CN109098917A - 一种海洋能发电装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种海洋能发电装置，包括竖直设置并且下端固定在水体内的桩体、能够漂浮在水面上的浮体、水轮机组和固定桩体的托架，桩体的横截面呈圆形并且上端有限位板，桩体外壁上竖直方向设置多个与第一和第二滑套配合的滑槽，第一与第二滑套的内壁设置有多个与滑槽配合滑块，第二滑套位于第一滑套的上方；第一滑套通过齿轮连接有位于同一水平线上沿着桩体周向转动的第一和第二固定悬臂，两固定悬臂的端部均设置有水轮机，水轮机输出轴与发电机连接；第二滑套通过齿轮连接有绕桩体周向转动的水平杆，水平杆端部设置有浮体，该装置还包括设置在浮体下方的蜗轮发电机。本发明可同时收集波浪能、海洋风能和潮流能，提高了海洋能收集效率。

Description

一种海洋能发电装置
技术领域
本发明属于海洋能发电设备技术领域，涉及一种海洋能发电装置。
背景技术
随着人类社会的发展，产业和生活对能源的需求迅速增长，目前世界主要能源是化石燃料，少部分是水力和核能，化石燃料虽然自产业革命开始维持了产业的高速发展，但它是不可再生能源，同时也对生态环境造成破坏。为了建设节约型社会，保证社会的可持续发展，有必要把能源建立在更稳定的基础上，调整能源结构，寻找替代的可再生能源。
海洋能是指依附在海水中的能源。海洋通过各种物理过程或化学过程接收、存储和散发能量，这些能量以波浪、海流、潮汐、温差等形式存在于海洋之中。海洋能是一种清洁的可再生能源，具有广阔的开发前景。
现有的海洋能发电装置只能利用一种类型的海洋能发电，即只能利用波浪能和潮流能中的一种进行发电，海洋能利用率低。
发明内容
发明目的：为解决现有技术的不足，提供一种可利用波浪能、潮汐能和海洋风能的海洋能发电装置。
技术方案：为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种海洋能发电装置，包括竖直设置并且下端固定在水体内的桩体、能够漂浮在水面上的浮体、水轮机组和固定桩体的托架，所述桩体的横截面呈圆形并且上端具有限位板，所述桩体外壁上竖直方向设置多个滑槽，且桩体上同轴设置有横截面均呈圆环形的第一滑套和第二滑套，所述第一滑套与第二滑套的内壁设置有和桩体的外壁上设置的多个滑槽配合的多个滑块，所述第二滑套位于第一滑套的上方；所述第一滑套的外壁通过齿轮连接有第一固定悬臂和第二固定悬臂，第一固定悬臂和第二固定悬臂位于同一直线上，均沿着桩体的周向转动，两固定悬臂的另一端分别设置有第一水轮机和第二水轮机，两水轮机通过输出轴连接到发电机输入端；所述第二滑套的外壁通过齿轮连接有一绕桩体的周向转动的水平杆，水平杆的另一端设置有浮体，海洋能发电装置还包括设置在浮体下方的蜗轮发电机，蜗轮发电机包括筒状的壳体和转动连接在壳体内的叶轮(72)，壳体的轴心线与浮体下侧面相平行。
可选的，所述海洋能发电装置还包括摆动发电机，所述叶轮设置在壳体的一端，所述壳体的另一端转动连接有转动轴，所述转动轴上固连有板状的尾翼，所述摆动发电机固连在壳体上，且摆动发电机的输入轴与转动轴(相固连。
可选的，所述壳体的外径由一端向另一端逐渐变小，上述叶轮设置在壳体上外径较大的一端，所述尾翼位于壳体上外径较小的一端。
可选的，所述桩体内沿长度方向具有腔体，所述齿轮为圆柱齿轮，其从动轮套设在桩体上，转轴位于桩体内部腔体内，上端连接有发电机，第一固定悬臂、第二固定悬臂和水平杆的一端通过折弯部连接有齿轮主动轮，主动轮与从动轮相齿合，使第一固定悬臂、第二固定悬臂和水平杆绕桩体周向转动。
可选的，所述海洋能发电装置还包括电能存储装置，各发电机将电能输送至电能存储装置。
可选的，所述限位板的上侧面上还设置有海洋风能发电装置。
可选的，所述固定桩体的托架为井字型托架。
有益效果：与现有技术相比，本发明通过水轮机带动发电机发电，同时蜗轮发电机和摆动发电机相结合，具有较高的发电效率。通过设置齿轮，使得水轮机和浮体可绕桩体周向转动，通过设置第一滑套和第二滑套使得水轮机和浮体可沿桩体轴向运动；通过水轮机、涡轮发电机、摆动发电机和海洋风能发电装置相结合，可同时收集波浪能、海洋风能和潮流能，提高了海洋能收集效率。
附图说明
图1是本发明结构示意图；
图2是水轮机叶片结构示意图；
图3是图1中A处的结构放大图。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案作进一步的详细说明。
需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
如图1所示，本发明的一种海洋能发电装置，包括竖直设置并且下端固定在水体的桩体1、能够漂浮在水面上的浮体2、水轮机3和固定桩体的托架4，所述桩体1的下端通过螺栓固定在所述托架上，或可以固定在海底也可以固定在其它海洋结构物上；该托架可选井字型托架。所述桩体1的横截面呈圆形并且上端具有限位板5，所述桩体1外壁上竖直方向设置多个滑槽，且桩体1上同轴设置有横截面均呈圆环形的第一滑套11和第二滑套12，所述第一滑套11与第二滑套12的内壁设置有和桩体1的外壁上设置的多个滑槽配合的多个滑块，所述第二滑套位于第一滑套11的上方，所述限位板5的尺寸大于第一滑套11和第二滑套12的内壁的尺寸。
所述第一滑套的外壁通过第一齿轮13连接有第一固定悬臂31和第二固定悬臂32，第一固定悬臂和第二固定悬臂位于同一直线上，均可以沿着桩体1的周向转动，两固定悬臂的另一端分别设置有第一水轮机33和第二水轮机34，两水轮机叶片直径相同，水轮机叶片具有一定的扭角，当水流冲击水轮机叶片时产生扭矩，从而将水流的动能转化为其转动的机械能；水轮机叶片的转动可以通过输出轴连接到发电机输入端，带动电机转子转动。水轮机和发电机之间设置有增速器，以得到较高的发电机输入转速，提高发电效率。其中水轮机叶片采用三叶片结构，其叶片结构如图2所示。
所述第二滑套12的外壁通过第二齿轮14连接有一水平杆6，该水平杆可绕桩体1的周向转动，水平杆的另一端设置有浮体2，如图3所示，海洋能发电装置还包括蜗轮发电机7和摆动发电机8，浮体2的下侧面上转动连接有主轴21，该主轴21与浮体2下侧面相垂直，蜗轮发电机包括筒状的壳体71和转动连接在壳体71内的叶轮72，壳体71的轴心线与浮体2下侧面相平行，叶轮72设置在壳体71的一端，壳体41的另一端转动连接有转动轴81，转动轴81上固连有板状的尾翼82，摆动发电机8固连在壳体71上，且摆动发电机8的输入轴与转动轴81相固连。所述壳体71的外径由一端向另一端逐渐变小，上述叶轮72设置在壳体71上外径较大的一端，所述尾翼82位于壳体71上外径较小的一端。
所述桩体1内沿长度方向具有腔体，所述齿轮为圆柱齿轮，其从动轮套设在第一滑套和第二滑套上，转轴位于桩体1内部腔体内，上端连接有发电机，第一固定悬臂(31)、第二固定悬臂32和水平杆的一端通过折弯部连接有齿轮主动轮，主动轮与从动轮相齿合，使第一固定悬臂31、第二固定悬臂32和水平杆绕桩体周向转动。
海洋能发电装置还包括电能存储装置，各发电机将电能输送至电能存储装置。
其中，所述桩体1的上端始终处于水面以上，所以浮体2始终漂浮在海面上，并且随着洋流、潮水和波浪运动；所述第一水轮机和第二水轮机始终位于水下。所述限位板5的上侧面上还设置有海洋风能发电装置9，风能发电装置发出的电能最终也输送至电能存储装置。
浮体2漂浮在海面上，第一滑套11和第二滑套12可以沿着桩体1的轴向运动，受到限位板5的作用，第一滑套11和第二滑套12始终不会脱离桩体1，洋流冲击设置在浮体2下方的涡轮发电机的叶轮，使得蜗轮发电机进行发电，本技术方案中的蜗轮发电机7固连在浮体2下方，且蜗轮发电机7能够随着浮体2上下升降，另外，第一和第二水轮机也能够上下升降，对于海面上的洋流利用率较高。
浮体2下方的蜗轮发电机7沉入水中，因为浮体2始终漂浮在水面上，所以蜗轮发电机7与海面较为接近，海面上的洋流或者海浪能够冲击叶轮72，使得蜗轮发电机7进行发电，与此同时，洋流能够作用于尾翼82，使得尾翼82出现左右摆动，尾翼82的摆动能够通过转动轴81传递给摆动发电机8，进而使得摆动发电机8进行发电，通过蜗轮发电机7和摆动发电机8相结合，具有较高的发电效率。

Claims (5)

1.一种海洋能发电装置，其特征在于，包括竖直设置并且下端固定在水体内的桩体(1)、能够漂浮在水面上的浮体(2)、水轮机组(3)和固定桩体的托架(4)，所述桩体(1)的横截面呈圆形并且上端具有限位板(5)，所述桩体(1)外壁上竖直方向设置多个滑槽，且桩体(1)上同轴设置有横截面均呈圆环形的第一滑套(11)和第二滑套(12)，所述第一滑套(11)与第二滑套(12)的内壁设置有和桩体(1)的外壁上设置的多个滑槽配合的多个滑块，所述第二滑套位于第一滑套(11)的上方；所述第一滑套的外壁通过齿轮连接有第一固定悬臂(31)和第二固定悬臂(32)，第一固定悬臂和第二固定悬臂位于同一直线上，均沿着桩体(1)的周向转动，两固定悬臂的另一端分别设置有第一水轮机(33)和第二水轮机(34)，两水轮机通过输出轴连接到发电机输入端；所述第二滑套(12)的外壁通过齿轮连接有一绕桩体(1)的周向转动的水平杆(6)，水平杆的另一端设置有浮体(2)，海洋能发电装置还包括设置在浮体下方的蜗轮发电机，蜗轮发电机包括筒状的壳体(71)和转动连接在壳体(71)内的叶轮(72)，壳体(71)的轴心线与浮体(2)下侧面相平行；所述海洋能发电装置还包括摆动发电机(8)，所述叶轮(72)设置在壳体(71)的一端，所述壳体(71)的另一端转动连接有转动轴(81)，所述转动轴(81)上固连有板状的尾翼(82)，所述摆动发电机(8)固连在壳体(71)上，且摆动发电机(8)的输入轴与转动轴(81)相固连；所述壳体(71)的外径由一端向另一端逐渐变小，上述叶轮(72)设置在壳体(71)上外径较大的一端，所述尾翼(82)位于壳体(71)上外径较小的一端。
2.根据权利要求1所述的一种海洋能发电装置，其特征在于：所述桩体(1)内沿长度方向具有腔体，所述齿轮为圆柱齿轮，其从动轮套设在第一滑套和第二滑套上，转轴位于桩体(1)内部腔体内，上端连接有发电机，第一固定悬臂(31)、第二固定悬臂(32)和水平杆的一端通过折弯部连接有齿轮主动轮，主动轮与从动轮相齿合，使第一固定悬臂(31)、第二固定悬臂(32)和水平杆绕桩体周向转动。
3.根据权利要求1所述的一种海洋能发电装置，其特征在于：所述海洋能发电装置还包括电能存储装置，各发电机将电能输送至电能存储装置。
4.根据权利要求1所述的一种海洋能发电装置，其特征在于：所述限位板(5)的上侧面上还设置有海洋风能发电装置(9)。
5.根据权利要求1所述的一种海洋能发电装置，其特征在于：所述固定桩体的托架(4)为井字型托架。
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