一種波浪能轉(zhuǎn)化為電能的裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型屬于能源利用工程技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種波浪能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，外殼與內(nèi)殼焊接為一體，內(nèi)殼通過滾動(dòng)軸承與中心軸固定連接，中心軸與輪轂焊接為一體，輪轂的外圓周的弧狀凸起與壓電片的頂部設(shè)置的半球形凸起相切，電路板焊接固定于內(nèi)殼的內(nèi)側(cè)；儲(chǔ)電單元由蓄電池構(gòu)成，蓄電池經(jīng)整流芯片與電路板電連接，蓄電池經(jīng)光控開關(guān)與LED燈管電連接，光控開關(guān)的敏感點(diǎn)設(shè)置在LED燈管的上面的透明結(jié)構(gòu)的內(nèi)殼上，外殼的底部通過固定繩與海底固定物固定相連；其整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝靈便，應(yīng)用靈活，體積輕，應(yīng)用范圍廣，漂浮在海平面上，不破壞海洋生態(tài)，不影響海洋交通，發(fā)電效率高且為海平面上的裝飾景觀。
【專利說明】
一種波浪能轉(zhuǎn)化為電能的裝置
技術(shù)領(lǐng)域
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[0001]本實(shí)用新型屬于能源利用工程技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種波浪能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，將其置于海洋條件下風(fēng)浪環(huán)境中能將波浪能轉(zhuǎn)化為電能，特別適合于海上航標(biāo)的自動(dòng)供電。
【背景技術(shù)】
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[0002]隨著現(xiàn)代工業(yè)的快速發(fā)展，環(huán)境污染以及能源短缺問題日益突出。新能源的開發(fā)利用受到越來越高的重視，對(duì)于波浪能的利用，雖然已出現(xiàn)多種形式的波浪能發(fā)電裝置且各有特點(diǎn)，但距大規(guī)模開發(fā)應(yīng)用仍有一定距離。目前，現(xiàn)有技術(shù)中的波浪能發(fā)電裝置，一般包括“點(diǎn)頭鴨”式、振蕩水柱式、三叉戟式、海狗式、收縮波道式和利用對(duì)稱翼透平的航標(biāo)燈等，我國(guó)還研制了一種振蕩浮子岸式波浪能轉(zhuǎn)換裝置，把振蕩浮子當(dāng)作波浪能的吸收載體，然后將浮子吸收的能量通過一個(gè)液壓裝置轉(zhuǎn)換出去，再通過驅(qū)動(dòng)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電。通常，所能收集到的波浪能和暴風(fēng)時(shí)所具有的波浪能相差幾個(gè)數(shù)量級(jí)，為了提高單次波浪利用率，人們將單個(gè)裝置制造得很大，當(dāng)風(fēng)暴來臨時(shí)，它的力度往往超出其設(shè)備結(jié)構(gòu)和材料的應(yīng)力，造成裝置被破壞。因此，從國(guó)內(nèi)外波浪能發(fā)電的試驗(yàn)或應(yīng)用來看，由于海洋環(huán)境的復(fù)雜性和波浪能的多變性，現(xiàn)有的大多數(shù)波浪能發(fā)電裝置普遍沒有達(dá)到預(yù)期的效果，主要表現(xiàn)在設(shè)計(jì)的裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，安裝困難，能量收集較分散，能源輸出不穩(wěn)定，能源利用率低等問題，而且波浪能利用技術(shù)多年來一直進(jìn)展緩慢，目前尚未取得關(guān)鍵性的突破。對(duì)波浪能儲(chǔ)量估算是計(jì)算波浪沿海岸消散功率，大洋波浪具有更大的功率，開發(fā)前景相當(dāng)廣闊，已成為世界各主要沿海岸線國(guó)家爭(zhēng)相研究開發(fā)的焦點(diǎn)。因此，設(shè)計(jì)一種波浪能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，基于不破壞生態(tài)不影響海上運(yùn)輸?shù)那疤?，開發(fā)可大規(guī)模應(yīng)用的波浪能發(fā)電技術(shù)具有非常重大的戰(zhàn)略意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

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[0003]本實(shí)用新型的發(fā)明目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)，尋求設(shè)計(jì)一種波浪能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，解決現(xiàn)有波浪能發(fā)電裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積巨大，安裝困難，應(yīng)用不靈活，效率低的問題。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型所述的波浪能轉(zhuǎn)化為電能的裝置的主體結(jié)構(gòu)包括能量收集單元、能量轉(zhuǎn)化單元和儲(chǔ)電單元三個(gè)功能部分，能量收集單元由外殼構(gòu)成，外殼正面為光滑的弧面結(jié)構(gòu)，側(cè)面為水滴型；能量轉(zhuǎn)化單元由內(nèi)殼、輪轂、中心軸、滾動(dòng)軸承、壓電片、電路板、LED燈管、固定繩、整流芯片和光控開關(guān)機(jī)電連通組合構(gòu)成；外殼與空腔式結(jié)構(gòu)的內(nèi)殼焊接為一體，內(nèi)殼內(nèi)部分別設(shè)置有輪轂、中心軸、滾動(dòng)軸承、壓電片、電路板和整流芯片，內(nèi)殼通過滾動(dòng)軸承與中心軸固定連接，中心軸與輪轂焊接為一體，輪轂的外圓周上設(shè)有弧狀凸起，弧狀凸起展開后的側(cè)面為正弦曲線，輪轂的外圓周的弧狀凸起與壓電片的頂部設(shè)置的半球形凸起相切，電路板焊接固定于內(nèi)殼的內(nèi)側(cè);儲(chǔ)電單元由蓄電池構(gòu)成，蓄電池經(jīng)整流芯片與電路板電連接，蓄電池經(jīng)光控開關(guān)與LED燈管電連接，光控開關(guān)的敏感點(diǎn)設(shè)置在LED燈管的上面的透明結(jié)構(gòu)的內(nèi)殼上，外殼的底部通過固定繩與海底固定物固定相連。
[0005]本實(shí)用新型的工作原理是:通過光滑的外殼進(jìn)行波浪能的收集，并通過一次轉(zhuǎn)化裝置將波浪能轉(zhuǎn)化成動(dòng)能，然后利用壓電效應(yīng)再通過二次轉(zhuǎn)化裝置將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能，并將電能儲(chǔ)存在蓄電池中供用電設(shè)備使用。
[0006]本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)發(fā)電的具體工藝過程是:當(dāng)波浪擊打外殼時(shí)，由外殼吸收波浪能，外殼帶動(dòng)內(nèi)殼且內(nèi)殼帶動(dòng)壓電片繞中心軸水平旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，壓電片與輪轂之間產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，壓電片與輪轂之間周期性的點(diǎn)接觸產(chǎn)生電荷并形成電流，電流經(jīng)整流芯片導(dǎo)入蓄電池，蓄電池為L(zhǎng)ED燈管提供電量，并通過導(dǎo)線向外界輸送多余的電量；由光控開關(guān)控制LED燈管，當(dāng)外界光強(qiáng)度低或者無光時(shí)，光控開關(guān)自動(dòng)啟動(dòng)，LED燈管亮起，當(dāng)外界光強(qiáng)度高時(shí)，光控開關(guān)關(guān)閉，LED燈管熄滅，實(shí)現(xiàn)波浪能轉(zhuǎn)化為電能并為海上設(shè)備供電。
[0007]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，其裝置的整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝靈便，應(yīng)用靈活，體積輕，應(yīng)用范圍廣，漂浮在海平面上，不破壞海洋生態(tài)，不影響海洋交通，發(fā)電效率高且為海平面上的裝飾景觀。
【附圖說明】
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[0008]圖1為本實(shí)用新型的主體結(jié)構(gòu)橫向剖視原理示意圖。
[0009]圖2為本實(shí)用新型的主體結(jié)構(gòu)縱向剖視原理示意圖。
【具體實(shí)施方式】
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[0010]下面通過實(shí)施例并結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明。
[0011]實(shí)施例:
[0012]本實(shí)施例的主體結(jié)構(gòu)包括能量收集單元、能量轉(zhuǎn)化單元和儲(chǔ)電單元三個(gè)功能部分，能量收集單元由外殼I構(gòu)成，外殼I正面為光滑的弧面結(jié)構(gòu)，側(cè)面為水滴狀結(jié)構(gòu)；能量轉(zhuǎn)化單元由內(nèi)殼2、輪轂3、中心軸4、滾動(dòng)軸承5、壓電片6、電路板7、LED燈管9、固定繩1、整流芯片11和光控開關(guān)12機(jī)電連通組合構(gòu)成;夕卜殼I與空腔式結(jié)構(gòu)的內(nèi)殼2焊接為一體，內(nèi)殼2內(nèi)部分別設(shè)置有輪轂3、中心軸4、滾動(dòng)軸承5、壓電片6、電路板7和整流芯片11，內(nèi)殼2通過滾動(dòng)軸承5與中心軸4固定連接，中心軸4與輪轂3焊接為一體，輪轂3的外圓周上設(shè)有弧狀凸起，弧狀凸起展開后的側(cè)面為正弦曲線，輪轂3的外圓周的弧狀凸起與壓電片6的頂部設(shè)置的半球形凸起相切，電路板7焊接固定于內(nèi)殼2的內(nèi)側(cè);儲(chǔ)電單元由蓄電池8構(gòu)成，蓄電池8經(jīng)整流芯片11與電路板7電連接，蓄電池8經(jīng)光控開關(guān)12與LED燈管9電連接，光控開關(guān)12的敏感點(diǎn)設(shè)置在LED燈管9的上面的透明結(jié)構(gòu)的內(nèi)殼2上，外殼I的底部通過固定繩10與海底固定物固定相連，使外殼I在海洋水平面上能隨風(fēng)浪移動(dòng)而不遠(yuǎn)距離漂移。
[0013]本實(shí)施例的具體發(fā)電工藝過程是:當(dāng)波浪擊打外殼I時(shí)，由外殼I吸收波浪能，外殼I帶動(dòng)內(nèi)殼2且內(nèi)殼2帶動(dòng)壓電片6繞中心軸4水平旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，壓電片6與輪轂3之間產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，壓電片6與輪轂3之間周期性的點(diǎn)接觸產(chǎn)生電荷并形成電流，電流經(jīng)整流芯片11導(dǎo)入蓄電池8，蓄電池8為L(zhǎng)ED燈管9提供電量，并通過導(dǎo)線向外界輸送多余的電量；由光控開關(guān)12控制LED燈管9，當(dāng)外界光強(qiáng)度低或者無光時(shí)，光控開關(guān)12自動(dòng)啟動(dòng)，LED燈管9亮起，當(dāng)外界光強(qiáng)度高時(shí)，光控開關(guān)12關(guān)閉，LED燈管9熄滅，實(shí)現(xiàn)波浪能轉(zhuǎn)化為電能并為海上設(shè)備供電。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種波浪能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，其特征是主體結(jié)構(gòu)包括能量收集單元、能量轉(zhuǎn)化單元和儲(chǔ)電單元三個(gè)功能部分，能量收集單元由外殼構(gòu)成，外殼正面為光滑的弧面結(jié)構(gòu)，側(cè)面為水滴型；能量轉(zhuǎn)化單元由內(nèi)殼、輪轂、中心軸、滾動(dòng)軸承、壓電片、電路板、LED燈管、固定繩、整流芯片和光控開關(guān)機(jī)電連通組合構(gòu)成;外殼與空腔式結(jié)構(gòu)的內(nèi)殼焊接為一體，內(nèi)殼內(nèi)部分別設(shè)置有輪轂、中心軸、滾動(dòng)軸承、壓電片、電路板和整流芯片，內(nèi)殼通過滾動(dòng)軸承與中心軸固定連接，中心軸與輪轂焊接為一體，輪轂的外圓周上設(shè)有弧狀凸起，弧狀凸起展開后的側(cè)面為正弦曲線，輪轂的外圓周的弧狀凸起與壓電片的頂部設(shè)置的半球形凸起相切，電路板焊接固定于內(nèi)殼的內(nèi)側(cè);儲(chǔ)電單元由蓄電池構(gòu)成，蓄電池經(jīng)整流芯片與電路板電連接，蓄電池經(jīng)光控開關(guān)與LED燈管電連接，光控開關(guān)的敏感點(diǎn)設(shè)置在LED燈管的上面的透明結(jié)構(gòu)的內(nèi)殼上，外殼的底部通過固定繩與海底固定物固定相連。
【文檔編號(hào)】F03B13/14GK205592061SQ201620394206
【公開日】2016年9月21日
【申請(qǐng)日】2016年5月4日
【發(fā)明人】孟釗, 羅思聰, 龔英, 邴棟, 王翠蘋, 楊小雨, 張偉, 鐘浩文
【申請(qǐng)人】青島大學(xué)