專利名稱：一階振動式波浪發(fā)電裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種波浪發(fā)電，特別是涉及一種一階振動式波浪發(fā)電裝置。
背景技術：
隨著人類文明的不斷發(fā)展和進步，世界經(jīng)濟的現(xiàn)代化，均得益于化石能源，即石油、天然氣、煤炭的廣泛應用，社會對能量的需求不可遏止地猛增，地球上的能源消耗正在以驚人的速度增長，人類正在過分地開采和使用化石燃料和森林等自然資源從而使得地球上的自然燃料能源的儲藏量正在急劇減少。在浩瀚的大海中，總是跌宕起伏的波浪蘊藏著永不停息的巨大能量。波浪的動能作為一種清潔能源，是值得利用的。本實用新型人分別在2007年至2009年間，向中國知識產(chǎn)權局申請了 4項專利申請，實用新型名稱分別為能量收集式減振器和振動發(fā)電機，專利申請?zhí)柗謩e為 200720149635. 3 ；200810222208. 2 ；200820110189. X ；200920109212. 8，其中能量收集式減振器是在保證傳統(tǒng)減振器阻力特性的前提下，將振動的機械能轉化為電能并儲存的能量收集式減振器，振動發(fā)電機將振動振蕩的機械能轉化為可以利用的電能，在更多的場合可以無需主動消耗能源進行發(fā)電；并且發(fā)電效率高、使用壽命長。

實用新型內(nèi)容本實用新型要解決的技術問題是，提供一種一階振動式波浪發(fā)電裝置，通過發(fā)明人上述的實用新型創(chuàng)造，實現(xiàn)了將振動的機械能轉化為電能的可能性，在此基礎上，采用一階受迫振動原理，將波浪起伏作為振動源，激勵該一階振動；將振動發(fā)電機作為阻尼元件， 為一階振動系統(tǒng)提供阻尼力，為重塊減振隔振；在提供阻尼的同時，振動發(fā)電機輸出電能， 實現(xiàn)了波浪的動能向電能的轉換。同時，上述技術方案在工程實施中，可以避免海水與關鍵零部件的直接接觸，通過裝置的結構特點有效保護該波浪發(fā)電裝置，提高抗風浪和抗海水腐蝕的能力，大大提高工作壽命，降低維護成本。本實用新型是按如下的方式實現(xiàn)的—種一階振動式波浪發(fā)電裝置，一階振動由彈性元件、振動發(fā)電機、重塊和漂浮體構成，所述彈性元件和振動發(fā)電機的一端分別連接在漂浮體上，彈性元件和振動發(fā)電機的另一端分別與重塊相連接，所述漂浮體為中空封閉狀，所述重塊、彈性元件和振動發(fā)電機設置在漂浮體內(nèi)，所述彈性元件所受壓力及其提供彈力的合力方向與所有振動發(fā)電機提供的阻尼力合力方向共軸線。所述彈性元件設置在重塊中間位置的上方或下方，所述數(shù)個振動發(fā)電機分別設置在彈性元件外側。所述振動發(fā)電機設置在重塊中間位置的上方或下方，所述一個彈性元件套裝在振動發(fā)電機外側或一個以上的彈性元件分別設置在振動發(fā)電機周圍外側。所述振動發(fā)電機設置在重塊位置的一方上，所述彈性元件設置在重塊位置的另一方上，所述振動發(fā)電機和彈性元件的另一端分別設置在所對應的漂浮體上。漂浮體、彈性元件與振動發(fā)電機的總重量明顯小于重塊的重量。所述彈性元件可以為彈簧。所述波浪發(fā)電裝置在漂浮時，所受浮力的作用點位置高于該發(fā)電裝置的重心位置。所述漂浮體上設置有平衡翼。在應用時，一階振動式波浪發(fā)電裝置，在受到波浪浪涌時，其漂浮體受到的浮力突然變大，漂浮體隨波浪整體作上升運動，漂浮體內(nèi)的重物由于受到彈簧的緩沖作用，重物隨波浪上升運動的位移小于漂浮體隨波浪上升運動的位移，在此狀態(tài)下，彈簧被壓縮，儲存了波浪的能量，此次浪涌通過之后，漂浮體下沉，同時彈簧釋放之前儲存的能量，使漂浮體加速下沉，振動發(fā)電機作為阻尼器，抑制重物和漂浮體間的相對運動，吸收了彈簧釋放的能量，并將這些能量轉換為電能。本實用新型一階振動式波浪發(fā)電裝置的積極效果是采用本技術方案，搭建一階振動系統(tǒng)，通過本裝置將海面上連綿不斷的波浪能通過振動發(fā)動機轉化為電能，傳遞轉化效率高，結構緊湊簡單，制造成本低廉，便于推廣和應用。

圖1為本實用新型設計原理的模型示意圖。圖2為本實用新型的實施例一的剖視結構示意圖。圖3為本實用新型的實施例二的剖視結構示意圖。圖4為本實用新型的實施例三的剖視結構示意圖。圖5為本實用新型的實施例四的剖視結構示意圖。圖6為本實用新型的實施例五的剖視結構示意圖。圖7為本實用新型的實施例六的剖視結構示意圖。圖中，1重塊、2彈性元件、3振動發(fā)電機、4漂浮體、5輸出電纜、6平衡翼。
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施例對本實用新型的技術方案作進一步說明。如圖1所示，本實用新型涉及的一階振動式波浪發(fā)電裝置，包括有漂浮體4和振動發(fā)電機3，所述振動發(fā)電機3的下端鉸接在漂浮體4上，包括有重塊1和彈性元件2，所述彈性元件2的下端固定在漂浮體4上，所述彈性元件2和振動發(fā)電機3的上端分別與重塊1 相連接。所述漂浮體4為中空狀，所述重塊1、彈性元件2和振動發(fā)電機3設置在漂浮體4 內(nèi)。如圖2所示的一階振動式波浪發(fā)電裝置為本實用新型的實施例一，所述彈性元件 2設置在重塊1中間位置的下方，所述四個振動發(fā)電機3分別設置在彈性元件2外側，并且彈性元件2所受壓力及其提供彈力的合力方向與四個振動發(fā)電機3所提供的阻尼力的合力方向共軸線。如圖3所示的一階振動式波浪發(fā)電裝置為本實用新型的實施例二，所述一個振動
4發(fā)電機3設置在重塊1中間位置的下方，所述彈性元件2套裝在在振動發(fā)電機3的外側，并且振動發(fā)電機3所提供的阻尼力受力方向與彈性元件2所受壓力及其提供彈力的合力方向共軸線。作為優(yōu)化的技術方案，漂浮體、彈性元件與振動發(fā)電機的總重量明顯小于重塊的重量。本實用新型的實施例中所述彈性元件2為彈簧。作為進一步的設計方案中，所述漂浮體4所受浮力的作用點高于發(fā)電裝置自身的整體質(zhì)量中心，以降低漂浮體4整體傾倒的機率，并且保證其在傾倒的情況下可以自動恢復到工作狀態(tài)。如圖4和圖5所示，為本實用新型的實施例三和實施例四，在考慮到漂浮體4所受浮力的作用點位置和該一階振動式波浪發(fā)電裝置的質(zhì)心位置關系，也可以將圖2和圖3中的實施例一和實施例二的兩個實施例倒置漂浮于海上。本實用新型中所述漂浮體4上設置有平衡翼6，不但可以加強漂浮體4的自身強度，同時也可以輔助漂浮體4在波浪的沖擊中進一步保持自身整體的平衡性。如圖6和圖7所示，所述振動發(fā)電機3設置在重塊位置的一方上，所述彈性元件2 設置在重塊位置的另一方上，所述振動發(fā)電機3和彈性元件2的另一端分別設置在所對應的漂浮體4上；在該實施中采用了彈性元件2與振動發(fā)電機3串聯(lián)使用的方案，以營造一階振動系統(tǒng)，此時的振動發(fā)電機3和彈性元件2分別設置在重塊1的上方和下方，其原理與圖 1中所示原理相同，同樣滿足“所有彈性元件所受壓力及其提供彈力的合力方向與所有振動發(fā)電機提供的阻尼力合力方向共軸線”的受力條件，此實施例更具有結構簡單，便于運輸、 制造和安裝的特性。本實用新型所涉及的一階振動式波浪發(fā)電裝置，可以通過合理分布設置構成波浪發(fā)電網(wǎng)絡，每個一階振動式波浪發(fā)電裝置可作為波浪發(fā)電網(wǎng)絡中的一個發(fā)電單元，每個發(fā)電單元中的輸出導線5相連接，當波浪發(fā)電網(wǎng)絡中的發(fā)電單元的個數(shù)達到一定規(guī)模時，網(wǎng)絡總體輸出的電能水平也就更加平穩(wěn)，能夠大功率的輸出電能。采用本實用新型技術方案的每個發(fā)電單元，制造簡單，從而降低了波浪發(fā)電網(wǎng)絡的營造難度，并且便于安裝、維護和組網(wǎng)。本實用新型技術方案中的振動發(fā)電機技術，結構緊湊，故障率低，轉換效率高，為現(xiàn)有技術，在此不再進一步贅述。以上所述，本實用新型的實施例僅是為充分說明本實用新型所舉的較佳實施例， 本實用新型的保護范圍不限于此，本技術領域的技術人員在本實用新型的基礎上所作的等同替代或變換，均在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
權利要求1.一種一階振動式波浪發(fā)電裝置，其特征在于，一階振動系統(tǒng)由彈性元件、振動發(fā)電機、重塊和漂浮體構成，所述彈性元件和振動發(fā)電機的一端分別連接在漂浮體上，彈性元件和振動發(fā)電機的另一端分別與重塊相連接，所述漂浮體為中空封閉狀，所述重塊、彈性元件和振動發(fā)電機設置在漂浮體內(nèi)，所述彈性元件所受壓力及其提供彈力的合力方向與所有振動發(fā)電機提供的阻尼力合力方向共軸線。
2.根據(jù)權利要求1所述的一階振動式波浪發(fā)電裝置，其特征在于，所述彈性元件設置在重塊中間位置的上方或下方，所述數(shù)個振動發(fā)電機分別設置在彈性元件外側。
3.根據(jù)權利要求1所述的一階振動式波浪發(fā)電裝置，其特征在于，所述振動發(fā)電機設置在重塊中間位置的上方或下方，所述一個彈性元件套裝在振動發(fā)電機外側或一個以上的彈性元件分別設置在振動發(fā)電機周圍外側。
4.根據(jù)權利要求1所述的一階振動式波浪發(fā)電裝置，其特征在于，所述振動發(fā)電機設置在重塊位置的一方上，所述彈性元件設置在重塊位置的另一方上，所述振動發(fā)電機和彈性元件的另一端分別設置在所對應的漂浮體上。
5.根據(jù)權利要求1-4所述的一階振動式波浪發(fā)電裝置，其特征在于，漂浮體、彈性元件與振動發(fā)電機的總重量明顯小于重塊的重量。
6.根據(jù)權利要求1-4所述的一階振動式波浪發(fā)電裝置，其特征在于，所述彈性元件可以為彈簧。
7.根據(jù)權利要求1-4所述的一階振動式波浪發(fā)電裝置，其特征在于，所述波浪發(fā)電裝置在漂浮時，所受浮力的作用點位置高于該發(fā)電裝置的重心位置。
8.根據(jù)權利要求2或3所述的一階振動式波浪發(fā)電裝置，其特征在于，所述漂浮體上設置有平衡翼。
專利摘要本實用新型涉及的一階振動式波浪發(fā)電裝置，一階振動由彈性元件、振動發(fā)電機、重塊和漂浮體構成，所述彈性元件和振動發(fā)電機的一端分別連接在漂浮體上，彈性元件和振動發(fā)電機的另一端分別與重塊相連接，所述漂浮體為中空封閉狀，所述重塊、彈性元件和振動發(fā)電機設置在漂浮體內(nèi)，所述彈性元件所受壓力及其提供彈力的合力方向與所有振動發(fā)電機提供的阻尼力合力方向共軸線；一階振動為受迫振動原理，將波浪起伏作為振動源，重塊與漂浮體間產(chǎn)生垂向相對位移，振動發(fā)電機作為阻尼元件為重塊減振隔振，同時振動發(fā)電機工作輸出電能；本方案可以高效利用波浪起伏的能量產(chǎn)生電能，結構緊湊，簡單可靠，成本低，易形成波浪發(fā)電網(wǎng)絡，便于推廣和應用。
文檔編號F03B13/16GK202215420SQ20112009742
公開日2012年5月9日 申請日期2011年4月6日 優(yōu)先權日2011年4月6日
發(fā)明者靳陽 申請人:靳陽