本發(fā)明涉及海洋波浪發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及海洋波浪能發(fā)電裝置。
背景技術(shù):
目前的海洋波浪發(fā)電設(shè)備發(fā)電功能都比較單一,一般只利用了海浪上下波動的勢能變化來發(fā)電,沒有海浪或者海浪小時就出現(xiàn)發(fā)電困難。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有海洋波浪發(fā)電設(shè)備發(fā)電單一的不足,提供一種具有多功能發(fā)電,能借助海洋波浪流動的動能發(fā)電,也能借助海水推動水流發(fā)電部分在水面打轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的打轉(zhuǎn)力讓旋轉(zhuǎn)發(fā)電部分發(fā)電,還既能借助海洋波浪上下波動的勢能變化發(fā)電,波浪能轉(zhuǎn)化為電能的效率高,結(jié)構(gòu)簡單的海洋波浪能發(fā)電裝置。
以上技術(shù)問題是通過下列技術(shù)方案解決的:
海洋波浪能發(fā)電裝置,包括能漂浮在水面上的水流發(fā)電部分、懸浮在水中的旋轉(zhuǎn)發(fā)電部分、固定在海底面的浮力發(fā)電部分、連桿和繩索,所述水流發(fā)電部分的水流發(fā)電機由水平面流動的水流驅(qū)動發(fā)電;連桿的兩端分別固定連接在水流發(fā)電部分的外殼上和旋轉(zhuǎn)發(fā)電部分的旋轉(zhuǎn)發(fā)電機的發(fā)電轉(zhuǎn)軸上,并且連桿驅(qū)動旋轉(zhuǎn)發(fā)電部分的旋轉(zhuǎn)發(fā)電機發(fā)電;繩索的兩端分別固定連接在旋轉(zhuǎn)發(fā)電部分上和浮力發(fā)電部分上,并且繩索驅(qū)動浮力發(fā)電部分的浮力發(fā)電機發(fā)電。
本方案具有多功能發(fā)電,能借助海洋波浪流動的動能讓水流發(fā)電部分的水流發(fā)電機發(fā)電,也能借助海水推動水流發(fā)電部分在水面打轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的打轉(zhuǎn)力讓旋轉(zhuǎn)發(fā)電部分的旋轉(zhuǎn)發(fā)電機發(fā)電,還既能借助海洋波浪上下波動的勢能變化讓浮力發(fā)電部分的浮力發(fā)電機發(fā)電,波浪能轉(zhuǎn)化為電能的效率高,結(jié)構(gòu)簡單,使用方便,可靠性好。
作為優(yōu)選,海洋波浪能發(fā)電裝置還包括微處理器,水流發(fā)電部分的外殼包括水平漂浮管,在水平漂浮管內(nèi)的前端口處設(shè)有發(fā)電螺旋槳,發(fā)電螺旋槳驅(qū)動水流發(fā)電機的發(fā)電轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動;在水平漂浮管的后端向后固定連接有導向桿,在導向桿的后端固定設(shè)有垂直尾翼,在垂直尾翼上豎直設(shè)有方向舵,連桿的上端固定連接在水平漂浮管的下表面上,方向舵的控制端與微處理器相連接。
在微處理器的控制下,方向舵能控制水平漂浮管的后端與水流方向之間的夾角,在既能保證流動的水從水平漂浮管的后端進入水平漂浮管內(nèi)讓水流發(fā)電機轉(zhuǎn)動的發(fā)電,還能讓水平漂浮管在水面上左右打轉(zhuǎn)產(chǎn)生打轉(zhuǎn)力讓旋轉(zhuǎn)發(fā)電機發(fā)電。這里利用了波浪向前流動的能量,還利用了波浪推動水平漂浮管轉(zhuǎn)動的產(chǎn)生打轉(zhuǎn)力的能量,波浪能轉(zhuǎn)化為電能的效率高。
作為優(yōu)選,一根升降板水平固定連接在導向桿上,且導向桿的中心線垂直平分升降板的中心線,在導向桿兩側(cè)方的升降板的后端面上均設(shè)有升降舵,升降舵的控制端與微處理器相連接。
在微處理器的控制下,升降舵能控制水平漂浮管的水面上上下跳動,產(chǎn)生跳動勢能。當波浪小時,如果有海水流動,借助升降舵讓水平漂浮管在水面上上下跳動產(chǎn)生跳動勢能變化就能讓浮力發(fā)電機發(fā)電。升降舵讓沒有波浪的海面也能產(chǎn)生類似有波浪的能量,大大擴展和提高了海水流動轉(zhuǎn)化為電能的效率。
作為優(yōu)選,海洋波浪能發(fā)電裝置還包括傾角傳感器,在水平漂浮管外表面后端的左側(cè)面上和右側(cè)面上均設(shè)有防遠離機構(gòu),傾角傳感器固定在連桿上,傾角傳感器和防遠離機構(gòu)的控制端分別與微處理器相連接。
通過傾角傳感器能測量連桿的傾斜度,當連桿傾斜角度大于設(shè)定值時,在微處理器的控制下,防遠離機構(gòu)啟動讓水流發(fā)電部分向浮力發(fā)電部分與海底面的固定點正上方移動,減輕繩索和連桿的拉力,防止繩索被拉斷,也便于水流發(fā)電部分在水面上上下波動的幅度增大,發(fā)電效率高。
作為優(yōu)選,防遠離機構(gòu)包括由一臺左電機驅(qū)動轉(zhuǎn)動的左螺旋槳和由一臺右電機驅(qū)動轉(zhuǎn)動的右螺旋槳;所述左螺旋槳的轉(zhuǎn)軸、右螺旋槳的轉(zhuǎn)軸和發(fā)電螺旋槳的轉(zhuǎn)軸均與水平漂浮管的管心線平行,左電機的控制端和右電機的控制端分別與微處理器相連接。
左螺旋槳和右螺旋槳不僅能控制水平漂浮管的轉(zhuǎn)動方向,也能很好的讓水流發(fā)電部分向浮力發(fā)電部分與海底面的固定點正上方移動。
作為優(yōu)選,防遠離機構(gòu)還包括左管和右管,所述左管和右管分別固定連接在水平漂浮管的左右側(cè)外表面上,并且左管的管心線和右管的管心線均與水平漂浮管的管心線平行,所述左螺旋槳設(shè)置在左管內(nèi),所述右螺旋槳設(shè)置在右管內(nèi)。
左管和右管能夠有效保護左螺旋槳和右螺旋槳,安全性高。
作為優(yōu)選,在左管的后端口設(shè)有由一臺左蓋電機驅(qū)動轉(zhuǎn)動連接的左管蓋,在右管的后端口設(shè)有由一臺右蓋電機驅(qū)動轉(zhuǎn)動連接的右管蓋,左蓋電機的控制端和右蓋電機的控制端分別與微處理器相連接。
左管蓋和右管蓋能控制左螺旋槳和右螺旋槳是否被流動的水沖轉(zhuǎn)動,對左螺旋槳和右螺旋槳保護較好,安全可靠。
本發(fā)明能夠達到如下效果:
本發(fā)明具有多功能發(fā)電,能借助海洋波浪流動的動能發(fā)電,也能借助海水推動水流發(fā)電部分在水面打轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的打轉(zhuǎn)力讓旋轉(zhuǎn)發(fā)電部分發(fā)電,還既能借助海洋波浪上下波動的勢能變化發(fā)電,波浪能轉(zhuǎn)化為電能的效率高,結(jié)構(gòu)簡單,使用方便,可靠性好。
附圖說明
圖1是本發(fā)明實施例的一種連接結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本發(fā)明實施例水流發(fā)電部分水平截面的一種連接結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是本發(fā)明實施例旋轉(zhuǎn)發(fā)電部分的一種俯視連接結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4是本發(fā)明實施例的一種電路原理連接結(jié)構(gòu)示意框圖。
圖5是本發(fā)明實施例連桿的圓柱轉(zhuǎn)動連接在豎直半通孔內(nèi)的一種連接結(jié)構(gòu)示意圖。
圖6是本發(fā)明實施例彈簧卷處的一種截面連接結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖與實施例對本發(fā)明作進一步的說明。
實施例,海洋波浪能發(fā)電裝置,參見圖1-6所示,包括能漂浮在水面上的水流發(fā)電部分a、懸浮在水中的旋轉(zhuǎn)發(fā)電部分b、固定在海底面22的浮力發(fā)電部分c、連桿4和繩索20,所述水流發(fā)電部分的水流發(fā)電機8由水平面流動的水流驅(qū)動發(fā)電;連桿的兩端分別固定連接在水流發(fā)電部分的外殼上和旋轉(zhuǎn)發(fā)電部分的旋轉(zhuǎn)發(fā)電機的發(fā)電轉(zhuǎn)軸3上,并且連桿驅(qū)動旋轉(zhuǎn)發(fā)電部分的旋轉(zhuǎn)發(fā)電機2發(fā)電;繩索的兩端分別固定連接在旋轉(zhuǎn)發(fā)電部分上和浮力發(fā)電部分上,并且繩索驅(qū)動浮力發(fā)電部分的浮力發(fā)電機21發(fā)電。
海洋波浪能發(fā)電裝置還包括微處理器38,水流發(fā)電部分的外殼包括水平漂浮管6,在水平漂浮管內(nèi)的前端口5處設(shè)有發(fā)電螺旋槳7,發(fā)電螺旋槳驅(qū)動水流發(fā)電機的發(fā)電轉(zhuǎn)軸34轉(zhuǎn)動;在水平漂浮管的后端14向后固定連接有導向桿11,在導向桿的后端固定設(shè)有垂直尾翼13,在垂直尾翼上豎直設(shè)有方向舵12,連桿的上端固定連接在水平漂浮管的下表面37上,方向舵的控制端與微處理器相連接。
一根升降板9水平固定連接在導向桿上,且導向桿的中心線垂直平分升降板的中心線,在導向桿兩側(cè)方的升降板的后端面上均設(shè)有升降舵10,升降舵的控制端與微處理器相連接。
海洋波浪能發(fā)電裝置還包括傾角傳感器39,在水平漂浮管外表面后端的左側(cè)面23上和右側(cè)面24上均設(shè)有防遠離機構(gòu)33,傾角傳感器固定在連桿上,傾角傳感器和防遠離機構(gòu)的控制端分別與微處理器相連接。
防遠離機構(gòu)包括由一臺左電機26驅(qū)動轉(zhuǎn)動的左螺旋槳27和由一臺右電機31驅(qū)動轉(zhuǎn)動的右螺旋槳30。所述左螺旋槳的轉(zhuǎn)軸、右螺旋槳的轉(zhuǎn)軸和發(fā)電螺旋槳的轉(zhuǎn)軸均與水平漂浮管的管心線平行,左電機的控制端和右電機的控制端分別與微處理器相連接。
防遠離機構(gòu)還包括左管25和右管32,所述左管和右管分別固定連接在水平漂浮管的左右側(cè)外表面上,并且左管的管心線和右管的管心線均與水平漂浮管的管心線平行,所述左螺旋槳設(shè)置在左管內(nèi),所述右螺旋槳設(shè)置在右管內(nèi)。
在左管的后端口設(shè)有由一臺左蓋電機35驅(qū)動轉(zhuǎn)動連接的左管蓋28,在右管的后端口設(shè)有由一臺右蓋電機36驅(qū)動轉(zhuǎn)動連接的右管蓋29,左蓋電機的控制端和右蓋電機的控制端分別與微處理器相連接。
在旋轉(zhuǎn)發(fā)電機的外殼上向外固定設(shè)有若干一級防轉(zhuǎn)動片19。
在每塊一級防轉(zhuǎn)動片的外端分別向外設(shè)有伸縮機構(gòu)18,在每個伸縮機構(gòu)的伸縮桿17上分別朝外設(shè)有二級防轉(zhuǎn)動片16,伸縮機構(gòu)的控制端與微處理器相連接。
在每塊二級防轉(zhuǎn)動片的外端連接有弧形防轉(zhuǎn)片15。
在旋轉(zhuǎn)發(fā)電部分的下底面上設(shè)有萬向節(jié)1,繩索的上端固定連接在萬向節(jié)上。
連桿包括上段桿40和下段桿41,上段桿的上端固定連接在水平漂浮管的下表面上,下段桿的下端固定連接在旋轉(zhuǎn)發(fā)電機的發(fā)電轉(zhuǎn)軸上;在上段桿的下端面上設(shè)有豎直半通孔43,在上段桿的上端面上設(shè)有圓柱42,半通孔的直徑大于圓柱的直徑;所述圓柱轉(zhuǎn)動連接在豎直半通孔內(nèi),一根彈簧卷44的一端固定連接在圓柱上,該彈簧卷另一端固定連接在豎直半通孔的內(nèi)壁上,在豎直半通孔的內(nèi)壁上固定設(shè)有棘輪46,棘輪的棘爪45滑動連接在圓柱上,并且棘輪的棘爪控制圓柱在豎直半通孔內(nèi)的單向轉(zhuǎn)動。
在下段桿41上還設(shè)有與豎直半通孔的內(nèi)壁滾動連接的滾珠47。
在微處理器的控制下,方向舵能控制水平漂浮管的后端與水流方向之間的夾角,在既能保證流動的水從水平漂浮管的后端進入水平漂浮管內(nèi)讓水流發(fā)電機轉(zhuǎn)動的發(fā)電,還能讓水平漂浮管在水面上左右打轉(zhuǎn)產(chǎn)生打轉(zhuǎn)力讓旋轉(zhuǎn)發(fā)電機發(fā)電。這里利用了波浪向前流動的能量,還利用了波浪推動水平漂浮管轉(zhuǎn)動的產(chǎn)生打轉(zhuǎn)力的能量,波浪能轉(zhuǎn)化為電能的效率高。
在微處理器的控制下,升降舵能控制水平漂浮管的水面上上下跳動,產(chǎn)生跳動勢能。當波浪小時,如果有海水流動,借助升降舵讓水平漂浮管在水面上上下跳動產(chǎn)生跳動勢能變化就能讓浮力發(fā)電機發(fā)電。升降舵讓沒有波浪的海面也能產(chǎn)生類似有波浪的能量,大大擴展和提高了海水流動轉(zhuǎn)化為電能的效率。
通過傾角傳感器能測量連桿的傾斜度,當連桿傾斜角度大于設(shè)定值時,在微處理器的控制下,防遠離機構(gòu)啟動讓水流發(fā)電部分向浮力發(fā)電部分與海底面的固定點正上方移動,減輕繩索和連桿的拉力,防止繩索被拉斷,也便于水流發(fā)電部分在水面上上下波動的幅度增大,發(fā)電效率高。
左螺旋槳和右螺旋槳不僅能控制水平漂浮管的轉(zhuǎn)動方向,也能很好的讓水流發(fā)電部分向浮力發(fā)電部分與海底面的固定點正上方移動。
左管和右管能夠有效保護左螺旋槳和右螺旋槳,安全性高。
左管蓋和右管蓋能控制左螺旋槳和右螺旋槳是否被流動的水沖轉(zhuǎn)動,對左螺旋槳和右螺旋槳保護較好,安全可靠。
一級防轉(zhuǎn)動片能阻止旋轉(zhuǎn)發(fā)電機的外殼轉(zhuǎn)動,讓旋轉(zhuǎn)發(fā)電機的發(fā)電轉(zhuǎn)軸相對于旋轉(zhuǎn)發(fā)電機的外殼有很好的相對轉(zhuǎn)動,旋轉(zhuǎn)發(fā)電機發(fā)電效率高。
在微處理器的控制下,伸縮機構(gòu)帶動二級防轉(zhuǎn)動片伸長或縮短,能有效控制防轉(zhuǎn)動片能阻止旋轉(zhuǎn)發(fā)電機的外殼轉(zhuǎn)動,可靠性高。
弧形防轉(zhuǎn)片能降低弧形防轉(zhuǎn)片與水上下的摩擦力,提高了旋轉(zhuǎn)發(fā)電部分上下移動的靈活性,從而提高了浮力發(fā)電部分的發(fā)電效率。
萬向節(jié)減輕了繩索的扭轉(zhuǎn)力,降低繩索打結(jié)度,大大提高了可靠性。
由于旋轉(zhuǎn)發(fā)電機必須有連桿上有打轉(zhuǎn)力時才會發(fā)電。連桿的彈簧卷與棘輪配合的結(jié)構(gòu),讓旋轉(zhuǎn)發(fā)電機的發(fā)電轉(zhuǎn)軸只朝一個方向轉(zhuǎn)動,并且在水流發(fā)電部分旋轉(zhuǎn)角度較大時能把打轉(zhuǎn)力存儲在彈簧卷上,在水流發(fā)電部分旋轉(zhuǎn)角度變小時,借助彈簧卷的收縮力再推動旋轉(zhuǎn)發(fā)電機的發(fā)電轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動,能實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)發(fā)電機長時間發(fā)電或延續(xù)發(fā)電。大大提高了旋轉(zhuǎn)發(fā)電機發(fā)電的可靠性和有效性。
滾珠減少了圓柱與豎直半通孔內(nèi)壁的摩擦,讓圓柱轉(zhuǎn)動效率高,進而讓旋轉(zhuǎn)發(fā)電機的發(fā)電效率高。
本實施例具有多功能發(fā)電,能借助海洋波浪流動的動能讓水流發(fā)電部分的水流發(fā)電機發(fā)電,也能借助海水推動水流發(fā)電部分在水面打轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的打轉(zhuǎn)力讓旋轉(zhuǎn)發(fā)電部分的旋轉(zhuǎn)發(fā)電機發(fā)電,還既能借助海洋波浪上下波動的勢能變化讓浮力發(fā)電部分的浮力發(fā)電機發(fā)電,波浪能轉(zhuǎn)化為電能的效率高,結(jié)構(gòu)簡單,使用方便,可靠性好。
上面結(jié)合附圖描述了本發(fā)明的實施方式,但實現(xiàn)時不受上述實施例限制,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變化或修改。