波浪能发电装置

1.本发明属于清洁能源发电设备技术领域，具体涉及一种波浪能发电装置。

背景技术：

2.地球不可再生能源的日益消耗，随之而来的是环境的不断恶化，雾霾、沙尘暴等问题的频繁出现都使清洁、可再生能源的利用迫在眉睫。波浪能是一种资源丰富的可利用能源，它由风力作用产生，相对于风能，波浪能更加稳定，空间分布也较为集中。波浪能利用装置大多都由三级能量转换而成，即利用捕能机构和传动系统将电能输出，根据传动系统的不同可将波浪能利用装置分为三大类：机械式、液压式和气压式。
3.但是目前的波浪能发电装置在捕能机构上只利用了波浪的单方向运动，例如捕获波浪的上下往复运动或往复摆动进行发电，捕能形式较为单一，未能有效收集大量的波浪能，同时由于装置漂浮在海面，若遇到暴风、暴雨等恶劣天气时，不能保障装置有较好的稳定性，使得波浪能发电装置在实际工作中的工作效率大大降低。

技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种波浪能发电装置，解决现有波浪能发电装置由于捕能形式较为单一，未能有效收集大量波浪能的问题。
5.本发明所采用的技术方案是，波浪能发电装置，包括桁架及垂直固接桁架上部的支撑柱，支撑柱上、自下至上依次连接有一级平台、二级平台和三级平台，支撑柱套接有浮子，浮子连接有若干能量转换结构，三级平台上设置有发电机，能量转换结构与发电机连接。
6.本发明的特征还在于，
7.支撑柱上、在一级平台下部套装有橡胶套筒。
8.能量转换结构与发电机之间设置有增速结构，增速结构包括壳体，壳体相对侧分别开有通孔，相对侧通孔分别穿有传动轴a和传动轴c，传动轴a与能量转换结构连接，传动轴c与发电机连接；
9.传动轴a侧壁套接有传动齿轮a，所述传动齿轮a啮合有传动齿轮b，传动齿轮b套接于传动轴b一端，传动轴b轴向与传动轴a平行，传动轴b另一端套接有传动齿轮c，传动齿轮c啮合有传动齿轮d，传动齿轮d套接于传动轴c侧壁。
10.传动轴a与传动轴c轴心位于同一直线，且传动轴a与传动轴c断连。
11.传动齿轮b直径小于和传动齿轮a直径，传动齿轮d直径小于传动齿轮c直径。
12.浮子位于一级平台和桁架之间，浮子上部为圆柱，下部为圆台，且圆柱与圆台底部连接，浮子沿轴向开有通孔，支撑柱穿过通孔；浮子上表面设置有若干球面副。
13.能量转换结构包括短连杆，短连杆通过销轴连接有长连杆，长连杆远离短连杆端通过销轴连接有连杆，连杆远离长连杆一端套接有曲轴，且套接位置位于曲轴侧杆，曲轴与传动轴a连接，短连杆与球面副连接。
14.二级平台包括若干根截面为l型的立柱，立柱一端固接于支撑柱侧壁，立柱内侧面朝向三级平台，立柱平行于一级平台一侧开有限位孔，且长连杆穿过限位孔。
15.曲轴一端与发电机连接，另一端连接有风扇，风扇通过卡箍固定与立柱另一端。
16.本发明的有益效果是，
17.(1)本发明的装置通过底部的桁架将整体装置固定，提高了装置的稳定性，从而也提高了装置的发电效率。
18.(2)本发明的装置利用浮子上的球面副与多个能量转换结构收集多方向的波浪能，增大了装置的捕能效率。
19.(3)本发明装置利用增速结构增大了发电机的旋转速度，同时也提高了波浪能发电装置的工作效率。
附图说明
20.图1是本发明波浪能发电装置的结构示意图；
21.图2是本发明波浪能发电装置中支撑的结构示意图；
22.图3是本发明波浪能发电装置中浮子的结构示意图；
23.图4是本发明波浪能发电装置中能量转换结构的结构示意图；
24.图5是本发明波浪能发电装置中增速结构的结构示意图。
25.图中，1.桁架，2.一级平台，3.二级平台，4.三级平台，5.橡胶套筒，6.支撑柱，7.浮子，8.球面副；
26.9.能量转换结构，9-1.短连杆，9-2.长连杆，9-3.连杆，9-4.曲轴，9-5.风扇；
27.10.增速结构，10-1.传动齿轮a，10-2.传动齿轮b，10-3.传动齿轮c，10-4.传动齿轮d，10-5.传动轴a，10-6.传动轴b，10-7.传动轴c；
28.11.发电机，12.立柱，13.限位孔。
具体实施方式
29.下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
30.本发明波浪能发电装置的结构如图1所示，包括桁架1及垂直固接桁架1顶面的支撑柱6，通过底部的桁架1将整体装置固定，提高了装置的稳定性，从而也提高了装置的发电效率。
31.支撑柱6上自下至上依次连接有一级平台2、二级平台3和三级平台4，支撑柱6侧壁套接有浮子7，浮子7位于一级平台2和桁架1之间，用于限制浮子7的运动位移，防止波浪能发电装置在遇到波峰较大的海浪时被损坏，浮子7连接有四个结构、尺寸相同能量转换结构9，能量转换结构9与固接于三级平台4的发电机11连接。
32.如图2所示，一级平台2呈环状固接于支撑柱6侧壁，支撑柱6侧壁套接有橡胶套筒5，橡胶套筒5一端呈环状抵接于一级平台2底面，用于减少浮子7在运动剧烈时产生的冲击力；
33.二级平台3包括若干根截面为l型的立柱12，立柱12一端固接于支撑柱6侧壁，立柱12内侧面朝向三级平台4，立柱12平行于一级平台2一侧开有限位孔13；
34.三级平台4为十字架型，发电机11固定于四个方向。
35.如图3所示，浮子7包括有圆柱，且圆柱一端固接有圆台，圆柱与圆台底部固接，且圆柱与圆台底部直径相等，浮子7沿轴向开有通孔，支撑柱6穿过通孔，通孔直径小于一级平台2外直径，浮子7与一级平台2相对面固接有四个尺寸相同的球面副8，利用浮子7上的球面副8与四个能量转换结构9收集多方向的波浪能，增大了装置的捕能效率；浮子7的圆柱一端靠近一级平台2，且一级平台2外直径小于浮子7圆柱一端直径。
36.如图4所示，能量转换结构9包括与球面副8连接的短连杆9-1，短连杆9-1一端与球面副8卡接，另一端通过销轴连接有长连杆9-2，长连杆9-2穿过限位孔13；长连杆9-2远离短连杆9-1端通过销轴连接有连杆9-3，连杆9-3远离长连杆9-2一端套接有曲轴9-4，且套接位置位于曲轴9-4侧杆，曲轴9-4与发电机11连接；
37.曲轴9-4一端与发电机11连接，为防止连杆9-3与曲轴9-4在旋转运动过程中呈直线状造成机构卡死的现象，故在曲轴另一端固连风扇9-5，风扇9-5可起飞轮作用，利用其巨大的转动惯量带动机构通过上、下止点，最终实现将直线往复运动的机械能转换成旋转运动的机械能的目的；风扇9-5通过卡箍固定与立柱12顶端，减少装置的悬臂结构。
38.如图5所示，曲轴9-4与发电机11之间设置有增速结构10，利用增速结构10增大了发电机11的旋转速度，同时也提高了波浪能发电装置的工作效率。
39.增速结构10包括壳体，壳体相对侧分别开有通孔，相对侧通孔分别穿有传动轴a10-5和传动轴c10-7，传动轴a10-5与传动轴c10-7轴心位于同一直线，且传动轴a10-5与传动轴c10-7断连；传动轴a10-5与曲轴9-4连接，传动轴c10-7与发电机11连接；
40.传动轴a10-5侧壁套接有传动齿轮a10-1，传动齿轮a10-1啮合有传动齿轮b10-2，传动齿轮b10-2套接于传动轴b10-6一端，传动轴b10-6轴向与传动轴a10-5平行，传动轴b10-6另一端套接有传动齿轮c10-3，传动齿轮c10-3啮合有传动齿轮d10-4，传动齿轮d10-4套接于传动轴c10-7侧壁；传动齿轮a10-1直径大于传动齿轮b10-2直径，传动齿轮c10-3直径大于传动齿轮d10-4直径。
41.本发明波浪能发电装置工作流程如下，
42.将桁架1固定在海底海床，可以稳定整体装置，且确定收集波浪能的位置，将浮子7位置调节至刚好位于海平面，可以更好的随着海平面起伏收集波浪能，当海平面较为平稳或波峰较小、周期较短时，由于浮子7和支撑柱6的间隙，浮子7进行左右摆动运动，来实现长连杆9-2的上下运动，通过长连杆9-2将动能传递至连杆9-3至曲轴9-4连接位置，使连杆9-3相对曲轴9-4做旋转运动，从而带动增速结构10转动使发电机11产生电能；
43.当海洋波浪的波峰较大、周期较长时，浮子7上下运动的幅度也随之增大，同时带着长连杆9-2进行幅度较大的上下运动，此时由于长连杆9-2上下运动幅度增大，曲轴9-4在连杆9-3作用下做整体旋转运动，将长连杆9-2的直线往复运动转换为旋转运动的机械能，经过增速结构10后可以高效的给发电机11提供动能进行发电。

技术特征：

1.波浪能发电装置，其特征在于，包括桁架(1)及垂直固接桁架(1)上部的支撑柱(6)，所述支撑柱(6)上、自下至上依次连接有一级平台(2)、二级平台(3)和三级平台(4)，所述支撑柱(6)套接有浮子(7)，所述浮子(7)连接有若干能量转换结构(9)，所述三级平台(4)上设置有发电机(11)，所述能量转换结构(9)与发电机(11)连接。2.根据权利要求1所述的波浪能发电装置，其特征在于，所述支撑柱(6)上、在一级平台(2)下部套装有橡胶套筒(5)。3.根据权利要求1所述的波浪能发电装置，其特征在于，所述能量转换结构(9)与发电机(11)之间设置有增速结构(10)，所述增速结构(10)包括壳体，壳体相对侧分别开有通孔，相对侧通孔分别穿有传动轴a(10-5)和传动轴c(10-7)，所述传动轴a(10-5)与能量转换结构(9)连接，所述传动轴c(10-7)与发电机(11)连接；所述传动轴a(10-5)侧壁套接有传动齿轮a(10-1)，所述传动齿轮a(10-1)啮合有传动齿轮b(10-2)，所述传动齿轮b(10-2)套接于传动轴b(10-6)一端，所述传动轴b(10-6)轴向与传动轴a(10-5)平行，所述传动轴b(10-6)另一端套接有传动齿轮c(10-3)，所述传动齿轮c(10-3)啮合有传动齿轮d(10-4)，所述传动齿轮d(10-4)套接于传动轴c(10-7)侧壁。4.根据权利要求3所述的波浪能发电装置，其特征在于，所述传动轴a(10-5)与传动轴c(10-7)轴心位于同一直线，且传动轴a(10-5)与传动轴c(10-7)断连。5.根据权利要求3所述的波浪能发电装置，其特征在于，所述传动齿轮b(10-2)直径小于和传动齿轮a(10-1)直径，所述传动齿轮d(10-4)直径小于传动齿轮c(10-3)直径。6.根据权利要求1～3任一所述的波浪能发电装置，其特征在于，所述浮子(7)位于一级平台(2)和桁架(1)之间，所述浮子(7)上部为圆柱，下部为圆台，且圆柱与圆台底部连接，所述浮子(7)沿轴向开有通孔，支撑柱(6)穿过通孔；所述浮子(7)上表面设置有若干球面副(8)。7.根据权利要求6所述的波浪能发电装置，其特征在于，所述能量转换结构(9)包括短连杆(9-1)，所述短连杆(9-1)通过销轴连接有长连杆(9-2)，所述长连杆(9-2)远离短连杆(9-1)端通过销轴连接有连杆(9-3)，所述连杆(9-3)远离长连杆(9-2)一端套接有曲轴(9-4)，且套接位置位于曲轴(9-4)侧杆，所述曲轴(9-4)与传动轴a(10-5)连接，所述短连杆(9-1)与球面副(8)连接。8.根据权利要求7所述的波浪能发电装置，其特征在于，所述二级平台(3)包括若干根截面为l型的立柱(12)，立柱(12)一端固接于支撑柱(6)侧壁，所述立柱(12)内侧面朝向三级平台(4)，所述立柱(12)平行于一级平台(2)一侧开有限位孔(13)，且长连杆(9-2)穿过所述限位孔(13)。9.根据权利要求8所述的波浪能发电装置，其特征在于，所述曲轴(9-4)一端与发电机(11)连接，另一端连接有风扇(9-5)，所述风扇(9-5)通过卡箍固定与立柱(12)另一端。

技术总结

本发明公开的波浪能发电装置，包括桁架及垂直固接桁架上部的支撑柱，支撑柱上、自下至上依次连接有一级平台、二级平台和三级平台，支撑柱套接有浮子，浮子连接有若干能量转换结构，三级平台上设置有发电机，能量转换结构与发电机连接。本发明的装置解决了现有波浪能发电装置由于捕能形式较为单一，未能有效收集大量的波浪能的问题。量的波浪能的问题。量的波浪能的问题。