一种波光发电装置单元的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种波光发电装置单元，包括机架、液压发电机、液压马达、蓄电池、浮筒、第一液压油缸、回油罐和控制装置。液压马达固设在液压发电机上，液压马达的输出轴与液压发电机转子的转轴固连；浮筒的侧壁上固设有连接杆，连接杆的一端设置有第一凸轮，第一凸轮与机架转动连接；第一液压油缸的柱塞的末端与第一凸轮的接触；控制装置包括整流模块和充电器，液压发电机的输出端与整流模块的输入端之间电连接，整流模块和太阳能电池板的输出端均与充电器的输入端之间电连接，充电器的输出端与蓄电池之间电连接。通过设置浮筒、液压油缸、太阳能电池板，同时能吸收并转化波浪能和太阳能，且转化效率高、装置的利用率高。
【专利说明】
一种波光发电装置单元
技术领域
[0001]本实用新型属于利用太阳能和波浪复合式发电的技术领域，具体涉及一种波光发电装置单元。【背景技术】
[0002]随着科学技术的迅猛发展，能源需求及能源紧缺已成为共同关注的课题，被人们广泛使用的煤炭、石油、天然气、水能、木材等常规传统能源随着消耗而日益减少，急需新的能源来替代这些常规能源。海洋占地球总面积的71%，海洋中蕴藏着十分丰富的能源，包括波浪能、潮汐能等。其中波浪能是海洋中取之不尽、用之不竭的一种可再生能源，且波浪能具有储量大、分布广等特点，因此波浪发电一直倍受人们重视和关注，目前已经有不少人尝试着利用一些装置来收集、转化波浪能，最后达到利用波浪能的目的，但是现有的波浪发电装置能量转换效率低。
[0003]太阳能也是可再生能源，且利用太阳能发电的技术已经很成熟，但如何在海洋环境中，利用同一个装置同时转换波浪能和太阳能仍需要解决。
【发明内容】
[0004]本实用新型的目的在于提供一种波光发电装置单元，解决现有技术中波浪发电装置能量转化效率低的技术问题。
[0005]为了解决该技术问题，本实用新型采用如下技术方案:
[0006]—种波光发电装置单元，包括机架、液压发电机、液压马达、蓄电池、浮筒、第一液压油缸、储油罐、回油罐和控制装置;所述液压发电机、液压马达、蓄电池、第一液压油缸、回油罐和控制装置均固定在机架上;液压马达固设在液压发电机上，液压马达的输出轴与液压发电机转子的转轴固连;浮筒为无底的中空壳体结构，浮筒的上端密封设置有上盖板，上盖板上设置有太阳能电池板，浮筒的侧壁上固设有连接杆，所述连接杆异于连接有浮筒的一端设置有第一凸轮，且第一凸轮与机架转动连接;第一液压油缸的柱塞的末端与第一凸轮的接触，通过第一凸轮转动驱动第一液压油缸的柱塞上下运动;第一液压油缸的出油管通过第一单向阀与储油罐的进油孔连通，储油罐的出油孔通过调节阀与液压马达的进油孔连通;液压马达的出油孔通过第二单向阀与回油罐的进油孔连通，回油罐的出油孔通过第三单向阀与第一液压油缸的进油孔连通;所述控制装置包括整流模块和充电器，太阳能电池板的输出端与充电器的输入端之间电连接，液压发电机的输出端与整流模块的输入端之间电连接，整流模块的输出端与充电器的输入端之间电连接，充电器的输出端与蓄电池的输入端之间电连接。
[0007]将该波光发电装置单元漂浮在海面上，因为浮筒为空壳状，其质量相对较轻，易随起伏的波浪上下浮动，而机架上设置有液压发电机、液压马达、蓄电池、浮筒、第一液压油缸、回油罐和控制装置，则质量相对较大，不易随波上下浮动，相对于浮筒更稳定，所以在波浪的带动下浮筒相对机架发生浮动。浮筒随着波浪向上、下浮动时，第一凸轮通过转轴绕机架转动，推动第一液压油缸的柱塞上、下运动，当柱塞向上运动时，第一液压油缸中的油通过出油管经第一单向阀压入储油罐中，储油罐的出油口处设置调节阀，当储油罐中压力超过设定值时，调节阀打开，储油罐中油进入液压马达中，高压油的作用使液压马达的输出轴转动，从而带动液压发电机转轴旋转，产生不规则电流，液压马达中的油经过第二单向阀流进回油罐；当第一液压油缸的柱塞向下运动时，油缸中呈真空状，则回油罐中的油通过第三单向阀被吸入第一液压油缸中。如此循环，将海洋中的波浪能被吸收并转化为电能。液压发电机产生的为不规则电流，不方便储存，为此将液压发电机产生的不规则电流经过控制装置的整流模块转化为直流电，再经过充电器将电能储存在蓄电池中，液压油缸的能耗小、转化效率高。另外，浮筒上的太阳能电池板接收太阳太照射，将太阳能转化为电能，并经过充电器将电能储存在蓄电池中。利用该装置同时能吸收并转化波浪能和太阳能这两种可再生能源，且转化效率高、装置的利用率高。
[0008]因为浮筒质量较轻，则漂浮在海面上，浮筒的下半部在水中，上半部在水面上，通过在浮筒的上端密封设置上盖板，则浮筒的空腔中下半部浸入水中，而上半部封有空气，随着浮筒的浮动，进入浮筒空腔中的空气增多，则浮筒空腔中空气的压强变大，将浮筒向上顶起，升高了浮筒重心，则浮筒上下浮动的幅度增大，导致第一凸轮的偏转角度增大，则每次第一液压油缸的排出与吸入的油量增多，则提高了液压马达的转速，相应地提高了液压发电机转轴的转速，则进一步提高了波浪能的转化效率。
[0009]进一步改进，因为海洋环境恶劣，时常会有大风浪，浮筒的空腔中上半部封有空气，随着浮筒的浮动，进入浮筒空腔中的空气增多，则浮筒空腔中空气的压强变大，将浮筒向上顶起，升高了浮筒重心，当风浪过大时，容易将浮筒甚至整个波光发电装置单元打翻， 为降低该风险，所述上盖板上设置有与浮筒的空腔连通的孔洞，该孔洞贯穿太阳能电池板， 太阳能电池板上设置有悬挂装置，悬挂装置的上竖直连接有弹簧，所述弹簧的下端连接有封口装置，封口装置密封盖设在孔洞上。当浮筒空腔中空气的压强大于封口装置的重力时， 封口装置被顶起，浮筒空腔中的空气被排出，使浮筒下沉一定高度，则降低了浮筒的重心； 当浮筒空腔中的空气被排出后，封口装置回落盖设在孔洞上。根据设计要求，计算封口装置的重量，防止浮筒被大风浪打翻，保持整个波光发电装置单元能稳定工作。
[0010]进一步改进，所述孔洞为圆形孔洞，封口装置为球形，且球形半径大于圆形孔洞的半径，球形封口装置易与圆形孔洞形成良好的密封效果。
[0011]进一步改进，因为海面上的波浪不是完全标准的上下运动，随着海风波浪可能会左后晃动，为了把波浪中左后晃动的能量也转化成电能，所述机架包括水平板和设置在水平板上的第一安装架、第二安装架和连接柱，所述第一安装架水平转动设置在连接柱上，且第一安装架靠近第二安装架的一端设置有第二凸轮;所述第一液压油缸竖直设置在第一安装架上，第一凸轮通过转轴转动设置在第一安装架的下端;所述第二安装架上水平固设有第二液压油缸，第二液压油缸的柱塞末端与第二凸轮接触，通过第二凸轮转动驱动第二液压油缸的柱塞前后运动;所述第二液压油缸的出油管通过第四单向阀与储油罐中连通，回油罐的出油孔通过第五单向阀与第二液压油缸的进油孔连通。当波浪左右晃动时，第一安装架绕连接柱水平转动，第二凸轮转动驱动第二液压油缸的柱塞前后运动，当第二液压油缸的柱塞向前运动时，第二液压油缸中的油通过出油管经第四单向阀压入储油罐中，且压力超过调节阀的设定值时油进入液压马达中，高压油的作用使液压马达的输出轴转动，从而带动液压发电机转轴旋转，产生不规则电流，液压马达中的油经过第二单向阀流进回油罐;当第二液压油缸的柱塞向下运动时，第二液压油缸中呈真空状，则回油罐中的油通过第五单向阀被吸入第二液压油缸中。通过设置第二液压油缸提高了波浪能的转化效率。
[0012]进一步改进，所述浮筒的水平截面为圆形，且浮筒上下两端大、中间小，呈狭腰形， 圆筒形的浮筒降低了波浪与浮筒碰撞时的能耗，浮筒的下端开口大则利于吸收波浪能，进一步提高波浪能的吸收、转化效率。
[0013]进一步改进，所述机架、浮筒为碳纤维材质制成，降低了整个装置的重量，保证整个装置漂浮在水面上。
[0014]与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果:
[0015]1、本实用新型所述的波光发电装置单元，通过设置浮筒、液压油缸、太阳能电池板，则同时能吸收并转化波浪能和太阳能这两种可再生能源，且转化效率高、装置的利用率尚。
[0016]2、通过在盖板上设置有与浮筒的空腔连通的孔洞，当浮筒空腔中空气的压强大于封口装置的重力时，封口装置被顶起，浮筒空腔中的空气被排出，使浮筒下沉一定高度，则降低了浮筒的重心，防止浮筒被大风浪打翻，保持整个波光发电装置单元能稳定工作。
[0017]3、通过设置第二液压油缸，则可以吸收并转化波浪的左右晃动的能量，提高了波浪能的转化效率。
[0018]4、机架、浮筒为碳纤维材质制成，降低了整个装置的重量，保证整个装置漂浮在水面上。
[0019]5、通过将浮筒的水平截面设计为圆形，浮筒上下两端大、中间小，圆筒形的浮筒降低了波浪与浮筒碰撞时的能耗，浮筒的下端开口大则利于吸收波浪能，进一步提高波浪能的吸收、转化效率。【附图说明】
[0020]图1为本实用新型所述波光发电装置单元的结构示意图。
[0021]图2为图1的正视图。[〇〇22]图3为浮筒的结构示意图。【具体实施方式】
[0023]为使本实用新型的目的和技术方案更加清楚，下面将结合本实用新型实施例对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述。[〇〇24]本实用新型所述的一种波光发电装置单元包括机架1、水平板11、第一安装架12、 第二凸轮121、第二安装架13、连接柱14、液压发电机3、液压马达2、蓄电池4、浮筒5、连接杆 51、第一凸轮52、封口装置53、太阳能电池板6、第一液压油缸7、第二液压油缸15、储油罐8、 回油罐9和控制装置10等技术特征。
[0025]如图1-3所示，一种波光发电装置单元，包括机架、液压发电机、液压马达、蓄电池、 浮筒、第一液压油缸、第二液压油缸、储油罐、回油罐和控制装置;所述液压发电机、液压马达、蓄电池、第一液压油缸、第二液压油缸、储油罐、回油罐和控制装置均固定在机架上。
[0026]所述液压马达固设在液压发电机上，液压马达的输出轴与液压发电机转子的转轴固连;浮筒为无底的中空壳体结构，浮筒的水平截面为圆形，且浮筒上下两端大、中间小，呈狭腰形，浮筒的上端密封设置有上盖板，上盖板上设置有太阳能电池板，上盖板上设置有与浮筒的空腔连通的圆形孔洞，该孔洞贯穿太阳能电池板，太阳能电池板上设置有悬挂装置， 悬挂装置的上竖直连接有弹簧，弹簧的下端连接有球形封口装置，球形封口装置密封盖设在孔洞上;所述浮筒的侧壁上固设有连接杆，所述连接杆异于连接有浮筒的一端设置有第一凸轮。
[0027]所述机架包括水平板和设置在水平板上的第一安装架、第二安装架和连接柱，所述第一安装架水平转动设置在连接柱上，且第一安装架靠近第二安装架的一端设置有第二凸轮;所述第一液压油缸竖直设置在第一安装架上，第一凸轮通过转轴转动设置在第一安装架的下端。
[0028]第一液压油缸的柱塞的末端与第一凸轮的接触，通过第一凸轮转动驱动第一液压油缸的柱塞上下运动;第一液压油缸的出油管通过第一单向阀与储油罐的进油孔连通，储油罐的出油孔与液压马达的进油孔连通;液压马达的出油孔通过第二单向阀与回油罐的进油孔连通，回油罐的出油孔通过第三单向阀与第一液压油缸的进油孔连通;所述第二安装架上水平固设有第二液压油缸，第二液压油缸的柱塞末端与第二凸轮接触，通过第二凸轮转动驱动第二液压油缸的柱塞前后运动;第二液压油缸的出油管通过第四单向阀与储油罐的进油孔连通，回油罐的出油孔通过第五单向阀与第二液压油缸的进油孔连通。
[0029]所述控制装置包括整流模块和充电器，太阳能电池板的输出端与充电器的输入端之间电连接，液压发电机的输出端与整流模块的输入端之间电连接，整流模块的输出端与充电器的输入端之间电连接，充电器的输出端与蓄电池的输入端之间电连接。所述机架、浮筒为碳纤维材质制成，降低了整个装置的重量，保证整个装置漂浮在水面上。
[0030]将该波光发电装置单元漂浮在海面上，因为浮筒为空壳状，其质量相对较轻，易随起伏的波浪上下浮动，而机架上设置有液压发电机、液压马达、蓄电池、浮筒、第一液压油缸、储油罐、回油罐和控制装置，则质量相对较大，不易随波上下浮动，相对于浮筒更稳定， 所以在波浪的带动下浮筒相对机架发生浮动。[0031 ]浮筒随着波浪向上、下浮动时，第一凸轮通过转轴绕机架转动，推动第一液压油缸的柱塞上、下运动，当柱塞向上运动时，第一液压油缸中的油通过出油管经第一单向阀压入储油罐中，储油罐的出油口处设置调节阀，当储油罐中压力超过设定值时，调节阀打开，储油罐中油进入液压马达中，高压油的作用使液压马达的输出轴转动，从而带动液压发电机转轴旋转，产生不规则电流，液压马达中的油经过第二单向阀流进回油罐；当第一液压油缸的柱塞向下运动时，油缸中呈真空状，则回油罐中的油通过第三单向阀被吸入第一液压油缸中。同时为了把波浪中左后晃动的能量也转化成电能，当波浪左右晃动时，第一安装架绕连接柱水平转动，第二凸轮转动驱动第二液压油缸的柱塞前后运动。
[0032]当第二液压油缸的柱塞向前运动时，第二液压油缸中的油通过出油管经第四单向阀压入储油罐液中，进而进入液压马达中，高压油的作用使液压马达的输出轴转动，从而带动液压发电机转轴旋转，产生不规则电流，液压马达中的油经过第二单向阀流进回油罐;当第二液压油缸的柱塞向下运动时，第二液压油缸中呈真空状，则回油罐中的油通过第五单向阀被吸入第二液压油缸中。如此循环，将海洋中的波浪能吸收并转化为电能。
[0033]液压发电机产生的为不规则电流，不方便储存，为此将液压发电机产生的不规则电流经过控制装置的整流模块转化为直流电，再经过充电器将电能储存在蓄电池中，液压油缸的能耗小、转化效率高。
[0034]另外，浮筒上的太阳能电池板接收太阳太照射，将太阳能转化为电能，并经过充电器将电能储存在蓄电池中。利用该装置同时能吸收并转化波浪能和太阳能这两种可再生能源，且转化效率高、装置的利用率高。
[0035]因为浮筒质量较轻，则漂浮在海面上，浮筒的下半部在水中，上半部在水面上，通过在浮筒的上端密封设置上盖板，则浮筒的空腔中下半部浸入水中，而上半部封有空气，随着浮筒的浮动，进入浮筒空腔中的空气增多，则浮筒空腔中空气的压强变大，将浮筒向上顶起，升高了浮筒重心，则浮筒上下浮动的幅度增大，导致第一凸轮的偏转角度增大，则每次第一液压油缸的排出与吸入的油量增多，则提高了液压马达的转速，相应地提高了液压发电机转轴的转速，则进一步提高了波浪能的转化效率。
[0036]但是当风浪过大时，容易将重心较高的浮筒甚至整个波光发电装置单元打翻，为降低该风险，所述上盖板上设置有与浮筒的空腔连通的孔洞，该孔洞贯穿太阳能电池板，太阳能电池板上设置有悬挂装置，悬挂装置的上竖直连接有弹簧，所述弹簧的下端连接有球形封口装置，球形封口装置密封盖设在圆形孔洞上。
[0037]当浮筒空腔中空气的压强大于封口装置的重力时，球形封口装置被顶起，浮筒空腔中的空气被排出，使浮筒下沉一定高度，则降低了浮筒的重心；当浮筒空腔中的空气被排出后，球形封口装置回落盖设在孔洞上。根据设计要求，计算封口装置的重量，防止浮筒被大风浪打翻，保持整个波光发电装置单元能稳定工作。[〇〇38]本实用新型中未做特别说明的均为现有技术或者通过现有技术即可实现，而且本实用新型中所述具体实施案例仅为本实用新型的较佳实施案例而已，并非用来限定本实用新型的实施范围。即凡依本实用新型申请专利范围的内容所作的等效变化与修饰，都应作为本实用新型的技术范畴落。
【主权项】
1.一种波光发电装置单元，其特征在于，包括:机架；液压发电机，所述液压发电机固定在机架上；蓄电池，所述蓄电池设置在机架上；液压马达，所述液压马达固设在液压发电机上，液压马达的输出轴与液压发电机转子 的转轴固连；浮筒，所述浮筒为无底的中空壳体结构，浮筒的上端密封设置有上盖板，上盖板上设置 有太阳能电池板，浮筒的侧壁上固设有连接杆，所述连接杆异于连接有浮筒的一端设置有 第一凸轮，且第一凸轮与机架转动连接；第一液压油缸，所述第一液压油缸设置在机架上，第一液压油缸的柱塞的末端与第一 凸轮接触，通过第一凸轮转动驱动第一液压油缸的柱塞上下运动；储油罐、回油罐，所述储油罐、回油罐设置在机架上，第一液压油缸的出油管通过第一 单向阀与储油罐的进油孔连通，储油罐的出油孔通过调节阀与液压马达的进油孔连通;液 压马达的出油孔通过第二单向阀与回油罐的进油孔连通，回油罐的出油孔通过第三单向阀 与第一液压油缸的进油孔连通；控制装置，所述控制装置设置在机架上，控制装置包括整流模块和充电器，太阳能电池 板的输出端与充电器的输入端之间电连接，液压发电机的输出端与整流模块的输入端之间 电连接，整流模块的输出端与充电器的输入端之间电连接，充电器的输出端与蓄电池的输 入端之间电连接。2.根据权利要求1所述的波光发电装置单元，其特征在于，所述上盖板上设置有与浮筒 的空腔连通的孔洞，该孔洞贯穿太阳能电池板，上盖板上设置有悬挂装置，悬挂装置上竖直 连接有弹簧，所述弹簧的下端连接有封口装置，封口装置密封盖设在孔洞上。3.根据权利要求2所述的波光发电装置单元，其特征在于，所述孔洞为圆形孔洞，封口 装置为球形。4.根据权利要求1-3中任一项所述的波光发电装置单元，其特征在于，所述机架包括水 平板和设置在水平板上的第一安装架、第二安装架和连接柱，所述第一安装架水平转动设 置在连接柱上，且第一安装架靠近第二安装架的一端设置有第二凸轮;所述第一液压油缸 竖直设置在第一安装架上，第一凸轮通过转轴转动设置在第一安装架的下端；所述第二安装架上水平固设有第二液压油缸，第二液压油缸的柱塞末端与第二凸轮接 触，通过第二凸轮的转动驱动第二液压油缸的柱塞前后运动；所述第二液压油缸的出油管通过第四单向阀与储油罐的进油孔连通，回油罐的出油孔 通过第五单向阀与第二液压油缸的进油孔连通。5.根据权利要求4所述的波光发电装置单元，其特征在于，所述浮筒的水平截面为圆 形，且浮筒上下两端大、中间小。6.根据权利要求5所述的波光发电装置单元，其特征在于，所述机架、浮筒为碳纤维材 质制成。7.根据权利要求4所述的波光发电装置单元，其特征在于，所述机架、浮筒为碳纤维材 质制成。
【文档编号】F03B13/20GK205584067SQ201620092814
【公开日】2016年9月14日
【申请日】2016年1月31日
【发明人】娄保东
【申请人】南京乐朋电子科技有限公司