CN217632759U - 一种漂浮式波浪发电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及发电设备技术领域，公开了一种漂浮式波浪发电装置，包括浮子、定子和发电部，浮子包括浮子本体、浮子支架和滑杆，浮子支架一侧与浮子本体连接，另一侧与滑杆连接；定子包括第一定子、第二定子和底座，第一定子穿设浮子本体并与其滑动连接，滑杆穿设第一定子并与其滑动连接，第二定子的上端和下端分别与第一定子的底部和底座的顶部固定连接；发电部包括发电机和转换器，发电机固连在底座上，转换器设置在第二定子内部，转换器分别与滑杆和发电机连接，浮子本体的直线运动通过滑杆传递给转换器，转换器可将滑杆的直线运动转换为发电机转轴的旋转运动。本实用新型可适用于不同环境下的海水场合，发电效率高，体积小，安装维护便捷。

Description

一种漂浮式波浪发电装置

技术领域

本实用新型涉及发电技术领域，尤其涉及一种漂浮式波浪发电装置。

背景技术

海水波浪能是一种清洁的可再生能源，与风能、太阳能相比，其单位时间内变化性小，可预测性好，且能量密度较高。现有的波浪发电设备，存在结构复杂、体积庞大、使用环境较为严格、安装维护成本高、发电效能较低等问题，有必要对现有的波浪发电设备进行改进。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了提供一种漂浮式波浪发电装置，该发电装置可适用范围广，发电效率高，体积小，安装维护便捷。

实用新型的目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种漂浮式波浪发电装置，包括浮子、定子和发电部，所述浮子包括浮子本体、浮子支架和滑杆，所述浮子支架一侧与浮子本体连接，其另一侧与滑杆固定连接；所述定子包括由上而下分布的第一定子、第二定子和底座，所述第一定子穿设浮子本体并与其滑动连接，所述滑杆穿设第一定子并与其滑动连接，所述第二定子呈中空筒状，所述第二定子的上端和下端分别与第一定子的底部和底座的顶部固定连接；所述发电部包括发电机和用于将直线运动转换为旋转运动的转换器，所述发电机固定连接在底座上，所述转换器设置在第二定子内部，所述转换器分别与滑杆和发电机连接，所述浮子本体沿第一定子进行的上下直线运动，通过滑杆传递给转换器，所述转换器可将滑杆的直线运动转换为发电机转轴的旋转运动。

上述的漂浮式波浪发电装置，其中，所述浮子本体沿轴线方向开设通孔，所述第一定子呈长筒状并滑动穿过通孔，所述第一定子上端和下端分别固定连接上法兰盘和下法兰盘，所述上法兰盘和下法兰盘中央分别设有同轴的供滑杆通过的贯穿孔，所述滑杆依次穿过上法兰盘、第一定子和下法兰盘；所述第一定子的外侧沿周向均匀分布有多个滑道，所述滑道长度方向与第一定子的轴线平行，所述通孔内侧固定连接与滑道适配的滑动组件。

上述的漂浮式波浪发电装置，其中，所述滑动组件包括固定在通孔内壁的U 形安装槽，所述U形安装槽的开口与滑道相对，所述安装槽的长度方向与通孔的轴线平行，所述安装槽内间隔分布有多个滚轮，所述滚轮通过轮轴与安装槽连接，多个所述滚轮与相应的滑道滚动连接。

上述的漂浮式波浪发电装置，其中，所述转换器包括安装座、丝杠、丝杠固定侧、丝杠支撑侧、丝杠螺母和导杆，所述安装座上端与下法兰盘固定连接，所述安装座下端与底座固定连接，所述导杆固定连接在安装座上，所述丝杠固定侧与安装座上端固定，所述丝杠支撑侧与安装座下端固定连接，所述丝杠两端分别与丝杠固定侧和丝杠支撑侧转动连接，所述导杆、丝杠和滑杆相互平行，所述导杆上滑动连接滑块，所述丝杠通过滚珠丝杠轴承与丝杠螺母连接，所述丝杠螺母与滑块固定连接，所述滑杆下端与丝杠螺母固定连接，所述发电机通过连轴器与丝杠连接。

上述的漂浮式波浪发电装置，其中，所述上法兰盘的下端以及浮子本体上端固定连接相互对应的防撞块；所述下法兰盘的上端以及浮子本体的下端固定连接相互对应的防撞块。

上述的漂浮式波浪发电装置，其中，所述浮子支架固定连接在浮子本体顶部，所述浮子支架包括支撑杆和连接板，所述连接板沿浮子本体的轴线方向设置并位于浮子本体的上方，所述支撑杆一端与浮子本体固定连接，另一端与连接板固连，所述滑杆固定连接在连接板的底部，所述支撑杆以浮子的轴线对称分布两个。

上述的漂浮式波浪发电装置，其中，所述底座包括底座本体和防护筒，所述底座本体为圆柱体，所述防护筒为底座本体沿轴线向上延伸的缩颈筒体，所述防护筒上端密封连接隔板，所述发电机固定连接在隔板底部并容置于防护筒内，所述发电机转轴与隔板之间设有密封件。

上述的漂浮式波浪发电装置，其中，所述第二定子的上端与下法兰盘之间、所述第二定子的下端与和隔板之间分别设有密封垫。

上述的漂浮式波浪发电装置，其中，所述第一定子的截面积与浮子本体的截面积比为1∶(100～225)。

上述的漂浮式波浪发电装置，其中，所述上法兰盘底部固定连接用于夹持滑杆的抱闸。

综上所述，本实用新型的有益技术效果为：

本实用新型通过浮子本体相对于第一定子上下往复直线运动，浮子本体上的滑杆则将直线运动通过转换器转换为旋转运动，即将浮子本体的直线往复运动转换为丝杠螺母带动丝杠的旋转运动，带动发电机的转轴随丝杠转动，从而实现发电机的发电。该装置可适用于不同环境下的海水场合，发电效率高，体积小，安装维护便捷。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型的爆炸图；

图3是本实用新型第一定子和转换器的结构示意图；

图4是本实用新型浮子去除滑杆的结构示意图；

图5是本实用新型上法兰盘与抱闸的结构示意图。

图示，1、浮子；11、浮子本体；111、通孔；112、滑动组件；1121、安装槽；1122、滚轮；12、浮子支架；121、支撑杆；122、连接板；13、滑杆；2、定子；21、第一定子；211、上法兰盘；212、下法兰盘；213、滑道；22、第二定子；23、底座；231、底座本体；232、防护筒；233、隔板；3、发电部；31、发电机；32、转换器；321、安装座；322、丝杠；323、丝杠固定侧；324、丝杠支撑侧；325、丝杠螺母；326、导杆；3261、滑块；4、防撞块；5、抱闸。

具体实施方式

以下结合附图1-5对本实用新型作进一步详细说明。

如图1、2所示，一种漂浮式波浪发电装置，包括浮子1、定子2和发电部3，浮子1包括浮子本体11、浮子支架12和滑杆13，浮子支架12一侧与浮子本体 11连接，浮子支架12另一侧与滑杆13固定连接；定子2包括由上而下分布的第一定子21、第二定子22和底座23，第一定子21穿设浮子本体11并与其滑动连接，滑杆13穿设第一定子21并与其滑动连接，第二定子22呈中空筒状，第二定子22的上端和下端分别与第一定子21的底部和底座23的顶部固定连接；发电部3包括发电机31和用于将直线运动转换为旋转运动的转换器32，发电机31固定连接在底座23上，转换器32设置在第二定子22内部，转换器32分别与滑杆13和发电机31连接，浮子本体11在波浪的作用下可沿第一定子21进行上下直线运动，并通过滑杆13传递给转换器32，转换器32将滑杆13的直线运动转换为发电机31转轴的旋转运动，发电机31转轴的旋转带动发电机31线圈切割磁力线，从而实现将波浪能量转化为发电机31的电能。

如图2、3、4所示，浮子本体11沿轴线方向开设通孔111，本实施例的浮子本体11整体呈中空密封的圆柱壳体，第一定子21呈长筒状并滑动穿过通孔 111，第一定子21上端和下端分别固定连接上法兰盘211和下法兰盘212，上法兰盘211和下法兰盘212中央分别设有同轴的供滑杆13通过的贯穿孔，滑杆13 依次穿过上法兰盘211的贯穿孔、第一定子21和下法兰盘212的贯穿孔，浮子本体11可带动滑杆13在第一定子21上滑动。

为了减小浮子本体11在第一定子21上滑动的摩擦力，提高发电机31的发电效率，第一定子21的外侧沿周向均匀分布有多个滑道213，滑道213长度方向与第一定子21的轴线平行，通孔111内侧固定连接与滑道213适配的滑动组件112。

如图2、4所示，本实施例的滑动组件112包括固定在通孔111内壁的U形安装槽1121，U形安装槽1121的开口与滑道213相对，安装槽1121的长度方向与通孔111的轴线平行，安装槽1121内间隔分布有多个滚轮1122，滚轮1122 通过轮轴与安装槽1121连接，多个滚轮1122与相应的滑道213滚动连接。在波浪的作用下，浮子本体11上的滚轮1122沿第一定子21上的滑道213滚动，从而实现浮子本体11沿第一定子21做直线往复运动。

如图1、2所示，浮子支架12固定连接在浮子本体11顶部，浮子支架12 包括支撑杆121和连接板122，连接板122沿浮子本体11的轴线方向设置并位于浮子本体11的上方，支撑杆121一端与浮子本体11固定连接，另一端与连接板122固连，滑杆13固定连接在连接板122的底部，支撑杆121以浮子1的轴线对称分布两个。

如图2、3所示，转换器32包括安装座321、丝杠322、丝杠固定侧323、丝杠支撑侧324、丝杠螺母325和导杆326，安装座321上端与下法兰盘212固定连接，安装座321下端与底座23固定连接，导杆326固定连接在安装座321 上，丝杠固定侧323与安装座321上端固定连接，丝杠支撑侧324与安装座321 下端固定连接，丝杠322两端分别与丝杠固定侧323和丝杠支撑侧324转动连接，导杆326、丝杠322和滑杆13相互平行，导杆326上滑动连接滑块3261，丝杠 322通过滚珠丝杠轴承与丝杠螺母325连接，丝杠螺母325与滑块3261固定连接，滑杆13下端与丝杠螺母325固定连接，发电机31通过连轴器与丝杠322 连接。

丝杠322在丝杠固定侧323和丝杠支撑侧324的支撑下可实现稳定转动，浮子1在波浪的作用下沿第一定子21做直线往复运动，滑杆13下端固定连接的丝杠螺母325则带动与其螺纹连接的丝杠322做旋转运动，再通过连轴器带动发电机31的转轴转动，从而实现发电机31的发电。

如图1所示，为了避免延长浮子1的使用寿命，保证发电机31能够顺利发电，上法兰盘211的下端以及浮子本体11上端固定连接相互对应的防撞块4；下法兰盘212的上端以及浮子本体11的下端固定连接相互对应的防撞块4。防撞块4采用弹性材料，在海水的作用下，无论浮子本体11向上或向下运动到第一定子21的上端或下端，通过带有弹性的防撞块4，都能够缓冲浮子本体11与第一定子21之间的冲击力，有效缓冲浮子本体11与第一定子21之间的撞击。

底座23包括底座23本体和防护筒232，底座本体231为圆柱体，防护筒 232为底座本体231沿轴线向上延伸的缩颈筒体，防护筒232上端密封连接隔板 233，发电机31固定连接在隔板233底部并容置于防护筒232内，发电机31转轴与隔板233之间设有密封件。通过在底座23上部设置防护筒232，使发电机 31容置于防护筒232内，密封件能够有效阻断第二定子22内的水汽以及水汽凝结通过发电机31转轴进入发电机31，有效避免海水对发电机31的侵蚀，保证发电机31的安全运行。

如图1所示，本实施例的第一定子21的截面积与浮子本体11的截面积比为 1∶(100～225)。这样可以减少浮子本体11因第一定子21的截面积过大而损失与海水的接触面积，增大了海水对浮子本体11的浮力，提高发电效率；第一定子21的截面积与浮子本体11的截面积比又不能太过大，过大则易造成第一定子 21的强度和稳定性变差，发电装置的安全性得不到保障。

为了避免海水浸入转换器32或发电机31，提高发电装置运行的可靠性，在第二定子22的上端与下法兰盘212之间、第二定子22的下端与和隔板233之间分别设有密封垫。

如图5所示，为了避免在极端情况下浮子1对发电装置造成损伤，在一实施例中，上法兰盘211底部固定连件用于夹持滑杆13的抱闸5，当波浪推动浮子本体11的浮动速度超过发电机31自带抱死装置极限时，抱闸5可将滑杆13紧急抱死。

本实用新型的工作过程如下：首先将该发电装置放置在海水中，通过锚固件将底座23固定在海水内，海水对浮子1产生浮力作用，使浮子1漂浮在海面，浮子本体11在波浪的作用下可沿第一定子21做上下往复直线运动，浮子1上的滑杆13带动丝杠螺母325同步做上下往复直线运动，由于丝杠螺母325与丝杠 322的螺纹连接，则丝杠螺母325驱动丝杠322做旋转运动，丝杠322的旋转运动将扭矩传递给发电机31的转轴，从而实现发电机31的发电。

当波浪向上推动浮子1时，浮子1向上做直线运动，从而将滑杆13的直线运动转换为发电机31的转轴转动，实现发电机31的发电。

当波浪回落时，浮子1跟随波浪下落，浮子1向下做直线运动，同样带动发电机31的转轴转动，实现发电机31的发电。

本具体实施方式的实施例均为本实用新型的较佳实施例，并非依此限制本实用新型的保护范围，故：凡依本实用新型的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种漂浮式波浪发电装置，其特征在于，包括浮子、定子和发电部，所述浮子包括浮子本体、浮子支架和滑杆，所述浮子支架一侧与浮子本体连接，其另一侧与滑杆固定连接；所述定子包括由上而下分布的第一定子、第二定子和底座，所述第一定子穿设浮子本体并与其滑动连接，所述滑杆穿设第一定子并与其滑动连接，所述第二定子呈中空筒状，所述第二定子的上端和下端分别与第一定子的底部和底座的顶部固定连接；所述发电部包括发电机和用于将直线运动转换为旋转运动的转换器，所述发电机固定连接在底座上，所述转换器设置在第二定子内部，所述转换器分别与滑杆和发电机连接，所述浮子本体沿第一定子进行的上下直线运动，通过滑杆传递给转换器，所述转换器可将滑杆的直线运动转换为发电机转轴的旋转运动。

2.如权利要求1所述的漂浮式波浪发电装置，其特征在于，所述浮子本体沿轴线方向开设通孔，所述第一定子呈长筒状并滑动穿过通孔，所述第一定子上端和下端分别固定连接上法兰盘和下法兰盘，所述上法兰盘和下法兰盘中央分别设有同轴的供滑杆通过的贯穿孔，所述滑杆依次穿过上法兰盘、第一定子和下法兰盘；所述第一定子的外侧沿周向均匀分布有多个滑道，所述滑道长度方向与第一定子的轴线平行，所述通孔内侧固定连接与滑道适配的滑动组件。

3.如权利要求2所述的漂浮式波浪发电装置，其特征在于，所述滑动组件包括固定在通孔内壁的U形安装槽，所述U形安装槽的开口与滑道相对，所述安装槽的长度方向与通孔的轴线平行，所述安装槽内间隔分布有多个滚轮，所述滚轮通过轮轴与安装槽连接，多个所述滚轮与相应的滑道滚动连接。

4.如权利要求2所述的漂浮式波浪发电装置，其特征在于，所述转换器包括安装座、丝杠、丝杠固定侧、丝杠支撑侧、丝杠螺母和导杆，所述安装座上端与下法兰盘固定连接，所述安装座下端与底座固定连接，所述导杆固定连接在安装座上，所述丝杠固定侧与安装座上端固定，所述丝杠支撑侧与安装座下端固定连接，所述丝杠两端分别与丝杠固定侧和丝杠支撑侧转动连接，所述导杆、丝杠和滑杆相互平行，所述导杆上滑动连接滑块，所述丝杠通过滚珠丝杠轴承与丝杠螺母连接，所述丝杠螺母与滑块固定连接，所述滑杆下端与丝杠螺母固定连接，所述发电机通过连轴器与丝杠连接。

5.如权利要求2所述的漂浮式波浪发电装置，其特征在于，所述上法兰盘的下端以及浮子本体上端固定连接相互对应的防撞块；所述下法兰盘的上端以及浮子本体的下端固定连接相互对应的防撞块。

6.如权利要求1所述的漂浮式波浪发电装置，其特征在于，所述浮子支架固定连接在浮子本体顶部，所述浮子支架包括支撑杆和连接板，所述连接板沿浮子本体的轴线方向设置并位于浮子本体的上方，所述支撑杆一端与浮子本体固定连接，另一端与连接板固连，所述滑杆固定连接在连接板的底部，所述支撑杆以浮子的轴线对称分布两个。

7.如权利要求1所述的漂浮式波浪发电装置，其特征在于，所述底座包括底座本体和防护筒，所述底座本体为圆柱体，所述防护筒为底座本体沿轴线向上延伸的缩颈筒体，所述防护筒上端密封连接隔板，所述发电机固定连接在隔板底部并容置于防护筒内，所述发电机转轴与隔板之间设有密封件。

8.如权利要求7所述的漂浮式波浪发电装置，其特征在于，所述第二定子的上端与下法兰盘之间、所述第二定子的下端与和隔板之间分别设有密封垫。

9.如权利要求1所述的漂浮式波浪发电装置，其特征在于，所述第一定子的截面积与浮子本体的截面积比为1∶(100～225)。

10.如权利要求2所述的漂浮式波浪发电装置，其特征在于，所述上法兰盘底部固定连接用于夹持滑杆的抱闸。

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