CN202215420U - 一阶振动式波浪发电装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及的一阶振动式波浪发电装置，一阶振动由弹性元件、振动发电机、重块和漂浮体构成，所述弹性元件和振动发电机的一端分别连接在漂浮体上，弹性元件和振动发电机的另一端分别与重块相连接，所述漂浮体为中空封闭状，所述重块、弹性元件和振动发电机设置在漂浮体内，所述弹性元件所受压力及其提供弹力的合力方向与所有振动发电机提供的阻尼力合力方向共轴线；一阶振动为受迫振动原理，将波浪起伏作为振动源，重块与漂浮体间产生垂向相对位移，振动发电机作为阻尼元件为重块减振隔振，同时振动发电机工作输出电能；本方案可以高效利用波浪起伏的能量产生电能，结构紧凑，简单可靠，成本低，易形成波浪发电网络，便于推广和应用。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种波浪发电，特别是涉及一种一阶振动式波浪发电装置。
背景技术
随着人类文明的不断发展和进步，世界经济的现代化，均得益于化石能源，即石油、天然气、煤炭的广泛应用，社会对能量的需求不可遏止地猛增，地球上的能源消耗正在以惊人的速度增长，人类正在过分地开采和使用化石燃料和森林等自然资源从而使得地球上的自然燃料能源的储藏量正在急剧减少。
在浩瀚的大海中，总是跌宕起伏的波浪蕴藏着永不停息的巨大能量。波浪的动能作为一种清洁能源，是值得利用的。
本实用新型人分别在2007年至2009年间，向中国知识产权局申请了4项专利申请，实用新型名称分别为：能量收集式减振器和振动发电机，专利申请号分别为200720149635.3；200810222208.2；200820110189.X；200920109212.8，其中能量收集式减振器是在保证传统减振器阻力特性的前提下，将振动的机械能转化为电能并储存的能量收集式减振器，振动发电机将振动振荡的机械能转化为可以利用的电能，在更多的场合可以无需主动消耗能源进行发电；并且发电效率高、使用寿命长。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是，提供一种一阶振动式波浪发电装置，通过发明人上述的实用新型创造，实现了将振动的机械能转化为电能的可能性，在此基础上，采用一阶受迫振动原理，将波浪起伏作为振动源，激励该一阶振动；将振动发电机作为阻尼元件，为一阶振动系统提供阻尼力，为重块减振隔振；在提供阻尼的同时，振动发电机输出电能，实现了波浪的动能向电能的转换。同时，上述技术方案在工程实施中，可以避免海水与关键零部件的直接接触，通过装置的结构特点有效保护该波浪发电装置，提高抗风浪和抗海水腐蚀的能力，大大提高工作寿命，降低维护成本。
本实用新型是按如下的方式实现的：
一种一阶振动式波浪发电装置，一阶振动由弹性元件、振动发电机、重块和漂浮体构成，所述弹性元件和振动发电机的一端分别连接在漂浮体上，弹性元件和振动发电机的另一端分别与重块相连接，所述漂浮体为中空封闭状，所述重块、弹性元件和振动发电机设置在漂浮体内，所述弹性元件所受压力及其提供弹力的合力方向与所有振动发电机提供的阻尼力合力方向共轴线。
所述弹性元件设置在重块中间位置的上方或下方，所述数个振动发电机分别设置在弹性元件外侧。
所述振动发电机设置在重块中间位置的上方或下方，所述一个弹性元件套装在振动发电机外侧或一个以上的弹性元件分别设置在振动发电机周围外侧。
所述振动发电机设置在重块位置的一方上，所述弹性元件设置在重块位置的另一方上，所述振动发电机和弹性元件的另一端分别设置在所对应的漂浮体上。
漂浮体、弹性元件与振动发电机的总重量明显小于重块的重量。
所述弹性元件可以为弹簧。
所述波浪发电装置在漂浮时，所受浮力的作用点位置高于该发电装置的重心位置。
所述漂浮体上设置有平衡翼。
在应用时，一阶振动式波浪发电装置，在受到波浪浪涌时，其漂浮体受到的浮力突然变大，漂浮体随波浪整体作上升运动，漂浮体内的重物由于受到弹簧的缓冲作用，重物随波浪上升运动的位移小于漂浮体随波浪上升运动的位移，在此状态下，弹簧被压缩，储存了波浪的能量，此次浪涌通过之后，漂浮体下沉，同时弹簧释放之前储存的能量，使漂浮体加速下沉，振动发电机作为阻尼器，抑制重物和漂浮体间的相对运动，吸收了弹簧释放的能量，并将这些能量转换为电能。
本实用新型一阶振动式波浪发电装置的积极效果是：采用本技术方案，搭建一阶振动系统，通过本装置将海面上连绵不断的波浪能通过振动发动机转化为电能，传递转化效率高，结构紧凑简单，制造成本低廉，便于推广和应用。
附图说明
图1为本实用新型设计原理的模型示意图。
图2为本实用新型的实施例一的剖视结构示意图。
图3为本实用新型的实施例二的剖视结构示意图。
图4为本实用新型的实施例三的剖视结构示意图。
图5为本实用新型的实施例四的剖视结构示意图。
图6为本实用新型的实施例五的剖视结构示意图。
图7为本实用新型的实施例六的剖视结构示意图。
图中，1重块、2弹性元件、3振动发电机、4漂浮体、5输出电缆、6平衡翼。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型的技术方案作进一步说明。
如图1所示，本实用新型涉及的一阶振动式波浪发电装置，包括有漂浮体4和振动发电机3，所述振动发电机3的下端铰接在漂浮体4上，包括有重块1和弹性元件2，所述弹性元件2的下端固定在漂浮体4上，所述弹性元件2和振动发电机3的上端分别与重块1相连接。
所述漂浮体4为中空状，所述重块1、弹性元件2和振动发电机3设置在漂浮体4内。
如图2所示的一阶振动式波浪发电装置为本实用新型的实施例一，所述弹性元件2设置在重块1中间位置的下方，所述四个振动发电机3分别设置在弹性元件2外侧，并且弹性元件2所受压力及其提供弹力的合力方向与四个振动发电机3所提供的阻尼力的合力方向共轴线。
如图3所示的一阶振动式波浪发电装置为本实用新型的实施例二，所述一个振动发电机3设置在重块1中间位置的下方，所述弹性元件2套装在在振动发电机3的外侧，并且振动发电机3所提供的阻尼力受力方向与弹性元件2所受压力及其提供弹力的合力方向共轴线。
作为优化的技术方案，漂浮体、弹性元件与振动发电机的总重量明显小于重块的重量。
本实用新型的实施例中所述弹性元件2为弹簧。
作为进一步的设计方案中，所述漂浮体4所受浮力的作用点高于发电装置自身的整体质量中心，以降低漂浮体4整体倾倒的机率，并且保证其在倾倒的情况下可以自动恢复到工作状态。
如图4和图5所示，为本实用新型的实施例三和实施例四，在考虑到漂浮体4所受浮力的作用点位置和该一阶振动式波浪发电装置的质心位置关系，也可以将图2和图3中的实施例一和实施例二的两个实施例倒置漂浮于海上。
本实用新型中所述漂浮体4上设置有平衡翼6，不但可以加强漂浮体4的自身强度，同时也可以辅助漂浮体4在波浪的冲击中进一步保持自身整体的平衡性。
如图6和图7所示，所述振动发电机3设置在重块位置的一方上，所述弹性元件2设置在重块位置的另一方上，所述振动发电机3和弹性元件2的另一端分别设置在所对应的漂浮体4上；在该实施中采用了弹性元件2与振动发电机3串联使用的方案，以营造一阶振动系统，此时的振动发电机3和弹性元件2分别设置在重块1的上方和下方，其原理与图1中所示原理相同，同样满足“所有弹性元件所受压力及其提供弹力的合力方向与所有振动发电机提供的阻尼力合力方向共轴线”的受力条件，此实施例更具有结构简单，便于运输、制造和安装的特性。
本实用新型所涉及的一阶振动式波浪发电装置，可以通过合理分布设置构成波浪发电网络，每个一阶振动式波浪发电装置可作为波浪发电网络中的一个发电单元，每个发电单元中的输出导线5相连接，当波浪发电网络中的发电单元的个数达到一定规模时，网络总体输出的电能水平也就更加平稳，能够大功率的输出电能。
采用本实用新型技术方案的每个发电单元，制造简单，从而降低了波浪发电网络的营造难度，并且便于安装、维护和组网。
本实用新型技术方案中的振动发电机技术，结构紧凑，故障率低，转换效率高，为现有技术，在此不再进一步赘述。
以上所述，本实用新型的实施例仅是为充分说明本实用新型所举的较佳实施例，本实用新型的保护范围不限于此，本技术领域的技术人员在本实用新型的基础上所作的等同替代或变换，均在本实用新型的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种一阶振动式波浪发电装置，其特征在于，一阶振动系统由弹性元件、振动发电机、重块和漂浮体构成，所述弹性元件和振动发电机的一端分别连接在漂浮体上，弹性元件和振动发电机的另一端分别与重块相连接，所述漂浮体为中空封闭状，所述重块、弹性元件和振动发电机设置在漂浮体内，所述弹性元件所受压力及其提供弹力的合力方向与所有振动发电机提供的阻尼力合力方向共轴线。
2.根据权利要求1所述的一阶振动式波浪发电装置，其特征在于，所述弹性元件设置在重块中间位置的上方或下方，所述数个振动发电机分别设置在弹性元件外侧。
3.根据权利要求1所述的一阶振动式波浪发电装置，其特征在于，所述振动发电机设置在重块中间位置的上方或下方，所述一个弹性元件套装在振动发电机外侧或一个以上的弹性元件分别设置在振动发电机周围外侧。
4.根据权利要求1所述的一阶振动式波浪发电装置，其特征在于，所述振动发电机设置在重块位置的一方上，所述弹性元件设置在重块位置的另一方上，所述振动发电机和弹性元件的另一端分别设置在所对应的漂浮体上。
5.根据权利要求1-4所述的一阶振动式波浪发电装置，其特征在于，漂浮体、弹性元件与振动发电机的总重量明显小于重块的重量。
6.根据权利要求1-4所述的一阶振动式波浪发电装置，其特征在于，所述弹性元件可以为弹簧。
7.根据权利要求1-4所述的一阶振动式波浪发电装置，其特征在于，所述波浪发电装置在漂浮时，所受浮力的作用点位置高于该发电装置的重心位置。
8.根据权利要求2或3所述的一阶振动式波浪发电装置，其特征在于，所述漂浮体上设置有平衡翼。
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| CN102734051A (zh) * | 2011-04-06 | 2012-10-17 | 靳阳 | 一阶振动式波浪发电装置及方法 |
| CN104806433A (zh) * | 2015-05-21 | 2015-07-29 | 浙江海洋学院 | 一种波浪能利用装置 |
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