CN114458520A - 一种采用波浪能的海上发电装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种采用波浪能的海上发电装置，包括海上平台，在所述海上平台通过支撑柱固定在海底，在所述第一平板上设有固定杆以及伸缩组件，所述固定杆与所述伸缩组件之间设有波浪能发电装置，且所述固定杆、所述伸缩组件的端部均与波浪能发电装置的端部转动相连，所述伸缩组件通过第一连接杆实现竖直方向的伸缩，所述海上平台的底部设有浮体，所述浮体上设有带动挤压机构运动的第二连接杆，在所述挤压机构的中心处设有气囊，所述气囊内部通过压缩橡胶层分隔成高压气体腔以及缓冲腔，所述第一连接杆依次穿过所述第一平板、第二平板、缓冲腔与所述压缩橡胶层相连，所述高压气体腔与所述挤压机构相接触，所述波浪能发电装置与蓄能模块电性相连。

Description

一种采用波浪能的海上发电装置

技术领域

本发明涉及波浪能发电技术领域，尤其涉及一种采用波浪能的海上发电装置。

背景技术

近年来，由于矿物能源逐渐枯竭以及燃烧矿物能源对环境造成的破坏难以根治，人们对新的替代能源的开发与利用越来越重视。海洋能是海洋能源中最丰富、最普遍、较难利用的资源之一，而波浪能又是海洋能中所占比重较大的海洋能源。海水的波浪运动会产生十分巨大的能量。据估算，世界海洋中的波浪能达700亿千瓦，占全部海洋能量的94％，是各种海洋能中的“首户”。因此，利用海洋能源已成为当今世界能源研究的方向，而如何有效利用资源丰富、可再生的海洋资源，也显得更加重要。目前波浪能的收集效率和气流能量转化为电能的效率很低，受地形或海况条件限制较强，建造成本昂贵，不能较好地实现规模化、产业化应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种采用波浪能的海上发电装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种采用波浪能的海上发电装置，包括海上平台，在所述海上平台通过支撑柱固定在海底，所述海上平台内部设有第一平板以及第二平板，在所述第一平板上设有固定杆以及伸缩组件，所述固定杆与所述伸缩组件之间设有波浪能发电装置，且所述固定杆、所述伸缩组件的端部均与波浪能发电装置的端部转动相连，所述伸缩组件通过第一连接杆实现竖直方向的伸缩，所述海上平台的底部设有浮体，所述浮体上设有带动挤压机构运动的第二连接杆，在所述挤压机构的中心处设有气囊，所述气囊内部通过压缩橡胶层分隔成高压气体腔以及缓冲腔，所述第一连接杆依次穿过所述第一平板、第二平板以及所述缓冲腔与所述压缩橡胶层相连，所述高压气体腔与所述挤压机构相接触，所述波浪能发电装置与蓄能模块电性相连。

可选的，所述波浪能发电装置包括外壳体、发电管、稳压处理电路，所述外壳体两端设有管帽，其中一个管帽与所述固定杆的端部铰接，另一个管帽与所述伸缩组件的端部铰接，所述发电管套设于所述外壳体之中，所述发电管外壁设有多组线圈，所述发电管内部设有直轴，所述直轴上套设有能沿所述直轴滑动的永磁体，所述线圈与所述稳压处理电路电性相连，所述稳压处理电路与所述蓄能模块电性相连。

可选的，所述伸缩组件由伸缩筒以及伸缩杆构成，所述伸缩杆套设于所述伸缩筒中，所述伸缩杆的侧壁与所述第一连接杆相连，所述伸缩杆的顶部与所述管帽相铰接。

可选的，所述固定杆以及伸缩杆的端部上设有带有间距的第一凸起以及第二凸起，所述第一凸起及第二凸起之间对应具有第一通孔，所述第一通孔之间穿有滑杆，所述管帽上具有第二通孔，所述滑杆穿过第二通孔。

可选的，所述挤压机构包括设置在所述海上平台内腔底部的滑轨、与所述滑轨滑动相连的移动板、第一连接短杆、第二连接短杆，所述第一连接短杆以及第二连接短杆之间通过第一弹簧相连，所述第二连接杆上设有突出部，所述第一连接短杆的一端与所述突出部相铰接，所述第二连接短杆的一端与所述移动板相铰接。

可选的，所述第一连接柱的中间段上设有第二弹簧，所述中间段位于所述第一平板以及第二平板之间。

可选的，还包括气体补充装置以及气压检测装置，所述气压检测装置包括所述气压传感器，所述气压传感器设置在所述高压气体腔底部，而所述气体补充装置与所述高压气体腔相连，所述气压传感器与海上平台的控制中心信号相连。

可选的，所述气体补充装置包括波纹管、第一管道、第二管道，所述波纹管对应设置于所述第二连接杆的上端，其中一个波纹管与所述第一管道相连，另一个波纹管与所述第二管道相连，在所述第一管道上设有第一单向阀，所述第一单向阀的出口朝向所述气囊，在所述第二管道上设有第二单向阀，所述第二单向阀的出口朝向所述波纹管，所述波纹管通过输气管道与外部相连通，所述第一单向阀、第二单向阀与海上平台的控制中心信号相连。

可选的，还包括风力发电装置，所述风力发电系统包括机架和风力发电机，所述机架安装在所述海上平台顶部，所述风力发电机安装在所述机架上部，所述风力发电机与所述蓄能模块电性相连。

与现有技术相比，本发明达到的有益效果如下：

本发明提供的一种采用波浪能的海上发电装置，通过支撑柱架设在海底上，其位于海上平台底部的浮体正好与海面相接触，当波浪处于波峰时，波浪会带动浮体上升。而当波浪处于波谷状态时，波浪会带动浮体从高处下降，在浮体的上升/下降过程中，第二连接杆带动挤压机构对气囊进行往复的挤压动作，当挤压机构挤压气囊的高压气体腔时，由于气囊的空间缩小，因此气体压力开始朝向压缩橡胶层的部分，使得压缩橡胶层向外发生膨胀变形，进而推动第一连接杆向上运动，进而通过伸缩组件带动波浪能发电装置的一端上升，同理，在当挤压机构不再挤压气囊的高压气体腔时，压缩橡胶层复位，第一连接杆向下运动，进而通过伸缩组件带动波浪能发电装置的一端从高处下降，在波浪能发电装置的单端俯仰动作中，实现电力的输出，并通过蓄能模块实现电力的采集与存储。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的优选实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的一种采用波浪能的海上发电装置的结构图；

图2为本发明提供的一种采用波浪能的海上发电装置的波浪能发电装置具体示意图；

图3为本发明提供的气囊示意图。

图中，1海上平台，2浮体，3第一平板，4第二平板，5支撑柱，6固定杆，7波浪能发电装置，701外壳体，702发电管，703管帽，704线圈，705直轴，706永磁体，8气囊，801缓冲腔，802高压气体腔，803压缩橡胶层，9第一连接杆，10第二连接杆，11伸缩筒，11A伸缩杆，12滑轨，13移动板，14第一连接短杆，15第二连接短杆，16第一弹簧，17第二弹簧，18波纹管，19第一管道，20第二管道，21第一单向阀，22第二单向阀，23机架，24风力发电机，25突出部。

具体实施方式

为了使得本发明的目的、技术方案和优点更为明显，下面将参照附图详细描述根据本发明的示例实施例。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是本发明的全部实施例，应理解，本发明不受这里描述的示例实施例的限制。基于本发明中描述的本发明实施例，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的情况下所得到的所有其它实施例都应落入本发明的保护范围之内。

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

应当理解的是，本发明能够以不同形式实施，而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地，提供这些实施例将使公开彻底和完全，并且将本发明的范围完全地传递给本领域技术人员。

在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施例并且不作为本发明的限制。在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应明白术语“组成”和/或“包括”，当在该说明书中使用时，确定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或更多其它的特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或组的存在或添加。在此使用时，术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。

为了彻底理解本发明，将在下列的描述中提出详细的结构，以便阐释本发明提出的技术方案。本发明的可选实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。

参见图1至图3，一种采用波浪能的海上发电装置，包括海上平台1，在所述海上平台1通过支撑柱5固定在海底，所述海上平台1内部设有第一平板3以及第二平板4，在所述第一平板3上设有固定杆6以及伸缩组件，所述固定杆6与所述伸缩组件之间设有波浪能发电装置7，且所述固定杆6、所述伸缩组件的端部均与波浪能发电装置7的端部转动相连，所述伸缩组件通过第一连接杆9实现竖直方向的伸缩，所述海上平台1的底部设有浮体2，所述浮体2上设有带动挤压机构运动的第二连接杆10，在所述挤压机构的中心处设有气囊8，所述气囊8内部通过压缩橡胶层803分隔成高压气体腔802以及缓冲腔801，所述第一连接杆9依次穿过所述第一平板3、第二平板4以及所述缓冲腔801与所述压缩橡胶层803相连，所述高压气体腔802与所述挤压机构相接触，所述波浪能发电装置7与蓄能模块电性相连。

本发明所提供的一种采用波浪能的海上发电装置，通过支撑柱5架设在海底上，其位于海上平台1底部的浮体2正好与海面相接触，在重力的作用下，其波浪能发电装置7一端倾斜放置，当波浪处于波峰时，波浪会带动浮体2上升。而当波浪处于波谷状态时，波浪会带动浮体2从高处下降，在浮体2的上升/下降过程中，第二连接杆10也随之实现上升下降，而在第二连接杆10的上升/下降过程中，其挤压机构对气囊8进行往复的挤压动作，当挤压机构挤压气囊8的高压气体腔802时，由于气囊8的空间缩小，因此气体压力开始朝向压缩橡胶层803的部分，使得压缩橡胶层803向外发生膨胀变形，进而推动第一连接杆9向上运动，进而通过伸缩组件带动波浪能发电装置7的一端上升，同理，在当挤压机构不再挤压气囊8的高压气体腔802时，压缩橡胶层803复位，第一连接杆9向下运动，进而通过伸缩组件带动波浪能发电装置7的一端从高处下降，在波浪能发电装置7的单端俯仰动作中，实现电力的输出，并通过蓄能模块实现电力的采集与存储。

进一步的，本发明实施例中的所述波浪能发电装置7包括外壳体701、发电管702、稳压处理电路，所述外壳体701两端设有管帽703，其中一个管帽703与所述固定杆6的端部铰接，另一个管帽703与所述伸缩组件的端部铰接，所述发电管702套设于所述外壳体701之中，所述发电管702外壁设有多组线圈704，所述发电管702内部设有直轴705，所述直轴705上套设有能沿所述直轴705滑动的永磁体706，所述线圈704与所述稳压处理电路电性相连，所述稳压处理电路与所述蓄能模块电性相连。

当波浪处于波峰时，其波浪能发电装置7一端上升时，其另一端保持不动，可以理解的，当波浪处于波谷时，当波浪能发电装置7一端下降至原位时，其另一端保持不动，其因此波浪能发电装置7的两端在波峰-波谷的过程中均存在高度差，永磁体706沿发电管702中的直轴705进行来回的往复运动，在移动过程中，其线圈704切割永磁体706形成的磁感线，在线圈704中形成交变电流，该交变电流输入稳压处理电路，其稳压处理电路将交变电流转化成稳定直流电，并最终输入蓄能模块实现电力的采集与存储。

具体的，所述伸缩组件由伸缩筒11以及伸缩杆11A构成，所述伸缩杆11A套设于所述伸缩筒11中，所述伸缩杆11A的侧壁与所述第一连接杆9相连，所述伸缩杆11A的顶部与所述管帽703相铰接，在第一连接杆9向上运动时，其第一连接杆9带动所述伸缩杆11A从所述伸缩筒11中伸出。

可选的，所述固定杆6以及伸缩杆11A的端部上设有带有间距的第一凸起以及第二凸起，所述第一凸起及第二凸起之间对应具有第一通孔，所述第一通孔之间穿有滑杆，所述管帽703上具有第二通孔，所述滑杆穿过第二通孔，通过上述设置，其中一个管帽703与所述固定杆6的端部铰接，另一个管帽703与所述伸缩杆11A的端部铰接，使波浪能发电装置7具有较大的上升空间。

可选的，所述挤压机构包括设置在所述海上平台1内腔底部的滑轨12、与所述滑轨12滑动相连的移动板13、第一连接短杆14、第二连接短杆15，所述第一连接短杆14以及第二连接短杆15之间通过第一弹簧16相连，所述第二连接杆10上设有突出部25，所述第一连接短杆14的一端与所述突出部25相铰接，所述第二连接短杆15的一端与所述移动板13相铰接。当第二连接杆10上升时，带动第一连接短杆14上升，第一连接短杆14通过第一弹簧16拉动所述移动板13沿所述滑轨12移动，从而使得所述移动板13不再挤压所述气囊8，而当第二连接杆10下降时，带动第一连接短杆14下降，第一连接短杆14通过第一弹簧16拉动所述移动板13沿所述滑轨12移动，从而使得所述移动板13挤压所述气囊8。

可选的，所述第一连接柱的中间段上设有第二弹簧17，所述中间段位于所述第一平板3以及第二平板4之间，当第一连接柱上升时，压缩所述第二弹簧17，而在第一连接柱下降时，第二弹簧17复位，使得第一连接柱能以更快的速度下降，使得波浪能发电装置7的姿态更快发生变更。

具体的，还包括气体补充装置以及气压检测装置，所述气压检测装置包括所述气压传感器，所述气压传感器设置在所述高压气体腔802底部，而所述气体补充装置与所述高压气体腔802相连，所述气压传感器与海上平台1的控制中心信号相连；

而所述气体补充装置包括波纹管18、第一管道19、第二管道20，所述波纹管18对应设置于所述第二连接杆10的上端，其中一个波纹管18与所述第一管道19相连，另一个波纹管18与所述第二管道20相连，在所述第一管道19上设有第一单向阀21，所述第一单向阀21的出口朝向所述气囊8，在所述第二管道20上设有第二单向阀22，所述第二单向阀22的出口朝向所述波纹管18，所述波纹管18通过输气管道与外部相连通，所述第一单向阀21、第二单向阀22与海上平台1的控制中心信号相连。

在使用时，通过气压传感器对气囊8内部的气体压力进行检测，当气囊8内部的气体压力低于阈值时，海上平台1的控制中心启动第一单向阀21，由于第二连接杆10在上升/下降过程中会不间断的压缩所对应的波纹管18，因此波纹管18在压缩/复位过程中，能抽取外界的气体，通过第一单向阀21补充至所述气囊8中；

同理，当气囊8内部压力过大时，海上平台1的控制中心启动第二单向阀22，由于第二连接杆10在上升/下降过程中会不间断的压缩所对应的波纹管18，因此波纹管18在压缩/复位过程中，能抽取气囊8中的气体，通过第二单向阀22排出至外界，最终实现气囊8压力的动态平衡。

具体的，在本发明的一些实施方式中，还包括风力发电装置，所述风力发电系统包括机架23和风力发电机24，所述机架23安装在所述海上平台1顶部，所述风力发电机24安装在所述机架23上部，所述风力发电机24与所述蓄能模块电性相连，在海风的驱动下，风力发电机24的叶片产生旋转，风力发电机24将将风能转换为电能，并将电能传输至所述蓄能模块中进行收集以及存储，水平面上的风力发电机24有效利用了海上丰富的风能，结合波浪能大大提高本发明的发电效果。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (9)

1.一种采用波浪能的海上发电装置，包括海上平台，其特征在于，在所述海上平台通过支撑柱固定在海底，所述海上平台内部设有第一平板以及第二平板，在所述第一平板上设有固定杆以及伸缩组件，所述固定杆与所述伸缩组件之间设有波浪能发电装置，且所述固定杆、所述伸缩组件的端部均与波浪能发电装置的端部转动相连，所述伸缩组件通过第一连接杆实现竖直方向的伸缩，所述海上平台的底部设有浮体，所述浮体上设有带动挤压机构运动的第二连接杆，在所述挤压机构的中心处设有气囊，所述气囊内部通过压缩橡胶层分隔成高压气体腔以及缓冲腔，所述第一连接杆依次穿过所述第一平板、第二平板以及所述缓冲腔与所述压缩橡胶层相连，所述高压气体腔与所述挤压机构相接触，所述波浪能发电装置与蓄能模块电性相连。

2.根据权利要求1所述的一种采用波浪能的海上发电装置，其特征在于，所述波浪能发电装置包括外壳体、发电管、稳压处理电路，所述外壳体两端设有管帽，其中一个管帽与所述固定杆的端部铰接，另一个管帽与所述伸缩组件的端部铰接，所述发电管套设于所述外壳体之中，所述发电管外壁设有多组线圈，所述发电管内部设有直轴，所述直轴上套设有能沿所述直轴滑动的永磁体，所述线圈与所述稳压处理电路电性相连，所述稳压处理电路与所述蓄能模块电性相连。

3.根据权利要求2所述的一种采用波浪能的海上发电装置，其特征在于，所述伸缩组件由伸缩筒以及伸缩杆构成，所述伸缩杆套设于所述伸缩筒中，所述伸缩杆的侧壁与所述第一连接杆相连，所述伸缩杆的顶部与所述管帽相铰接。

4.根据权利要求3所述的一种采用波浪能的海上发电装置，其特征在于，所述固定杆以及伸缩杆的端部上设有带有间距的第一凸起以及第二凸起，所述第一凸起及第二凸起之间对应具有第一通孔，所述第一通孔之间穿有滑杆，所述管帽上具有第二通孔，所述滑杆穿过第二通孔。

5.根据权利要求2所述的一种采用波浪能的海上发电装置，其特征在于，所述挤压机构包括设置在所述海上平台内腔底部的滑轨、与所述滑轨滑动相连的移动板、第一连接短杆、第二连接短杆，所述第一连接短杆以及第二连接短杆之间通过第一弹簧相连，所述第二连接杆上设有突出部，所述第一连接短杆的一端与所述突出部相铰接，所述第二连接短杆的一端与所述移动板相铰接。

6.根据权利要求5所述的一种采用波浪能的海上发电装置，其特征在于，所述第一连接柱的中间段上设有第二弹簧，所述中间段位于所述第一平板以及第二平板之间。

7.根据权利要求1所述的一种采用波浪能的海上发电装置，其特征在于，还包括气体补充装置以及气压检测装置，所述气压检测装置包括所述气压传感器，所述气压传感器设置在所述高压气体腔底部，而所述气体补充装置与所述高压气体腔相连，所述气压传感器与海上平台的控制中心信号相连。

8.根据权利要求1所述的一种采用波浪能的海上发电装置，其特征在于，所述气体补充装置包括波纹管、第一管道、第二管道，所述波纹管对应设置于所述第二连接杆的上端，其中一个波纹管与所述第一管道相连，另一个波纹管与所述第二管道相连，在所述第一管道上设有第一单向阀，所述第一单向阀的出口朝向所述气囊，在所述第二管道上设有第二单向阀，所述第二单向阀的出口朝向所述波纹管，所述波纹管通过输气管道与外部相连通，所述第一单向阀、第二单向阀与海上平台的控制中心信号相连。

9.根据权利要求1所述的一种采用波浪能的海上发电装置，其特征在于，还包括风力发电装置，所述风力发电系统包括机架和风力发电机，所述机架安装在所述海上平台顶部，所述风力发电机安装在所述机架上部，所述风力发电机与所述蓄能模块电性相连。

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