一種波浪能量發電的製造方法

2023-10-08 20:24:49

一種波浪能量發電的製造方法
【專利摘要】本發明公開了一種波浪能量發電機，包括筒體，所述筒體具有封閉的內腔，所述筒體的內腔中設有動子、定子、連接杆、第一彈性板和第二彈性板，所述第一彈性板和第二彈性板均連接在筒體上，所述連接杆的下端與動子相連，動子與第二彈性板相連，所述連接杆的桿身與第一彈性板裝連，所述定子與筒體裝連，定子的至少一個側面與動子的側面相靠近。本發明能夠減少波浪能振動的損耗，發電效率高，無需維護，結構簡單且能實現大面積波浪能收集。
【專利說明】一種波浪能量發電機

【技術領域】
[0001]本申請是申請日為2012.12.5，申請號為201210515711.3，名稱為一種波浪能量發電機的分案申請。本發明涉及一種波浪能發電裝置。

【背景技術】
[0002]海洋遼闊無際，佔地球表面70.8%，海浪無休無止、從不停息，海洋「無風三尺浪」，浪起浪落中蘊藏著巨大的能量。利用海浪發電，對解決世界的能源問題有著重大的意義。
[0003]上世紀70年代起由於石油危機，各國科學家開始探索海浪發電，研製出幾種不同類型的海浪發電站。海浪發電系統由海浪能量、能量轉換器、發電機系統、變電設備組成。其中能量轉換器是將海浪能量轉換為發電設備可以吸收的能量，直接關係到海浪發電的效果，因此它是重要的發電設備；發電機系統包括旋轉機構和傳統發電機，目前人們開始研究用直線電機發電，減少中間旋轉機構；變電設備的功能是將發電機發出的不同頻率的電轉變為工頻電，供用戶使用。經過30多年的研究，科學家設計出幾十種不同的發電裝置，以提高發電效率。這種形式的發電站已經在英國使用，發出的電已經接入電網。
[0004]現有的波浪能量發電機存在以下缺點:結構不合理，摩擦副多，波浪能振動損耗大，使用壽命低。


【發明內容】

[0005]本發明的目的在於提供一種能夠減少波浪能振動的損耗，發電效率高，無需維護，結構簡單的波浪能量發電機。
[0006]為了達到上述目的，本發明採用的技術方案為:一種波浪能量發電機，包括筒體，所述筒體具有封閉的內腔，所述筒體的內腔中設有動子、定子、連接杆、第一彈性板和第二彈性板，所述第一彈性板和第二彈性板均連接在筒體上，所述連接杆的下端與動子相連，動子與第二彈性板相連，所述連接杆的桿身與第一彈性板裝連，所述定子與筒體裝連，定子的至少一個側面與動子的側面相靠近；
所述動子為含有N極和S極的磁性體；所述定子為線圈；
所述筒體包括上筒體、中筒體和下筒體，中筒體兩端分別與上筒體和下筒體固定連接，下筒體上具有定子支架，定子支架開有若干個大直徑通氣孔，所述定子與定子支架固定，上筒體上具有緩衝套,連接杆上部插入緩衝套的套孔中且與緩衝套松配合,連接杆的上部還裝有緩衝彈簧，緩衝彈簧一端與連接杆相抵，另一端套在緩衝套外且與緩衝套或上筒體相抵。
[0007]所述磁性體為具有磁性體環形槽的圓環形體，所述線圈為圓環形體，線圈插在磁性體環形槽中且能相對磁性體軸向運動；或者線圈為具有線圈環形槽的圓環形體，所述磁性體為圓環形體，磁性體插在線圈環形槽中且能相對線圈軸向運動。
[0008]所述磁性體環形槽的底部均開有通氣孔，通氣孔的兩端分別連通定子和動子之間的間隙和筒體的內腔；或者所述線圈環形槽的底部均開有通氣孔，通氣孔的兩端分別連通定子和動子之間的間隙和筒體的內腔。
[0009]所述磁性體和線圈均為圓環形體；而且磁性體為外環，線圈為內環，或者線圈為外環，磁性體為內環。
[0010]所述第一彈性板為波紋膜片，且位於內腔內的上部，所述第二彈性板為開槽平片，第一彈性板和第二彈性板的外周均與筒體固定連接，第一彈性板中部通過第一連接件與連接杆固定連接，第二彈性板中部與動子直接相連。
[0011]所述中筒體和下筒體的內壁上均分布有多個散熱肋；所述下筒體的底部還具有電氣安裝空間。
[0012]所述筒體外壁上設有若干個對稱分布的鉸鏈連接座。以實現多個波浪能量發電機相互連接，大面積收集海洋波浪能量。
[0013]採用上述結構後，當本發明隨波浪上下浮動時，動子在第一彈性板和第二彈性板的導向作用下與定子發生上下相對運動，從而切割磁感線達到發電目的。由於本發明的發電部件裝在筒體的封閉的內腔內，因此，避免了海面漂浮汙染物的汙穢影響，微生物的侵蝕；由於連接杆的桿身與第一彈性板裝連，動子與第二彈性板相連，第一彈性板和第二彈性板能夠使連接杆和動子上下豎直運動，因此，運動軸心穩定居中，不易偏離，減少了波浪能振動的損耗，發電效率高，能輸出較大功率的電流；由於連接杆的下端與動子相連，連接杆及動子均由第一彈性板和第二彈性板導向，動子懸在筒體內腔中，因此，無摩擦、損耗小，無需潤滑，無需維護；本發明還具有結構簡單，便於批量生產，易於生產和布置，成本低，發電效率高，無汙染，使用壽命長等特點，可適用於多種水域和環境。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]下面結合附圖給出的實施例對本發明作進一步詳細地說明。
[0015]圖1是本發明的波浪能量發電機的結構正視圖；
圖2是圖1的俯視圖；
圖3是圖1沿A-A線的剖視圖；
圖4是本發明的立體剖視示意圖；
圖5是本發明中的一種結構的動子與連接杆連接的示意圖；
圖6是圖5沿B-B線的剖視圖；
圖7是圖5的俯視圖；
圖8是圖5的立體剖視示意圖；
圖9是本發明中的磁性體與線圈的第一種配合結構示意圖；
圖10是本發明中的磁性體與線圈的第二種配合結構示意圖；
圖11是本發明中的磁性體與線圈的第三種配合結構示意圖；
圖12是本發明中的磁性體與線圈的第四種配合結構示意圖；
圖13是圖3中的磁性體與第一彈性板(波紋膜片)、第二彈性板(開槽平片)及連接杆的連接結構示意圖；
圖14是本發明中的筒體的另一種結構示意圖；
圖15是本發明工作時的冷卻氣流狀態示意圖；
圖16是本發明中的氣流攪動裝置的另外一種安裝結構示意圖。

【具體實施方式】
[0016]如圖1、2、3、4、5、6、7、8、9所示，本發明的一種波浪能量發電機，包括筒體1，所述筒體I具有封閉的內腔1-5，所述筒體I的內腔1-5中設有動子、定子、連接杆8、第一彈性板6和第二彈性板9，所述第一彈性板6和第二彈性板9均連接在筒體I上，所述連接杆8的下端與動子相連，動子與第二彈性板9相連，所述連接杆8的桿身與第一彈性板6裝連，所述定子與筒體I裝連，定子的至少一個側面與動子的側面相靠近。
[0017]如圖3、4、9、11、12所示，所述動子為含有N極和S極的磁性體4;所述定子為線圈
3。當然，也可以是:動子為線圈3，定子為含有N極和S極的磁性體4，如圖10所示。
[0018]如圖3、4、5、6、7、8、9所示，所述磁性體4為具有磁性體環形槽4-2的圓環形體，所述線圈3為圓環形體，線圈3插在磁性體環形槽4-2中且能相對磁性體4軸向運動；或者線圈3為具有線圈環形槽3-2的圓環形體,所述磁性體4為圓環形體,磁性體4插在線圈環形槽3-2中且能相對線圈3軸向運動，如圖10所示。
[0019]如圖3、4、5、6、7、8、9所示，所述磁性體環形槽4-2的底部均開有通氣孔4_1，通氣孔4-1的兩端分別連通定子和動子之間的間隙34和筒體I的內腔1-5 ;或者所述線圈環形槽3-2的底部均開有通氣孔3-1 (參見圖10)，通氣孔3-1的兩端分別連通定子和動子之間的間隙34和筒體I的內腔1-5。這樣，就可以利用磁性體4與線圈3的相對運動使磁性體環形槽4-2或線圈環形槽3-2中產生氣體流動，從而將發熱源的熱量送到筒體I的內腔1-5,以利於散熱。
[0020]本發明中的磁性體與線圈的另幾種配合結構，如圖11、12所示，所述磁性體4和線圈3均為圓環形體；而且磁性體4為外環，線圈3為內環，見圖11 ;或者線圈3為外環，磁性體4為內環，見圖12。
[0021]如圖3、4、13所示，為了使連接杆運動更加平穩，所述第一彈性板6為波紋膜片，且位於內腔1-5內的上部，所述第二彈性板9為開槽平片，第一彈性板6和第二彈性板9的外周均與筒體I固定連接，第一彈性板6中部通過第一連接件7與連接杆8固定連接，第二彈性板9中部與動子直接相連。所述第一彈性板6和第二彈性板9也可以由一片以上疊加組成。
[0022]如圖1、3、14所示，為了便於組裝和製造，所述筒體I包括上筒體1-1、中筒體1_2和下筒體1_3，中筒體1-2兩端分別與上筒體1-1和下筒體1-3固定連接，下筒體1-3上具有定子支架11，定子支架11開有若干個大直徑通氣孔11-1，所述定子與定子支架11固定，上筒體1-1上具有緩衝套13，連接杆8上部插入緩衝套13的套孔中且與緩衝套13松配合，連接杆8的上部還裝有緩衝彈簧12，緩衝彈簧12 —端與連接杆8相抵，另一端套在緩衝套13外且與緩衝套13或上筒體1-1相抵。緩衝彈簧12可以起調節到第一彈性板6和第二彈性板9諧振幅度和頻率的作用。
[0023]如圖3、4所示，所述筒體I內設有氣流攪動裝置2。所述氣流攪動裝置2是冷卻風扇，所述冷卻風扇固定連接在筒體I內的下端，冷卻風扇的葉片伸在圓環形體的內孔15中。這樣，利用冷卻風扇使筒體I內形成循環氣流(參見圖15)，從而提高散熱能力。
[0024]如圖16所示，所述氣流攪動裝置2是擾流板，擾流板與動子、連接杆8固定連接，擾流板隨動子及連接杆8上下運動攪動氣體流動。所述氣流攪動裝置2也可以是像活塞一樣插在動子圓環形體中孔內的平板或其它氣流推動結構。
[0025]如圖14所示，為了增強筒體內部的散熱，所述中筒體1-2和下筒體1-3的內壁上均分布有多個散熱肋1-6 ;所述下筒體1-3的底部還具有電氣安裝空間16。
[0026]如圖1、2、3、4所示，為了便於連接多個波浪能量發電機進行面收集，提高效率，所述筒體I外壁上設有若干個對稱分布的鉸鏈連接座1-4。
[0027]如圖4、15所示，本發明工作時，整個波浪能量發電機浮在水面上，筒體I接受波浪的起伏後上下振動，由於線圈3 (或磁性體4)固定連接在筒體I上，因此線圈3 (或磁性體4)隨筒體I同時振動；在筒體I上連接著第一彈性板6和第二彈性板9，由於第一彈性板6和第二彈性板9的彈簧特性，會產生諧振頻率而上下擺動，第一彈性板6帶動連接杆8，第二彈性板9帶動磁性體4 (或線圈3)，這樣當筒體I隨波浪上下振動的時候，線圈3和磁性體4兩者之間將發生上下相對運動，從而使線圈3切割磁力線達到發電目的。發出的電能，通過電氣控制處理電路和電纜輸送出去。
【權利要求】
1.一種波浪能量發電機，包括筒體(1)，其特徵在於: a、所述筒體(I)具有封閉的內腔(1-5)， b、所述筒體(I)的內腔(1-5)中設有動子、定子、連接杆(8)、第一彈性板(6)和第二彈性板(9)， C、所述第一彈性板(6)和第二彈性板(9)均連接在筒體(I)上， d、所述連接杆(8)的下端與動子相連，動子與第二彈性板(9)相連， e、所述連接杆(8)的桿身與第一彈性板(6)裝連， f、所述定子與筒體(I)裝連，定子的至少一個側面與動子的側面相靠近； g、所述動子為含有N極和S極的磁性體(4);所述定子為線圈(3)； h、所述筒體(I)包括上筒體(1-1)、中筒體(1-2)和下筒體(1-3)，中筒體(1-2)兩端分別與上筒體(1-1)和下筒體(1-3)固定連接，下筒體(1-3)上具有定子支架(11)，定子支架(11)開有若干個大直徑通氣孔(11-1 )，所述定子與定子支架(11)固定，上筒體(1-1)上具有緩衝套(13)，連接杆(8)上部插入緩衝套(13)的套孔中且與緩衝套(13)松配合，連接杆(8)的上部還裝有緩衝彈簧(12)，緩衝彈簧(12)—端與連接杆(8)相抵，另一端套在緩衝套(13)外且與緩衝套(13)或上筒體(1-1)相抵。
2.根據權利要求1所述的波浪能量發電機，其特徵在於:所述磁性體(4)為具有磁性體環形槽(4-2)的圓環形體，所述線圈(3)為圓環形體，線圈(3)插在磁性體環形槽(4-2 )中且能相對磁性體軸向運動；或者線圈(3)為具有線圈環形槽(3-2)的圓環形體，所述磁性體(4)為圓環形體，磁性體(4)插在線圈環形槽(3-2)中且能相對線圈軸向運動。
3.根據權利要求2所述的波浪能量發電機，其特徵在於:所述磁性體環形槽(4-2)的底部均開有通氣孔(4-1)，通氣孔(4-1)的兩端分別連通定子和動子之間的間隙(34)和筒體Cl)的內腔(1-5);或者所述線圈環形槽(3-2)的底部均開有通氣孔(3-1)，通氣孔(3-1)的兩端分別連通定子和動子之間的間隙(34)和筒體(I)的內腔(1-5 )。
4.根據權利要求1所述的波浪能量發電機，其特徵在於:所述磁性體(4)和線圈(3)均為圓環形體；而且磁性體(4)為外環，線圈(3)為內環，或者線圈(3)為外環，磁性體(4)為內環。
5.根據權利要求1所述的波浪能量發電機，其特徵在於:所述第一彈性板(6)為波紋膜片，且位於內腔(1-5)內的上部，所述第二彈性板(9)為開槽平片，第一彈性板(6)和第二彈性板(9)的外周均與筒體(I)固定連接，第一彈性板(6)中部通過第一連接件(7)與連接杆(8)固定連接，第二彈性板(9)中部與動子直接相連。
6.根據權利要求1所述的波浪能量發電機，其特徵在於:所述中筒體(1-2)和下筒體(1-3)的內壁上均分布有多個散熱肋(1-6);所述下筒體(1-3)的底部還具有電氣安裝空間(16)。
7.根據權利要求1所述的波浪能量發電機，其特徵在於:所述筒體(I)外壁上設有若干個對稱分布的鉸鏈連接座(1-4)。
【文檔編號】F03B13/14GK104319973SQ201410552102
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2012年12月5日 優先權日:2012年12月5日
【發明者】劉巍, 周露露, 韓曉, 朱坤, 宋潔, 朱石, 鄭長銳, 曾舒穎 申請人:河海大學常州校區