一种可伸缩自调节型浮力摆臂式阵列发电装置的制作方法

本发明属于波浪能发电技术领域，更具体地，涉及一种可伸缩自调节型浮力摆臂式阵列发电装置。

背景技术

随着传统能源的日益枯竭，我们对新型绿色能源的需求日益增加，波浪能作为一种新兴的可再生绿色能源，具有范围广，储量大，可持续性特点。波浪能发电是以波浪的能量为动力生产电能，通过某种装置可将波浪的能量转换为机械的、气压的或液压的能量，然后通过传动机构、气轮机、水轮机或油压马达驱动发电机发电。全球有经济价值的波浪能开采量估计为1～10亿kw。中国波浪能的理论储量为7000万kw左右。但波浪有其固有缺陷即波浪能密度低，不稳定。

现有利用波浪发电的装置一般放置于海边、湖泊、江河，如中国专利cn202926514u公开了一种振荡浮子式波浪能发电装置，该装置包括框架、垂直地固定于海床上的基柱、露出海面的平台以及以垂直于海平面的方向固定在所述框架上的导轨，所述导轨从所述平台延伸至海面之下；还包括浮子式能量吸收组件，所述浮子式能量吸收组件设置在所述导轨上，随海面上波浪的起伏而在所述导轨上振荡，用于吸收纵向海浪的动能并消解横向波浪的冲击，一定程度上起到消波增效的作用；以及能量转化组件，所述能量转化组件固定在所述框架的平台上，并连接所述浮子式能量吸收组件，用于转化、存储以及输出能量。

该装置虽然可以实现波浪能转换为电能，但其仅限于吸收垂荡方向的波浪能，因此能量转换效率较低。此外，该发电装置很难组成合理的阵列式发电系统，稳定性不足，发电装置通常放置在远离海岸的海水中，极其不容易管理及保养，并且没有可伸缩的摆臂设计，不仅导致发电效率低，而且不能够适应不同发电工况，容易损坏，降低了发电设备的经济效益。

技术实现要素：

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供一种可伸缩自调节型浮力摆臂式阵列发电装置，通过设置双向液压机构、杠杆机构和浮子，双向液压机构通过杠杆机构与浮子连接，浮子则放置于用于波浪发电的水体中，浮子在波浪的作用下随之运动，通过杠杆机构带动双向液压机构做活塞运动，并通过液压发电装置发电，可以根据海洋、湖泊或河流的波浪情况调节伸缩杆的长度使得液压发电装置处于最佳工作状态，保证发电装置在理想状态运行，使得发电效率大大增加，实现稳定持续发电，不仅能提供稳定的电能，而且清洁无污染。

为了实现上述目的，本发明提供一种可伸缩自调节型浮力摆臂式阵列发电装置，包括设于岸边的底座，所述底座上并列设有至少一个双向液压机构及与所述双向液压机构相匹配的杠杆机构，所述双向液压机构包括与所述底座固定连接的立柱，所述立柱上设有至少两个液压油缸，所述杠杠机构包括杠杆支架和伸缩杆，所述伸缩杆一端与浮子连接，另一端穿过所述杠杆支架并分别与所述液压油缸连接，所述立柱的一侧设有油源以及与所述油源串联的液压发电机构和储能器，所述液压油缸与油源之间通过第一油管联通，所述液压油缸与储能器之间通过第二油管联通，所述浮子在波浪的起或伏运动作用下带动其中至少一个所述液压油缸做功并驱动所述液压发电机构发电。

进一步地，所述双向液压机构及与所述双向液压机构相匹配的杠杆机构和浮子并联设置，并共用同一油源、液压发电机构及储能器，以实现多个浮力摆臂式发电装置组网。

进一步地，所述双向液压机构包括缸体及设于所述缸体内的第一单向阀，所述缸体通过铰支座与所述立柱实现活动链接。

进一步地，所述缸体内设有活塞，所述活塞上设有第二单向阀。

进一步地，所述活塞远离所述缸体底部的一侧设有活塞杆，所述活塞杆为空心结构，所述空心结构便于穿设所述第二油管。

进一步地，所述双向液压机构包括连杆，所述连杆的一端与活塞杆铰接，另一端与所述伸缩杆铰接。

进一步地，所述伸缩杆为可伸缩摆臂式结构。

进一步地，所述浮子包括水箱、设于所述水箱底部的单向水阀门及设于所述水箱侧壁上的气阀门。

进一步地，所述浮子包括填充物，所述填充物设于所述水箱的顶部。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

(1)本发明的可伸缩自调节型浮力摆臂式阵列发电装置，通过设置双向液压机构、杠杆机构和浮子，双向液压机构通过杠杆机构与浮子连接，浮子则放置于用于波浪发电的水体中，浮子在波浪的作用下随之运动，通过杠杆机构带动双向液压机构做活塞运动，并通过液压发电装置发电，可以根据海洋、湖泊或河流的波浪情况调节伸缩杆的长度使得液压发电装置处于最佳工作状态，保证发电装置在理想状态运行，使得发电效率大大增加，实现稳定持续发电，不仅能提供稳定的电能，而且清洁无污染。

(2)本发明的可伸缩自调节型浮力摆臂式阵列发电装置，同时本装置可以将多个发电装置组网，多个浮力摆臂式发电装置并联，共用同一油源、液压发电装置及储能器，通过多个浮力摆臂式发电装置同时作用，通过浮子运动带动液压发电装置发电，并将电能储存于储能器中，本装置能够构成阵列式发电系统，提高系统的稳定性，解决了现有波浪能发电装置单独做功，发电效率低，经济效益不高的缺陷。

(3)本发明的可伸缩自调节型浮力摆臂式阵列发电装置，双向液压机构以及杠杆机构等均放置于海洋、湖泊或河流的岸边，受水体环境的影响较小，解决了现有波浪能发电装置易于受波浪影响、容易被损坏等问题，而且装置至于岸边，便于维修保养。

(4)本发明的可伸缩自调节型浮力摆臂式阵列发电装置，浮子在未放入水中时重量较轻，易于运输更换，置于水中时，水面位于所述浮子高度的一半处，水箱能迅速充满水，使浮子能够充分利用波浪的起伏进行摆动，为整个发电系统提供动力。

(5)本发明的可伸缩自调节型浮力摆臂式阵列发电装置，水箱的底部设置有单向水阀门并在侧壁上设置有气阀门，当将浮体置于水中时，水能很快地从单向水阀门流入并灌满水箱，当浮子停止使用时通过气阀门将水箱中的水和气体全部排出，大大缩小浮子的空间占用体积，便于装卸和运输。

附图说明

说明书附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。显而易见地，下面描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实施例一种可伸缩自调节型浮力摆臂式阵列发电装置结构示意图；

图2本发明实施例一种可伸缩自调节型浮力摆臂式阵列发电装置中浮子示意图；

图3本发明实施例一种可伸缩自调节型浮力摆臂式阵列发电装置中并联阵列示意图。

所有附图中，相同的附图标记标识同一个结构元件，其中：1-第一单向阀、2-第二单向阀、3-铰支座、4-缸体、5-活塞、6-活塞杆、7-第一油管、8-伸缩杆、9-杠杆支架10-连杆、11-立柱、12-第二油管、13-液压发电装置、14-油源、15-储能器、16-气阀门、17-单向水阀门、18-水箱、19-填充物。

具体实施方式

下面参照附图更详细地描述本发明的具体实施例。虽然附图中显示了本发明的具体实施例，然而应当理解，可以以多种形式实现本发明而不应被以下阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。

如图1所示，本发明实施例提供一种可伸缩自调节型浮力摆臂式阵列发电装置包括双向液压机构、杠杆机构和浮子，双向液压机构通过杠杆机构与浮子连接。具体而言，双向液压机构包括立柱11，在立柱11的上部和下部各设有一铰支座3，上下两个缸体4均通过铰支座3固定在立柱11上。上下两个缸体4的底部均设置有第一单向阀1，所述第一单向阀1均通过第一油管7连接至油源14，油源14与液压发电装置13相连接，液压发电装置13与储能器15相连接。所述上下两个缸体4内还设有活塞5，活塞5上均设置有第二单向阀2，每个第二单向阀2均通过第二油管12与液压发电装置13相连接。

在每个活塞5远离缸体4底部的一侧均设有活塞杆6，所述活塞杆6是空心的，用于穿设第二油管12。每个活塞杆6的另一端分别与各自连杆10的一端相铰接，各个连杆10的另一端均铰接至杠杆机构的一端。所述杠杆机构包括伸缩杆8和杠杆支架9，所述伸缩杆8的一端铰接有连杆，所述伸缩杆8的另一端铰接有浮子，在伸缩杆8的杆体上还设置有杠杆支架9，作为伸缩杆8摆动的支点。上述立柱11和杠杆支架9均固定在底座上，置于岸边，浮子则放置于用于波浪发电的水体中，浮子在波浪的作用下随之运动，通过杠杆机构带动双向液压机构做活塞运动，并通过液压发电装置发电，将海洋、湖泊或河流的波浪能量转化为电能，不仅能提供稳定的电能，而且清洁无污染，是一种清洁能源装置。此外，双向液压机构以及杠杆机构等均放置于海洋、湖泊或河流的岸边，受水体环境的影响较小，解决了现有波浪能发电装置易于受波浪影响、容易被损坏等问题，而且装置至于岸边，便于维修保养。

更进一步地，伸缩杆8为可伸缩摆臂式结构，该装置的机械摆臂能够在一定范围内伸缩调节，根据水面高度的不同，可以调节摆臂的长度，达到最大发电效率。当遭遇恶劣海况情况时，能够及时收缩机械臂，达到保护发电装置的目的。对于海岸边受潮汐影响较大的区域，在设计合理摆臂长度的同时，在岸边再设计升降机构，保证发电装置在理想状态运行，使得发电效率大大增加，而且可以根据海洋、湖泊或河流的波浪情况调节伸缩杆的长度使得液压发电装置处于最佳工作状态，实现稳定持续发电。

参阅图2，所述浮子的结构包括填充物19，在填充物19的底部连接有水箱18，在水箱18的底部设置有单向水阀门17，在水箱18的侧壁设置有气阀门16。浮子在未放入水中时重量较轻，易于运输更换，置于水中时，水面位于所述浮子高度的一半处，水箱能迅速充满水，使浮子能够充分利用波浪的起伏进行摆动，为整个发电系统提供动力。

对于浮子，由于在水箱18的底部设置有单向水阀门17并在侧壁上设置有气阀门16，当将浮体置于水中时，水能很快地从单向水阀门17流入并灌满水箱18，当浮子停止使用时，通过气阀门16将水箱中的水和气体全部排出，大大缩小浮子的空间占用体积，便于装卸和运输。

作为本发明进一步改进，如图3所示，同时本装置可以将多个发电装置组网，多个浮力摆臂式发电装置并联，共用同一油源14、液压发电装置及储能器，通过多个浮力摆臂式发电装置同时作用，通过浮子运动带动液压发电装置发电，并将电能储存于储能器中。本装置能够构成阵列式发电系统，提高系统的稳定性，解决了现有波浪能发电装置单独做功，发电效率低，经济效益不高的缺陷，具有较大的市场应用价值和广泛推广使用的优势。

本发明的工作过程为：当波浪带动浮体向上运动的时候，在杠杆机构的作用下，与伸缩杆8连接的连杆10向下运动，位于立柱11上部的缸体4内形成负压，从油源14吸入液压油，液压油通过位于上部的缸体4底部的第一单向阀1流入缸体4；位于立柱11下部的缸体4内的液压油则在活塞5的挤压下通过第二单向阀2流向储能器15，再经过液压发电装置13进行发电，并最终流向油源。同样，当波浪带动浮体向下运动的时候，在杠杆机构的作用下，与伸缩杆8连接的连杆10向上运动，位于立柱11下部的缸体4内形成负压，从油源14吸入液压油，液压油通过位于下部的缸体4底部的第一单向阀1流入缸体4；位于立柱11上部的缸体4内的液压油则在活塞5的挤压下通过第二单向阀2流向储能器15，再进过液压发电装置13进行发电，并最终流向油源。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。