波浪发电设备

技术领域

本发明涉及发电技术领域，尤其涉及一种波浪发电设备。

背景技术

海水波浪能是一种清洁的可再生能源，与风能、太阳能相比，其单位时间内变化性小，可预测性好，且能量密度较高。现有的海浪发电设备，存在结构复杂、体积庞大、使用寿命短，使用环境较为严格、安装维护不便、发电效能较低等问题，有必要对现有的海浪发电设备进行改进。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种波浪发电设备，该发电设备可适用范围广，发电效率高，使用寿命长、安装维护便捷。

发明的目的是通过以下技术方案得以实现的：

波浪发电设备，包括浮子、定子和发电装置，所述浮子包括浮子本体、主轴和副轴，所述浮子本体底部沿轴线方向固定连接主轴，所述主轴周向分布有多个与其平行的副轴，所述副轴上端与浮子本体底部固定连接；所述定子包括导向座、定子本体、底座和导管，所述定子本体上端固定连接导向座，所述定子本体下端固定连接底座，所述导向座与底座之间固定连接导管；所述发电装置包括发电机和转换器，所述发电机固定连接在底座上，所述转换器位于定子本体内，所述主轴滑动穿过导向座，所述转换器分别与主轴和发电机连接，所述副轴滑动穿过导向座并容置于相应导管内，所述浮子本体沿导向座进行的上下直线运动，通过主轴传递给转换器，所述转换器可将主轴的直线运动转换为发电机转轴的旋转运动。

上述的波浪发电设备，其中，所述导向座为中空柱体，所述导向座包括顶板、底板和侧板，所述侧板上端与顶板外缘固定连接，所述底板呈环状，所述底板外缘与侧板下端固定连接；所述定子本体上端与底板密封连接，所述底板内缘与定子本体外壁密封连接；所述顶板中央设有用于主轴通过的通孔，所述通孔与主轴之间设有密封件；所述顶板与底板分别设有用于副轴通过的导孔，所述副轴与导向座之间设有滑动组件。

上述的波浪发电设备，其中，每个所述滑动组件包括相对的两个支撑板，两个所述支撑板分别与顶板和底板固定连接，两个所述支撑板位于副轴两侧，两个所述支撑板之间分别转动连接两个滚轮，两个滚轮相对设置并分别位于副轴两侧，两个所述滚轮沿周向分别设有与副轴适配的凹槽，所述副轴可以沿两个滚轮滑动。

上述的波浪发电设备，其中，靠近所述浮子本体底部的副轴与顶板顶部的导孔外缘固定连接相互对应的防撞块。

上述的波浪发电设备，其中，所述底座包括底座本体和防护筒，所述底座本体为圆柱体，所述防护筒为底座本体沿轴线向上延伸的缩颈筒体，所述防护筒上端密封连接隔板，所述发电机固定连接在隔板底部并容置于防护筒内，所述发电机转轴与隔板之间设有密封件。

上述的波浪发电设备，其中，所述转换器包括支撑座、导杆、丝杠固定侧、丝杠支撑侧、丝杠和丝杠螺母，所述支撑座上端与导向座固定连接，所述支撑座下端与隔板固定连接，所述导杆固定连接在支撑座两端，所述丝杠固定侧与支撑座下端固定连接，所述丝杠支撑侧与支撑座上端固定连接，所述丝杠两端分别与丝杠固定侧和丝杠支撑侧转动连接，所述导杆、丝杠和主轴相互平行，所述导杆上滑动连接滑块，所述丝杠通过滚珠丝杠轴承与丝杠螺母连接，所述丝杠螺母与滑块固定连接，所述主轴下端与丝杠螺母固定连接，所述发电机通过连轴器与丝杠连接。

上述的波浪发电设备，其中，所述定子本体下端与和隔板密封连接。

上述的波浪发电设备，其中，所述导管包括从上至下同轴的上导管、中导管和下导管，所述上导管上端与底板固定连接并与相应的导孔对应，所述上导管的下端与中导管的上端可拆卸连接，所述中导管的下端与下导管的上端可拆卸连接，所述下导管的下端与底座本体固定连接。

上述的波浪发电设备，其中，所述上导管、中导管和下导管的内径均相同并大于副轴外径，所述副轴下端固定连接与导管适配的限位缓冲块。

上述的波浪发电设备，其中，所述顶板底部固定连接用于夹持主轴的抱闸。

综上所述，本发明的有益技术效果为：

本发明通过浮子本体相对定子的上下往复直线运动，即浮子上的主轴沿导向座进行的上下直线运动通过转换器转换为发电机转轴的旋转运动，从而实现发电机的发电。该装置可适用于不同环境下的海水场合，发电效率高，安装维护便捷。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的爆炸图；

图3是本发明的剖视图；

图4是图3的A部放大图；

图5是本发明转换器的结构示意图；

图6是太发明滑动组件的结构示意图。

图示，1、浮子；11、浮子本体；12、主轴；13、副轴；131、限位缓冲块；2、定子；21、定子本体；22、导向座；221、顶板；222、底板；223、侧板；23、底座；231、底座本体；232、防护筒；233、隔板；24、导管；241、上导管；242、中导管；243、下导管；3、发电装置；31、发电机；32、转换器；321、支撑座；322、导杆；323、滑块；324、丝杠固定侧；325、丝杠支撑侧；326、丝杠；327、丝杠螺母；328、连接块；329、连轴器；4、滑动组件；41、支撑板；42、滚轮；421、凹槽；43、连接板；5、防撞块；6、抱闸；7、导孔。

具体实施方式

以下结合附图1-6对本发明作进一步详细说明。

如图1、2所示，波浪发电设备，包括浮子1、定子2和发电装置3，浮子1包括浮子本体11、主轴12和副轴13，浮子本体11为中空柱体，浮子本体11底部沿轴线方向固定连接主轴12，主轴12周向分布有多个与其平行的副轴13，副轴13上端与浮子本体11底部固定连接；定子2包括导向座22、定子本体21、底座23和导管24，定子本体21上端固定连接导向座22，定子本体21下端固定连接底座23，导向座22与底座23之间固定连接导管24；发电装置3包括发电机31和转换器32，发电机31固定连接在底座23上，转换器32位于定子本体21内，主轴12滑动穿过导向座22，转换器32分别与主轴12和发电机31连接，副轴13滑动穿过导向座22并容置于相应导管24内，浮子本体11沿导向座22进行的上下直线运动，通过主轴12传递给转换器32，转换器32可将主轴12的直线运动转换为发电机31转轴的旋转运动。浮子本体11在海浪的作用下可沿导向座22进行上下直线运动，并通过主轴12传递给转换器32，转换器32将主轴12的直线运动转换为发电机31转轴的旋转运动，发电机31转轴的旋转带动发电机31线圈切割磁力线，从而实现将海浪能转化为发电机31的电能。

如图2、3、4所示，本实施例的导向座22为中空柱体，导向座22包括顶板221、底板222和侧板223，侧板223上端与顶板221外缘固定连接，底板222呈环状，底板222外缘与侧板223下端固定连接；顶板221中央设有用于主轴12通过的通孔，通孔与主轴12之间设有密封件，通过设置密封件可以防止海水侵入定子本体21内，避免对转换器32造成损害；顶板221与底板222分别设有用于副轴13通过的导孔7，为了减小副轴13在导向座22上滑动时的摩擦力，提高发电机31的发电效率，副轴13与导向座22之间设有滑动组件4。

如图3、4、6所示，本实施例的每个滑动组件4包括相对设置的两个支撑板41，两个支撑板41上下两端分别通过连接板43固定连接，两个支撑板41分别与顶板221和底板222固定连接，两个支撑板41位于副轴13两侧，两个支撑板41之间分别转动连接两个滚轮42，两个滚轮42相对设置并分别位于副轴13两侧，两个滚轮42沿周向分别设有与副轴13适配的凹槽421，副轴13可以沿两个滚轮42滑动。在海浪的作用下，副轴13可随浮子本体11在相对的两个滚轮42之间滑动，减少了副轴13与导向座22之间的摩擦力，提高了发电机31的发电效率。

如图1、2所示，底座23包括底座本体231和防护筒232，底座本体231为中空的圆柱体，防护筒232为底座本体231沿轴线向上延伸的缩颈筒体，防护筒232上端密封连接隔板233，发电机31固定连接在隔板233底部并容置于防护筒232内，使发电机31能够处于密封的空间内，避免海水的侵袭。发电机31转轴与隔板233之间设有密封件。发电机31容置于防护筒232内，密封件能够有效阻断定子本体21内的水汽凝结通过发电机31转轴进入发电机31，避免海水对发电机31的侵蚀，提高发电机31的使用寿命。

如图3、4、5所示，本实施例的转换器32包括支撑座321、导杆322、丝杠固定侧324、丝杠支撑侧325、丝杠326和丝杠螺母327，支撑座321上端与导向座22的顶板221固定连接，支撑座321下端与隔板233固定连接，导杆322固定连接在支撑座321两端，丝杠固定侧324与支撑座321下端固定连接，丝杠支撑侧325与支撑座321上端固定连接，丝杠326两端分别与丝杠固定侧324和丝杠支撑侧325转动连接，导杆322、丝杠326和主轴12相互平行，导杆322上滑动连接滑块323，丝杠326通过滚珠丝杠轴承与丝杠螺母327连接，丝杠螺母327与滑块323固定连接，丝杠螺母327与连接块328固定连接，主轴12下端与连接块328固定连接，发电机31通过连轴器329与丝杠326连接。

丝杠326在丝杠固定侧324和丝杠支撑侧325的支撑下可实现稳定转动，浮子1在海浪的作用下沿导向座22的滑动组件4做直线往复运动，由于主轴12与丝杠螺母327固定连接，所以浮子本体11的直线往复运动通过主轴12传递给丝杠螺母327，丝杠螺母327则可将主轴12的直线运动转换为丝杠326的旋转运动，通过连轴器329带动发电机31的转轴转动，从而实现发电机31的发电。

本实施例的定子本体21为圆筒状，定子本体21上端与导向座22的顶板221密封固定连接，定子本体21下端与隔板233密封固定连接，主轴12与顶板221上的通孔之间设有密封件，这样可以保证定子本体21为密封状态，避免海水侵入定子本体21内，延长转换器32和发电机31的使用寿命。

为了避免延长浮子1的使用寿命，保证发电机31能够顺利发电，靠近浮子本体11底部的副轴13以及顶板221顶部的导孔7外缘固定连接相互对应的防撞块5。通过带有弹性的防撞块5，都能够缓冲浮子本体11与导向座22之间的冲击力，延长发电设备的使用寿命。

如图1、2所示，为了便于限位缓冲块131的装配安装，本实施例的导管24包括从上至下同轴的上导管241、中导管242和下导管243，上导管241上端与底板222固定连接并与相应的导孔7对应，上导管241的下端与中导管242的上端可拆卸连接，中导管242的下端与下导管243的上端可拆卸连接，下导管243的下端与底座本体231固定连接，具体安装时，先将副轴13从上向下插入导孔7，在将限位缓冲块131固定连接在副轴13下端，然后再将中导管242分别与上导管241和下导管243通过螺栓进行固定连接。

如图2、3所示，上导管241、中导管242和下导管243的内径均相同并大于副轴13外径，副轴13下端固定连接与导管24适配的限位缓冲块131，限位缓冲块131可在导管24内随副轴13滑动，限位缓冲块131采用弹性材料，波浪向上推动浮子本体11向上做直线运动时，当浮子本体11运动到上限时，限位缓冲块131能够与底板222抵靠，缓冲副轴13对导向座22的撞击，同时限位缓冲块131还可对浮子本体11的活动区间进行限位，保证浮子本体11的正常工作。

如图3所示，为了避免海水浸入转换器32或发电机31，提高发电设备运行的可靠性，定子本体21上端与顶板221密封连接，底板222内缘与定子本体21外壁密封连接，定子本体21下端与和隔板233密封连接。

如图3所示，在一实施例中，顶板221底部固定连接用于夹持主轴12的抱闸6。当海浪推动浮子本体11的浮动速度超过发电机31自带抱死装置极限时，抱闸6可将主轴12紧急抱死，为避免在极端情况下浮子1对发电设备造成损伤。

太发明的工作过程如下：首先将设备放置在海水中，通过锚固件将底座23固定在海水内，波浪对浮子1产生浮力作用，使浮子1漂浮在海面，浮子本体11在海浪的作用下可沿导向座22做上下往复直线运动，浮子1上的主轴12带动丝杠螺母327同步做上下往复直线运动，由于丝杠螺母327与丝杠326的螺纹连接，丝杠螺母327则驱动丝杠326做旋转运动，丝杠326的旋转运动将扭矩传递给发电机31的转轴，从而实现发电机31的发电。

当海水波浪向上推动浮子本体11时，浮子本体11向上做直线运动，从而将主轴12的直线运动转换为发电机31的转轴转动，实现发电机31的发电。

当海水波浪回落时，浮子本体11跟随海水下落，浮子本体11向下做直线运动，同样会带动发电机31的转轴转动，实现发电机31的发电。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。