CN204553073U - 一种滚珠式压电陶瓷波浪发电装置 - Google Patents

一种滚珠式压电陶瓷波浪发电装置 Download PDF

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郑健
曹红帆
尹刚
李颖
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Abstract

本实用新型提供一种滚珠式压电陶瓷波浪发电装置，包括浮板、防水密封箱、滚珠轨道管；所述防水密封箱固定在所述浮板上，所述防水密封箱为两个，分别固定在所述滚珠轨道管的两端，所述防水密封箱内设有压电陶瓷和整流储能器；所述压电陶瓷与所述整流储能器通过导线连接；所述滚珠轨道管贯穿所述防水密封箱与所述压电陶瓷相连，所述滚珠轨道管内设有级配滚珠。不但摒弃了主流发电机所依赖的体型巨大的涡轮机，结构简单，工艺流程简便，而且能量收集效率高。

Description

一种滚珠式压电陶瓷波浪发电装置
技术领域
本实用新型是一种波浪发电装置，具体地说是一种采用压电陶瓷收集转换波浪能的压力发电装置。
背景技术
全球可利用的波浪能达到20亿千瓦,相当于目前世界发电能量的2倍。我国拥有广阔的海洋资源,波浪能的理论存储量约为7000万千瓦,沿海波浪能能流密度大约为2～7kW/m。波浪能在我国的沿海地区十分丰富，是一种可再生的清洁能源，取之不尽，用之不竭。波浪能利用技术的提高对于减少温室气体排放、缓解雾霾有重要意义。
压电发电装置是利用压电材料，将周围环境的振动机械能转换成电能，属于一种新型的发电技术。其关键在于如何高效收集能量，目前研究最多、最有前途的三种方式为：振荡水柱波能收集、摆式波能收集、聚波水库波能收集。振荡水柱波能收集装置以空气作为转换的介质，压缩气流带动发电机发电。这种装置的优点是转动机构不与海水接触，避免了海水对装置的腐蚀，缺点是二级转换效率低，发电不稳定。摆式波能收集装置是通过摆体在波浪力的作用下发生的前后或上下摆动，将波浪能转换为摆轴的动能，带动发电机发电。这种装置的优点是转换效率高，可以方便地与相位控制技术相结合，使波能装置能吸收到装置迎波宽度以外的波浪能，其缺点是机械维护较为困难。聚波水库波能收集装置的关键技术是一个喇叭形聚波器和楔形导槽，利用水头落差驱动水轮发电机组发电，其优点是波能的转换无需设置活动部件，可靠性好且稳定，不足之处是建造这种电站对地形要求严格，不易推广。
实用新型内容
本实用新型为了解决现有技术中存在的上述缺陷和不足，提供了一种滚珠式压电陶瓷波浪发电装置，不但摒弃了主流发电机所依赖的体型巨大的涡轮机，结构简单，工艺流程简便，而且能量收集效率高。
为解决上述技术问题，本实用新型提供一种滚珠式压电陶瓷波浪发电装置，包括浮板、防水密封箱、滚珠轨道管；所述防水密封箱固定在所述浮板上，所述防水密封箱为两个，分别固定在所述滚珠轨道管的两端，所述防水密封箱内设有压电陶瓷和整流储能器；所述压电陶瓷与所述整流储能器通过导线连接；所述滚珠轨道管贯穿所述防水密封箱与所述压电陶瓷相连，所述滚珠轨道管内设有级配滚珠。
优选地，所述级配滚珠为8-12颗。
优选地，本实用新型还包括轨道长度调节管，所述轨道长度调节管的两端分别通过法兰与所述滚珠轨道管相连。
优选地，所述轨道长度调节管为内径与所述滚珠轨道管的内径相等的中空管。
优选地，本实用新型还包括固定曲杆，所述固定曲杆通过连接装置与所述浮板相连。
优选地，所述连接装置为铰接件。
与现有技术相比，本实用新型所达到的有益技术效果：
1.本实用新型采用新型材料——压电陶瓷进行发电。在发电形式上，该方案摒弃了主流发电机所依赖的体型巨大的涡轮机，装置结构简单，工艺流程简便。
2.与以往基于压电材料的波浪发电装置所采用的浮子式压电陶瓷发电形式相比，本方案发电装置可固定于岸边或防波堤上，可将海浪拍击堤岸时的冲击力利用起来。大批量安装时，不仅能利用海浪冲击能量，还能减少海浪拍击对于岸沿的侵蚀作用。
3.能量收集效率高。装置的对称设计和级配滚珠的运用使得波浪能量得到了最大限度地利用。
4.适应性强。较之前的多种波浪发电方式，该方案允许将装置设置于水位变化范围内的所有海岸，能更大面积的收集波浪能。同时，该装置对波浪稳定性的要求较低，具有较强的适应性，解决了波浪能分布不密集、不稳定、收集困难的问题。
附图说明
图1本实用新型结构示意图；
图2本实用新型防水密封箱结构示意图；
图3本实用新型轨道长度调节管结构示意图。
其中：1固定曲杆；2浮板；3铰接件；4法兰；5轨道长度调节管；6防水密封箱；7滚珠轨道管；8压电陶瓷；9导线；10整流储能器；11级配滚珠。
具体实施方式
为了审查员能更好的了解本实用新型的技术特征、技术内容及其达到的技术效果，现将本实用新型的附图结合实施例进行更详细的说明。然而，所示附图，只是为了更好的说明本实用新型的技术方案，并不是本实用新型的真实比例和最佳配置，所以，请审查员不要就附图的比例和配置，限制本实用新型的权利要求保护范围。
下面结合附图和实施例对本实用新型专利进一步说明。
如图1-3所示，本实用新型提供一种滚珠式压电陶瓷波浪发电装置，包括浮板2、防水密封箱6、滚珠轨道管7；所述防水密封箱6固定在所述浮板2上，所述防水密封6箱为两个，分别固定在所述滚珠轨道管7的两端，所述防水密封箱6内设有压电陶瓷8和整流储能器10；所述压电陶瓷8与所述整流储能器10通过导线9连接；所述滚珠轨道管7贯穿所述防水密封箱6与所述压电陶瓷8相连，所述滚珠轨道管7内设有级配滚珠11。所述级配滚珠11为8-12颗。本实用新型采用对称式设计，波浪一次起伏即可引起两次对压电陶瓷的撞击，能量收集效率成倍提高。
本实用新型还包括轨道长度调节管5，所述轨道长度调节管5的两端分别通过法兰4与所述滚珠轨道管7相连，所述轨道长度调节管5为内径与所述滚珠轨道管7的内径相等的中空管。当波浪频率高而振幅小时，采用较短的轨道长度调节管5，当波浪频率低而振幅大时，采用较长的轨道长度调节管5，以保证波浪一个周期内级配滚珠11能完成对两侧压电陶瓷8的各一次撞击，此设计也使得装置的适应性得到了提高。
本实用新型还包括固定曲杆1，所述固定曲杆1通过连接装置与所述浮板2相连，所述连接装置为铰接件3。使用时，可将本身实用新型固定于岸边或防波堤上，将海浪拍击堤岸时的冲击力利用起来。大批量安装时，不仅能利用海浪冲击能量，还能减少海浪拍击对于岸沿的侵蚀作用。
以上已以较佳地实施例公布了本实用新型，然其并非用以限制本实用新型，凡采取等同替换或等效变换的方案所获得的技术方案，均落在本实用新型的保护范围内。

Claims (6)

1.一种滚珠式压电陶瓷波浪发电装置，其特征在于：包括浮板、防水密封箱、滚珠轨道管；所述防水密封箱固定在所述浮板上，所述防水密封箱为两个，分别固定在所述滚珠轨道管的两端，所述防水密封箱内设有压电陶瓷和整流储能器；所述压电陶瓷与所述整流储能器通过导线连接；所述滚珠轨道管贯穿所述防水密封箱与所述压电陶瓷相连，所述滚珠轨道管内设有级配滚珠。
2.根据权利要求1所述的滚珠式压电陶瓷波浪发电装置，其特征在于：所述级配滚珠为8-12颗。
3.根据权利要求1所述的滚珠式压电陶瓷波浪发电装置，其特征在于：还包括轨道长度调节管，所述轨道长度调节管的两端分别通过法兰与所述滚珠轨道管相连。
4.根据权利要求3所述的滚珠式压电陶瓷波浪发电装置，其特征在于：所述轨道长度调节管为内径与所述滚珠轨道管的内径相等的中空管。
5.根据权利要求1所述的滚珠式压电陶瓷波浪发电装置，其特征在于：还包括固定曲杆，所述固定曲杆通过连接装置与所述浮板相连。
6.根据权利要求5所述的滚珠式压电陶瓷波浪发电装置，其特征在于：所述连接装置为铰接件。
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