一种新型蓄波式波浪能发电装置

摘要

本发明公开了一种新型蓄波式波浪能发电装置，包括波能吸收模块、发电模块、液压油箱、第一蓄电池、方向控制模块、柱套、高度控制模块、支柱和导线主体，所述波能吸收模块包括蓄波筒、浮子、连接杆、活塞、液压缸、单向阀和液压油管，所述蓄波筒的上表面固定连接有液压缸，且液压缸的内部滑动连接有活塞。该新型蓄波式波浪能发电装置结构新颖，能够在多种不同海况下利用波浪能进行有效发电，可以实时根据海况变化调节装置的作业方向和作业高度，更加高效地利用波浪能进行发电，且该新型蓄波式波浪能发电装置具有60°开口设置的蓄波模块，有效地增加波高，使浮子捕获的波浪能更大，可以增大发电量，提高发电效率。

说明书

技术领域

本发明涉及波浪发电技术领域，具体为一种新型蓄波式波浪能发电装置。

背景技术

海洋占据地球表面积的71％，蕴藏着储量巨大的可再生能源，波浪能作为可持续利用的绿色能源，且具有较高的能量密度。随着化石能源等不可再生能源日益锐减，波浪能的开发利用已经成为新能源开发利用的热点。

尽管当下市场有不少成功的波浪能发电装置的实例，但装置仍普遍存在不足之处，如发电方式较为单一，发电效率普遍较低等，使得波浪能的开发利用率较低。另外由于波浪具有不稳定的运动特性和破坏性，使浮体采集能量是在一个变化很大的海况中工作的，因此如何安全高效地捕捉和转换波浪能，是波浪能发电技术面临的一个巨大难题。

所以，我们提出了一种新型蓄波式波浪能发电装置，能够很好的解决以上问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型蓄波式波浪能发电装置，以解决上述背景技术中提出目前市场上波浪能发电装置能源转化率不高，发电效率普遍较低的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种新型蓄波式波浪能发电装置，包括波能吸收模块、发电模块、液压油箱、第一蓄电池、方向控制模块、柱套、高度控制模块、支柱和导线主体，所述波能吸收模块包括蓄波筒、浮子、连接杆、活塞、液压缸、单向阀和液压油管，所述蓄波筒的上表面固定连接有液压缸，且液压缸的内部滑动连接有活塞，所述活塞的外表面固定连接有连接杆，且连接杆的顶端固定连接有浮子，所述发电模块包括叶轮箱、叶轮主体、变速箱和发电机，所述叶轮箱的内部设置有叶轮主体，且叶轮主体轴承连接在变速箱的一端，并且变速箱的另一端设置有发电机，所述叶轮箱上连接有液压油管，所述发电模块的下端设置有液压油箱，所述导线主体包括第一导线、第二导线和第三导线，所述方向控制模块包括第一伺服电机和第一齿轮，所述第一伺服电机上键连接有第一齿轮，且第一伺服电机通过第二导线与第一蓄电池连接，所述第一蓄电池通过第一导线与发电机相连接，所述柱套包括上限位套、垂直连接块、下限位套、齿条、水平连接块、圆轴、圆锥滚子轴承和第二齿轮，所述垂直连接块上固定连接有上限位套，且垂直连接块上固定连接有齿条，所述垂直连接块上固定连接有下限位套，且下限位套的外表面固定连接有水平连接块，所述水平连接块的外表面固定连接有圆轴，且圆轴上设置有圆锥滚子轴承，所述圆轴上键连接第二齿轮，且第二齿轮啮合连接第一齿轮，所述高度控制模块包括第二蓄电池、第二伺服电机和第三齿轮组成，所述第二蓄电池通过第三导线与第二伺服电机相连接，且第二伺服电机的顶端键连接有第三齿轮，并且第三齿轮啮合连接齿条，所述高度控制模块设置在支柱内部。

优选的，所述所述蓄波筒为具有60°开口的圆筒，且蓄波筒设置有9-10个，并且蓄波筒之间进行线性阵列，并且浮子位于蓄波筒内部。

优选的，所述连接杆、活塞、液压缸、单向阀、液压油管和液压油箱组成液压回路。

优选的，所述发电机上共设置有2根第一导线，1根连接第一蓄电池，另1根第一导线连接外界。

优选的，所述上限位套和下限位套的形状大小相同，且上限位套和下限位套之间相互平行。

优选的，所述第二伺服电机共设置有2个，且2个第二伺服电机之间相对摆放。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：该新型蓄波式波浪能发电装置结构新颖，能够在多种不同海况下利用波浪能进行有效发电，可以实时根据海况变化调节装置的作业方向和作业高度，更加高效地利用波浪能进行发电，且该新型蓄波式波浪能发电装置具有60°开口设置的蓄波模块，有效地增加波高，使浮子捕获的波浪能更大，可以增大发电量，提高发电效率：

1、通过第一蓄电池向第一伺服电机输入电流，使得第一伺服电机开始启动，使得第一齿轮开始转动，且第一齿轮与第二齿轮的啮合连接下使得波能吸收模块可以水平转动，从而可以实时根据海况变化调节装置的作业方向；

2、通过第二蓄电池向第二伺服电机输入电流，使得第二伺服电机开始启动，使得第三齿轮开始转动，在第三齿轮与齿条的啮合连接下使得波能吸收模块可以在竖直方向进行移动，从而可以实时根据海况变化调节装置的作业高度；

3、通过具有60°开口设置的蓄波模块，有效地增加波高，使浮子捕获的波浪能更大，使得可以提高活塞的运动速率，从而可以增大发电量，提高发电效率。

附图说明

图1为本发明外观结构示意图；

图2为本发明正视结构示意图；

图3为本发明波能吸收模块结构示意图；

图4为本发明发电模块结构示意图；

图5为本发明方向控制模块结构示意图；

图6为本发明柱套结构示意图；

图7为本发明高度控制模块结构示意图。

图中：1、波能吸收模块；101、蓄波筒；102、浮子；103、连接杆；104、活塞；105、液压缸；106、单向阀；107、液压油管；2、发电模块；201、叶轮箱；202、叶轮主体；203、变速箱；204、发电机；3、液压油箱；4、第一蓄电池；5、方向控制模块；501、第一伺服电机；502、第一齿轮；6、柱套；601、上限位套；602、垂直连接块；603、下限位套；604、齿条；605、水平连接块；606、圆轴；607、圆锥滚子轴承；608、第二齿轮；7、高度控制模块；701、第二蓄电池；702、第二伺服电机；703、第三齿轮；8、支柱；9、导线主体；901、第一导线；902、第二导线；903、第三导线。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-7，本发明提供一种技术方案：一种新型蓄波式波浪能发电装置，包括波能吸收模块1、发电模块2、液压油箱3、第一蓄电池4、方向控制模块5、柱套6、高度控制模块7、支柱8和导线主体9，波能吸收模块1包括蓄波筒101、浮子102、连接杆103、活塞104、液压缸105、单向阀106和液压油管107，蓄波筒101的上表面固定连接有液压缸105，且液压缸105的内部滑动连接有活塞104，活塞104的外表面固定连接有连接杆103，且连接杆103的顶端固定连接有浮子102，发电模块2包括叶轮箱201、叶轮主体202、变速箱203和发电机204，叶轮箱201的内部设置有叶轮主体202，且叶轮主体202轴承连接在变速箱203的一端，并且变速箱203的另一端设置有发电机204，叶轮箱201上连接有液压油管107，发电模块2的下端设置有液压油箱3，导线主体9包括第一导线901、第二导线902和第三导线903，方向控制模块5包括第一伺服电机501和第一齿轮502，第一伺服电机501上键连接有第一齿轮502，且第一伺服电机501通过第二导线902与第一蓄电池4连接，第一蓄电池4通过第一导线901与发电机204相连接，柱套6包括上限位套601、垂直连接块602、下限位套603、齿条604、水平连接块605、圆轴606、圆锥滚子轴承607和第二齿轮608，垂直连接块602上固定连接有上限位套601，且垂直连接块602上固定连接有齿条604，垂直连接块602上固定连接有下限位套603，且下限位套603的外表面固定连接有水平连接块605，水平连接块605的外表面固定连接有圆轴606，且圆轴606上设置有圆锥滚子轴承607，圆轴606上键连接第二齿轮608，且第二齿轮608啮合连接第一齿轮502，高度控制模块7包括第二蓄电池701、第二伺服电机702和第三齿轮703组成，第二蓄电池701通过第三导线903与第二伺服电机702相连接，且第二伺服电机702的顶端键连接有第三齿轮703，并且第三齿轮703啮合连接齿条604，高度控制模块7设置在支柱8内部。

蓄波筒101为具有60°开口的圆筒，且蓄波筒101设置有9-10个，并且蓄波筒101之间进行线性阵列，并且浮子102位于蓄波筒101内部，能便于提高捕获的波浪的量。

连接杆103、活塞104、液压缸105、单向阀106、液压油管107和液压油箱3组成液压回路，能便于电力的转换。

发电机204上共设置有2根第一导线901，1根连接第一蓄电池4，另1根第一导线901连接外界，能便于在对装置进行调节时不在需要外界的电力。

上限位套601和下限位套603的形状大小相同，且上限位套601和下限位套603之间相互平行，能便于装置能够稳定的在支柱8上移动。

第二伺服电机702共设置有2个，且2个第二伺服电机702之间相对摆放，能便于提高竖直方向移动的速率。

工作原理：首先在使用该新型蓄波式波浪能发电装置时，首先底柱打进海底，再把装置的其它部分安装到工作区域内。根据图1-7所示，设有60°开口大小的蓄波筒101将波浪的有义波高有效提高，浮子102对波浪能进行有效捕；

捕获后的波浪能转化为浮子102垂荡运动的机械能，机械能经连接杆103、活塞104、液压缸105、单向阀106、液压油管107和液压油箱3所组成的液压回路后转化为液压能。安装于叶轮箱201内部的叶轮主体202再将液压能转化为定轴转动的机械能，叶轮主体202产生的低转速高扭矩定轴转动经变速箱203变速后被发电机204转化为电能。发电机204发出的部分电能经过其中一根第一导线901储蓄在第一蓄电池4中，其余大部分电能经另一根第一导线901输往外界；

装置的第一蓄电池4和第二蓄电池701分别给第一伺服电机501和第二伺服电机702供电，安装在伺服电机轴上的第一齿轮502和第三齿轮703分别与柱套6的第二齿轮608和齿条604搭配相接，从而可以调节装置的作业方向和作业高度；

本发电装置还设有至少一个检测装置以及一个控制系统。检测装置可对发电装置安装海域的波浪参数以及环境参数进行测定，控制系统接收波浪参数以及环境参数后可对伺服电机进行控制，调节波能吸收模块1的开口方向和高度。具体来说，检测装置具体可以是波浪测量仪等，通过波浪测量仪测定波浪的传播方向，检测装置将波浪信号传递到岸上的控制系统，岸上的管理人员根据波浪信号，通过控制系统对波浪发电装置的作业方向和作业高度进行调整。当然，作业方向和作业高度调整也可以利用控制器根据编程进行自动控制，本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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，仅是为便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗指所指的装置或元件必须具有特定的方位、为特定的方位构造和操作，因而不能理解为对本发明保护内容的限制。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神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，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。