CN214499296U - 一种海洋能发电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种海洋能发电装置，包括压电部、调节机构以及浮体，所述压电部内设置有空腔，所述调节机构包括第一调节部和第二调节部，所述第一调节部连接所述压电部，所述第一调节部内设置有连通所述空腔的调节腔，所述第二调节部与所述第一调节部相互套设并能够相对于所述第一调节部上下移动，以用于对所述调节腔和所述空腔内的空气进行往复压缩，所述浮体连接所述第二调节部，以用于控制所述第二调节部移动。根据本实用新型实施例的海洋能发电装置，不仅使用更加方便，而且使用寿命更长。

Description

一种海洋能发电装置

技术领域

本实用新型涉及一种发电装置，特别涉及一种海洋能发电装置。

背景技术

海洋作为地球上最广阔的水体的总称，蕴含有丰富的波浪能和潮汐能等能量，如何充分将海洋中的能源转化为电能，供人类使用，是一个亟需解决的问题。因此，海洋能量采集也越来越成为学术界和工业界共同关注的前沿热点技术之一。

压电能量采集装置是海洋能量采集装置中的一种，主要包括中心架以及设置在中心架上的多个悬臂梁，悬臂梁的自由端设置质量块，悬臂梁与中心架的连接处设置压电体。现有的压电能量采集装置存在以下弊端：由于悬臂梁静态放置时一直受到质量块的重力作用，从而使悬臂梁和压电体一直处于弯曲状态，在长时间工作中，悬臂梁和压电体会产生疲劳，从而大大地缩短了悬臂梁和压电体的使用寿命。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种海洋能发电装置，不仅使用更加方便，而且使用寿命更长。

根据本实用新型实施例的海洋能发电装置，包括：

压电部，所述压电部内设置有空腔；

调节机构，包括第一调节部和第二调节部，所述第一调节部连接所述压电部，所述第一调节部内设置有连通所述空腔的调节腔，所述第二调节部与所述第一调节部相互套设并能够相对于所述第一调节部上下移动，以用于对所述调节腔和所述空腔内的空气进行往复压缩；

浮体，连接所述第二调节部，以用于控制所述第二调节部移动。

根据本实用新型实施例的海洋能发电装置，至少具有如下技术效果：

需要使用本实用新型实施例的海洋能发电装置时，将压电部和/或第一调节部安装于海底，将浮体浮设在海面上，浮体在海浪周期性波动的带动下，会周期性上下起伏，浮体进而控制第二调节部相对于第一调节部进行往复地上下移动，第二调节部往复移动的过程中即可对调节腔内的空气往复进行压缩，由于调节腔与压电部内的空腔连通，第二调节部往复移动的过程中即可对空腔内的空气往复进行压缩，空腔内的空气即可往复挤压压电部的内侧壁，根据压电效应，压电部受到往复挤压时会产生电能，也就是能够将机械能转化为电能，从而进行发电。根据本实用新型实施例的海洋能发电装置，不仅安装和使用方便，而且相比于悬臂梁式压电采集装置，使用寿命更长。

根据本实用新型的一些实施例，所述第二调节部与所述调节腔相适配并能够上下滑动地安装于所述调节腔内。

根据本实用新型的一些实施例，所述调节腔的顶端设置有通孔，所述浮体位于所述第一调节部的上方，所述浮体上设置有穿过所述通孔并连接所述第二调节部的连接部。

根据本实用新型的一些实施例，所述调节腔为竖直设置的圆柱形结构。

根据本实用新型的一些实施例，所述调节腔内侧壁的顶端沿周向设置有环形挡板，所述连接部穿过所述环形挡板。

根据本实用新型的一些实施例，所述第一调节部设置于所述压电部的上端，所述调节腔的底端与所述空腔的顶端连通。

根据本实用新型的一些实施例，所述第一调节部的内径尺寸大于所述压电部的内径尺寸。

根据本实用新型的一些实施例，所述第二调节部与所述空腔底端之间设置有弹性复位件。

根据本实用新型的一些实施例，所述弹性复位件为弹簧。

根据本实用新型的一些实施例，所述压电部为压电圆管，所述压电部的压电极化方向为径向。

根据本实用新型的一些实施例，述压电部的底端设置有固定部，所述固定部用于安装在海底

根据本实用新型的一些实施例，所述连接部为竖直设置的杆状结构。

根据本实用新型的一些实施例，所述浮体由泡沫材料制备而成。

根据本实用新型的一些实施例，所述压电部的外侧壁上包覆有保护层，所述保护层用于防止海水腐蚀。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本实用新型的整体结构示意图；

附图标记：

压电部100、空腔101、封闭板102；调节机构200、第一调节部201、第二调节部202、调节腔203、通孔204、环形挡板205；浮体300、连接部301；弹性复位件400；固定部500。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面参考图1描述根据本实用新型实施例的海洋能发电装置。

根据本实用新型实施例的海洋能发电装置，如图1所示，包括：

压电部100，压电部100内设置有空腔101；

调节机构200，包括第一调节部201和第二调节部202，第一调节部201连接压电部100，第一调节部201内设置有连通空腔101的调节腔203，第二调节部202与第一调节部201相互套设并能够相对于第一调节部201上下移动，以用于对调节腔203和空腔101内的空气进行往复压缩；

浮体300，连接第二调节部202，以用于控制第二调节部202移动。

需要使用本实用新型实施例的海洋能发电装置时，将压电部100和/或第一调节部201安装于海底，将浮体300浮设在海面上，浮体300在海浪周期性波动的带动下，会周期性上下起伏，浮体300进而控制第二调节部202相对于第一调节部201进行往复地上下移动，第二调节部202往复移动的过程中即可对调节腔203内的空气往复进行压缩，由于调节腔203与压电部100内的空腔101连通，第二调节部202往复移动的过程中即可往复压缩空腔101内的空气，空腔101内的空气即可往复挤压压电部100的内侧壁，根据压电效应，压电部100受到往复挤压时会产生电能，也就是能够将机械能转化为电能，从而进行发电。根据本实用新型实施例的海洋能发电装置，不仅安装和使用方便，而且相比于悬臂梁式压电采集装置，使用寿命更长，此外，通过空气挤压压电部100的内侧壁，不容易产生摩擦和刚性碰撞，进而能够减少压电部100的损坏，从而能够进一步提高使用寿命。

需要说明的是，本实用新型实施例的海洋能发电装置也可以是用于水面能够周期性起伏的江河或者湖泊内，只需要能够带动浮体300周期性上下起伏即可。本实施例中，可以是压电部100安装于海底，也可以是第一调节部201安装于海底，也可以是压电部100和第一调节部201均安装于海底，压电部100和/或第一调节部201可以是直接安装于海底，也可以是通过其它安装结构安装于海底。由于空腔101内的空气需要进行往复压缩，因此，空腔101除了与调节腔203连通外，并不需要与外界连通。

在本实用新型的一些实施例中，如图1所示，第二调节部202与调节腔203相适配并能够上下滑动地安装于调节腔203内。浮体300在海浪周期性波动的带动下，会周期性上下起伏，浮体300进而带动第二调节部202沿着调节腔203的内侧壁上下滑动，从而对调节腔203和空腔101内的空气进行往复压缩，操作简单方便。需要说明的是，第二调节部202与调节腔203相适配，也就是第二调节部202的外侧壁与调节腔203的内侧壁相适配，进而能够提高调节腔203的密封性能，从而不仅能够提高空气的压缩效果，而且能够防止海水进入空腔101内。需要说明的是，第二调节部202也可以是一端开口的中空结构，第二调节部202的内侧壁与第一调节部201的外侧壁相适配，第二调节部202套设于第一调节部201外并与第一调节部201组成相对密封的结构，第二调节部202相对于第一调节部201上下移动时同样能够对调节腔203和空腔101内的空气进行往复压缩。

在本实用新型的一些实施例中，如图1所示，调节腔203的顶端设置有通孔204，浮体300位于第一调节部201的上方，浮体300上设置有穿过通孔204并连接第二调节部202的连接部301。进而第一调节部201可以位于海面以下，连接部301设置于浮体300的底端，连接部301的底端穿过通孔204并连接第二调节部202。海面上涨时，浮体300朝上移动，进而带动第二调节部202朝上移动，海面下降时，第二调节部202在海水的粘结力、自身的重力、连接部301的重力以及浮体300的重力作用下会朝下移动，从而压缩空腔101内的空气，实现发电。需要说明的是，也可以将第一调节部201的顶端伸出海面，并使第一调节部201的顶端沿水平方向延伸至浮体300上方，将通孔204设置于浮体300上方的第一调节部201上并开口朝下，连接部301设置于浮体300的上端，连接部301的顶端朝上穿过通孔204并连接第二调节部202，此种情况下，第二调节部202位于海面以上，进而不仅能够减少海水腐蚀，还能够避免海水进入到空腔101中。连接部301可以是杆状结构或者长条形的板状结构或者管状结构。

在本实用新型的一些实施例中，如图1所示，调节腔203为竖直设置的圆柱形结构。相应的，第二调节部202同样设置为圆柱形结构或者扁平的圆形板状结构，进而能够减少第二调节部202与调节腔203之间的应力集中现象，从而使得第二调节部202滑动时更加平顺。当然，调节腔203也可以是其他形状，例如，也可以是竖直设置的长方体结构。

在本实用新型的一些实施例中，如图1所示，调节腔203内侧壁的顶端沿周向设置有环形挡板205，连接部301穿过环形挡板205。设置环形挡板205，能够防止第二调节部202滑动的过程中从调节腔203的顶端滑脱。

在本实用新型的一些实施例中，如图1所示，第一调节部201设置于压电部100的上端，调节腔203的底端与空腔101的顶端连通。此种情况下，可以将压电部100的底端安装于海底，第一调节部201安装于海底以上设定距离的压电部100的上端，进而使得连接部301所需长度更短，既节省了材料，又降低了连接部301所需的结构强度。需要说明的是，第一调节部201也可以是设置于压电部100的一侧。

在本实用新型的一些实施例中，第一调节部201的内径尺寸大于压电部100的内径尺寸。进而能够防止第二调节部202从调节腔203内滑动至空腔101内而损坏压电部100。

在本实用新型的一些实施例中，如图1所示，第二调节部202与空腔101底端之间设置有弹性复位件400。弹性复位件400不仅能够起到限制作用，即当第二调节部202朝下滑动至设定位置后继续向下滑动时，弹性复位件400压缩，从而提供一个向上的回复力，该回复力起到缓冲作用，不仅能够避免第二调节部202下滑过快，而且能够避免第二调节部202下滑过多而使空腔101内的压力过大而损坏压电部100。当第二调节部202朝上滑动至设定位置后继续向上滑动时，弹性复位件400拉长，从而提供一个向下的回复力，该回复力起到缓冲作用，不仅能够避免第二调节部202上滑过快，而且能够避免第二调节部202上滑过多而使空腔101内的负压过大而损坏压电部100。此外，在第二调节部202开始朝下滑动的初始状态或者开始朝上滑动的初始状态，弹性复位件400均能够提供一个初始作用力，从而使得第二调节部202的滑动更加平顺。

在本实用新型的一些实施例中，弹性复位件400为弹簧。弹簧价格实惠，来源广，使用寿命长，而且弹性效果好，进而产生的弹性回复力大。可以理解的是，弹性复位件400也可以是弹性橡胶。

在本实用新型的一些实施例中，如图1所示，压电部100为压电圆管，压电部100的压电极化方向为径向。当第一调节部201设置于压电部100的上端时，压电部100可以是竖直设置且底端封闭的压电圆管，压电部100的压电极化方向为径向。空腔101的底端可以通过封闭板102进行封闭，也可以是一体成型为底端封闭的压电部100。压电部100设置为圆管形结构，内侧壁受到空气挤压时，受力和形变方向为径向，而压电部100的压电极化方向同样为径向，进而使得压电部100的发电效果更好。

在本实用新型的一些实施例中，如图1所示，压电部100的底端设置有固定部500，固定部500用于安装在海底。固定部500可以水平设置，固定部500的边沿可以沿水平方向进行延伸。需要安装固定部500时，可以将固定部500埋在海底以下，或者将石块压在固定部500上，或者通过螺栓等紧固件将固定部500直接固定在海底。设置固定部500，将压电部100安装于海底时更加方便和牢固。

在本实用新型的一些实施例中，浮体300由泡沫材料制备而成。泡沫不仅能够浮于海面，而且价格实惠，来源广并且加工方便，是制备浮体300较优的材料。需要说明的是，浮体300也可以其它材料制备而成，例如，也可以是木块或者塑料制备而成，只需要密度比海水密度小即可。

在本实用新型的一些实施例中，压电部100的外侧壁上包覆有保护层，保护层用于防止海水腐蚀。保护层将压电部100与海水隔离，从而能够防止压电部100遭到海水的腐蚀。保护层可以由防海水腐蚀的材料制备而成，例如玻璃钢以及钛合金等。此外，固定部500、第一调节部201、第二调节部202以及连接部301均可由防海水腐蚀的材料制备而成。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨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，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种海洋能发电装置，其特征在于，包括：

压电部(100)，所述压电部(100)内设置有空腔(101)；

调节机构(200)，包括第一调节部(201)和第二调节部(202)，所述第一调节部(201)连接所述压电部(100)，所述第一调节部(201)内设置有连通所述空腔(101)的调节腔(203)，所述第二调节部(202)与所述第一调节部(201)相互套设并能够相对于所述第一调节部(201)上下移动，以用于对所述调节腔(203)和所述空腔(101)内的空气进行往复压缩；

浮体(300)，连接所述第二调节部(202)，以用于控制所述第二调节部(202)移动。

2.根据权利要求1所述的海洋能发电装置，其特征在于，所述第二调节部(202)与所述调节腔(203)相适配并能够上下滑动地安装于所述调节腔(203)内。

3.根据权利要求2所述的海洋能发电装置，其特征在于，所述调节腔(203)的顶端设置有通孔(204)，所述浮体(300)位于所述第一调节部(201)的上方，所述浮体(300)上设置有穿过所述通孔(204)并连接所述第二调节部(202)的连接部(301)。

4.根据权利要求3所述的海洋能发电装置，其特征在于，所述调节腔(203)为竖直设置的圆柱形结构。

5.根据权利要求4所述的海洋能发电装置，其特征在于，所述调节腔(203)内侧壁的顶端沿周向设置有环形挡板(205)，所述连接部(301)穿过所述环形挡板(205)。

6.根据权利要求1至5中任意一项所述的海洋能发电装置，其特征在于，所述第一调节部(201)设置于所述压电部(100)的上端，所述调节腔(203)的底端与所述空腔(101)的顶端连通。

7.根据权利要求6所述的海洋能发电装置，其特征在于，所述第二调节部(202)与所述空腔(101)底端之间设置有弹性复位件(400)。

8.根据权利要求7所述的海洋能发电装置，其特征在于，所述弹性复位件(400)为弹簧。

9.根据权利要求1至5中任意一项所述的海洋能发电装置，其特征在于，所述压电部(100)为压电圆管，所述压电部(100)的压电极化方向为径向。

10.根据权利要求1至5中任意一项所述的海洋能发电装置，其特征在于，所述压电部(100)的底端设置有固定部(500)，所述固定部(500)用于安装在海底。

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