优选的实施例，所述摇摆俘能机构2还包括多个轴承组件25，多个轴承组件25均匀分布于所述滑块一23插设至滑槽的两侧，所述轴承组件25包括支撑杆251、竖向轴承252和侧向轴承253，所述支撑杆251的一端固定于所述滑块一23，所述竖向轴承252套设于所述支撑杆251并与所述支撑杆251同轴设置，所述竖向轴承252转动连接于所述支撑杆251且其外壁抵接于滑槽的底壁，所述侧向轴承253设置于所述支撑杆251的另一端并垂直于所述竖向轴承252，所述侧向轴承253转动连接于所述支撑杆251且其外壁抵接于所述滑槽侧壁，在保证滑块一23在两条半圆形滑槽中间稳定运行的同时也减少了运行时的摩擦损耗。
参照图8，所述垂直俘能机构3包括转轴31、扇形连接块32、多个连杆33及设置在连杆上的滑块二34和环形液压缸35，所述转轴31内置于所述半圆形舱体21且其两端通过轴承分别与所述半圆形舱体21的两端内壁转动连接，所述扇形连接块32连接于转轴31，其弧形面由于重力的作用朝下，多个所述连杆的一端均连接至所述扇形连接块32的弧形面且呈圆周阵列均匀分布，每一所述连杆上均设置有所述滑块二34和所述环形液压缸35，所述连杆的另一端则连接至所述滑块一23，多个所述环形液压缸35均通过液压管连接至所述发电机构，所述滑块二34套设于所述连杆33并与所述连杆33滑动连接，所述环形液压缸35套设于所述连杆33且其推杆连接于所述滑块二34，所述滑块二34在半圆形舱体21跟随漂浮板11浮动时可以沿连杆33上下移动，从而带动所述环形液压缸的推杆做往复运动。本发明提供的实施例中，连杆33的数量为3个，3个连杆33上安装有3个环形液压缸35且同时连接至两个发电机构4。
作为优选的实施例，所述垂直俘能机构3还包括复位弹簧36和缓冲弹簧37，所述复位弹簧36套设于所述连杆33且其两端分别连接至所述滑块二34和所述环形液压缸35，用于滑块二34移动后复位，所述缓冲弹簧37套设于所述连杆且设置于所述滑块一23和所述滑块二34之间，能够防止滑块二34滑动时移动过快对下方的滑块一23造成冲击损伤。
参照图9，所述发电机构4包括支撑台41、发电机42、液压涡轮机43、液压管44、单向阀45和储能罐46，所述支撑台41内置于所述半圆形舱体21且开设有通孔，所述发电机42安装于于所述支撑台41上，所述液压涡轮机43设置于所述支撑台41且其一端通过转轴与所述发电机42连接，所述液压涡轮机43的另一端通过两个所述液压管44从所述通孔穿过分别连接至所述弧形液压缸24和所述环形液压缸35，所述单向阀45和所述储能罐46均安装于所述液压管44上，所述液压涡轮机43经所述弧形液压缸24和所述环形液压缸35驱动可供所述发电机42发电。
其中，连接弧形液压缸24和环形液压缸35的两根液压管44均包括两个支管，两个支管分别设置在液压涡轮机的上半部和下半部，两个支管均设置有单向阀，且其中上方的支管设置有储能罐46，储能罐46内设置有活塞和弹簧，通过在两个支管上设置相反方向的单向阀44保证液压管44中的液体只能够沿特定的流道流动，储能罐46可以调节液压管中液压的大小以免对设备造成损害，储能罐46的个数可根据需要进行设置，其能够根据需要调节液压管内部的压力，当液压管44内部压力过大时液体进入储能罐46罐体推动活塞和弹簧实现减缓压力的目的，上方的支管用于输送液体至液压涡轮机完成发电，下方的支管则用于液压涡轮机发电后的液体回流至液压缸，两个支管设置不同的高度，可以保证液压涡轮机内部的液体回流到液压缸时不做功；弧形液压缸24的推杆一端连接于滑块一上另一端连接于活塞上，当滑块运动时带动活塞在弧形液压缸24的缸体内部进行往复运动，进而使内部液体驱动液压涡轮机43的转动，液压涡轮机43与发电机42相连接实现发电机42的转动发电，两个发电机构分别设置在支撑台41的两端，两个液压涡轮机43分别连接至两个弧形液压缸24，保证了滑块一23朝两个方向摆动都能实现发电，提高了发电效率，同时由于单向阀45的存在能够使弧形液压缸24内的液体单向循环在弧形液压缸24与液压涡轮机43之间。
其中，每一弧形液压缸24上连接有两个支管，两个弧形液压缸24设置4个支管，一个弧形液压缸24的两个支管对应连接至一个液压涡轮机43，两个弧形液压缸24分别连接至两个液压涡轮机43，每一环形液压缸35上也连接有两根支管，两个支管上均设置有单向阀45，3个环形液压缸35则对应设置有6根支管及单向阀44，环形液压缸35的其中一根支管连接至液压总管一，另一根连接至液压总管二，即液压总管一和液压总管二分别连接有3个支管，液压总管一和液压总管二均同时连接至两个液压涡轮机43，液压总管一和液压总管二设置在不同的高度，且其中较高的一个设置有储能罐用于内部液体的缓冲，6个单向阀相对应设置，确保使环形液压缸35内的液体单向循环在环形液压缸35与液压涡轮机43之间。
作为优选的实施例，该发电装置还包括太阳能发电单元5，所述太阳能发电单元5设置于所述漂浮板11的顶部。太阳能发电单元的多个发电板安装于漂浮板11的顶部，检修口处不设置发电板，逆变器等供电端则设置在漂浮板11内，太阳能发电单元为现有技术中常见的结构，此处不再赘述。
实施例二：
参照图10，本发明提供了一种独轮车式波浪能俘能发电装置，其包括漂浮机构(1)、摇摆俘能机构(2)、发电机组(3)和太阳能发电单元(4)，摇摆俘能机构设置于漂浮机构的底部，发电机组内置于摇摆俘能机构机构，太阳能发电单元设置于漂浮机构的顶部，该发电装置可以将波浪能转化为摇摆俘能机构摆动的力，从而驱使发电机组转动发电。
参照图11，其中，漂浮机构(1)和太阳能发电单元(4)的结构与上述实施例中的结构一致，而摇摆俘能机构(2)中滑块的外壁设置有外螺纹，其他结构未变，发电机组(3)则包括有两个相对设置的发电机，两个发电机分别设置在滑轨的两侧且通过一转轴连接，转轴上设置有齿轮并与滑块相啮合，转轴和滑块之间也可以通过齿轮增速机构来提高转轴的转速，漂浮机构(1)随波浪起伏过程会带动与其连接的摇摆俘能机构(2)内的滑块沿半圆形轨道往复滑动，从而带动齿轮转动，以此驱使发电机转动发电。
本发明提供的实施例的工作原理为：本发明提供的发电装置可以利用波浪能进行发电，以漂浮机构为主体，将漂浮机构放置到可产生大量波浪的大海中或者河流中，摇摆俘能机构和垂直俘能机构设置在漂浮机构的底部，在漂浮机构随波浪起伏的时候可带动摇摆俘能机构和垂直俘能机构运动，发电机构内置于摇摆俘能机构的舱体内，发电机构同时连接摇摆俘能机构和垂直俘能机构，可在摇摆俘能机构和垂直俘能机构运动驱使发电机运动完成发电，而漂浮机构的顶部则安装太阳能发电单元，可充分利用海洋当中充足而高效的太阳能，通过该发电装置可充分有效利用海洋中的波浪能和太阳能发电。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围，以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种独轮车式波浪能俘能发电装置，其特征在于：包括漂浮机构、摇摆俘能机构、垂直俘能机构和发电机构；
所述摇摆俘能机构垂直连接于所述漂浮机构的底部，所述垂直俘能机构竖直内置于所述摇摆俘能机构，所述发电机构内置于所述摇摆俘能机构且分别与所述摇摆俘能机构和所述垂直俘能机构相连接，所述漂浮机构可漂浮于水面并随波浪波动，用以驱使所述摇摆俘能机构和所述垂直俘能机构运动，供所述发电机构发电。
2.根据权利要求1所述的独轮车式波浪能俘能发电装置，其特征在于：所述漂浮机构包括漂浮板、支撑桁架和盖板，所述漂浮板内部中空且顶部开口，所述支撑桁架内置于所述漂浮板，所述盖板连接于所述支撑桁架并密封所述漂浮板。
3.根据权利要求2所述的独轮车式波浪能俘能发电装置，其特征在于：所述摇摆俘能机构包括半圆形舱体、半圆形滑轨、滑块一和至少一个弧形液压缸，所述半圆形舱体内部中空且顶部开口，所述半圆形舱体经所述开口连接至所述漂浮板的底部，所述半圆形滑轨内置于所述半圆形舱体，所述滑块一滑动连接于所述滑轨，所述弧形液压缸内置于所述半圆形舱体且其推杆连接于所述滑块一，以供所述滑块一驱使所述弧形液压缸的推杆往复运动。
4.根据权利要求3所述的独轮车式波浪能俘能发电装置，其特征在于：所述垂直俘能机构包括转轴、扇形连接块、至少一个连杆及设置在连杆上的滑块二和环形液压缸，所述转轴内置于所述半圆形舱体且其两端分别与所述半圆形舱体的两端内壁转动连接，所述扇形连接块连接于所述转轴，所述连杆的一端连接所述扇形连接块的弧形侧壁、另一端连接至所述滑块一，所述滑块二套设于所述连杆并与所述连杆滑动连接，所述环形液压缸套设于所述连杆且其推杆连接于所述滑块二，以供所述滑块二驱使所述环形液压缸的推杆往复运动。
5.根据权利要求4所述的独轮车式波浪能俘能发电装置，其特征在于：所述发电机构包括支撑台、发电机、液压涡轮机、液压管、单向阀和储能罐，所述支撑台内置于所述半圆形舱体且开设有通孔，所述发电机设置于所述支撑台，所述液压涡轮机设置于所述支撑台且其一端与所述发电机连接，所述液压涡轮机的另一端通过两个所述液压管分别连接至所述弧形液压缸和所述环形液压缸，所述单向阀和所述储能罐均设置于所述液压管，所述储能罐可以调节液压管内的液体压力使液压涡轮机平稳工作，所述液压涡轮机经所述弧形液压缸和所述环形液压缸驱动可供所述发电机发电。
6.根据权利要求1所述的独轮车式波浪能俘能发电装置，其特征在于：还包括太阳能发电单元，所述太阳能发电单元设置于所述漂浮板的顶部。
7.根据权利要求2所述的独轮车式波浪能俘能发电装置，其特征在于：所述漂浮板呈矩形，所述漂浮板接触水面的一侧其四周设置为弧形。
8.根据权利要求3所述的独轮车式波浪能俘能发电装置，其特征在于：所述摇摆俘能机构还包括轴承组件，所述轴承组件包括支撑杆、竖向轴承和侧向轴承，所述支撑杆的一端固定于所述滑块一连接于所述半圆形滑轨的一侧，所述竖向轴承套设于所述支撑杆并与所述支撑杆同轴设置，所述竖向轴承转动连接于所述支撑杆且其外壁抵接于所述半圆形滑轨的底壁，所述侧向轴承设置于所述支撑杆的另一端并垂直于所述竖向轴承，所述侧向轴承转动连接于所述支撑杆且其外壁抵接于所述半圆形滑轨的侧壁。
9.根据权利要求5所述的独轮车式波浪能俘能发电装置，其特征在于：所述弧形液压缸的数量为两个，其分别设置于所述半圆形滑轨的两端并通过液压管连接至所述液压涡轮机。
10.根据权利要求5所述的独轮车式波浪能俘能发电装置，其特征在于：所述连杆的数量为多个，其对应的所述滑块二和所述环形液压缸的数量也为多个，每一所述连杆上均设置有所述滑块二和所述环形液压缸，多个所述环形液压缸均通过液压管连接至所述液压涡轮机。
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