一种防浪高效发电型海上风力发电机的制作方法

本发明涉及风能发电相关技术领域，尤其涉及一种防浪高效发电型海上风力发电机。

背景技术：

风能是一种清洁可再生能源，现有技术中往往通过风力发电机将风能转化为电能以供人们使用。

为追求较高的能量转化效率，常在风力发电机的支撑杆上端设置风向标等感应器以使发电机叶片始终与风向正对，来获得强力的风能。而对于海上的风力发电设备来说，由于海上风浪较大，风吹动的海浪会不断拍击风力发电机的支撑杆，易引起支撑杆产生振动，最终影响风向标判断误差而影响风能转化效率。据此，本申请文件提出一种防浪高效发电型海上风力发电机。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种防浪高效发电型海上风力发电机。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种防浪高效发电型海上风力发电机，包括支撑柱，所述支撑柱上安装有风轮，所述支撑柱上还安装有与风轮配合的发电组件，所述支撑柱外套设有锚固在海底的橡胶筒，所述橡胶筒的侧壁开设有环形槽，所述环形槽内填充有液压油，所述支撑柱的侧壁开设有驱动槽，所述驱动槽内转动连接有转轮，且所述转轮的圆周侧壁等间距开设有多个楔形槽，所述驱动槽与环形槽之间分别连通有单向进液管与单向回液管，所述支撑柱的侧壁还开设有第一回转槽，所述第一回转槽内转动连接有励磁线圈，所述励磁线圈耦合在发电组件的供电电路中，且所述励磁线圈通过转轴与转轮同轴固定连接，所述支撑柱的侧壁上固定连接有两个永磁铁，且两个所述永磁铁沿支撑柱的竖直轴线对称设置。

优选地，所述橡胶筒的上端固定连接有环形座，所述环形座的侧壁开设有储液槽，所述储液槽的侧壁开设有单向进水孔，所述环形座与支撑柱之间设有防水橡胶圈，所述支撑柱的侧壁开设有第二回转槽，所述第二回转槽转动连接有闭合线圈，所述支撑柱的侧壁开设有圆形槽，所述圆形槽内安装有驱动闭合线圈转动的驱动装置。

优选地，所述驱动装置包括转动连接在圆形槽内的水轮，所述闭合线圈通过转动杆与水轮同轴固定连接，所述圆形槽与储液槽之间通过进水管连通，所述圆形槽的内底部设有排水管，所述排水管的侧壁开设有多个通孔。

本发明具有以下有益效果：

1、通过在支撑柱外套设橡胶筒，且橡胶筒锚固在海底并与支撑柱保持一定间隙，使翻涌的海浪拍击在橡胶筒上，有效防止海浪击打支撑柱产生振动而影响风向判断，提高风能转化效率；

2、通过设置弹性良好的橡胶筒，可在海浪拍打橡胶筒时，使环形槽内液压油沿单向进液管及单向回液管单向循环流动，并推动转轮及励磁线圈转动，如此可将海浪的动能转化为电能，提高海上风力发电机的发电效率；

3、通过在支撑柱外设置橡胶筒，可将海水与支撑柱进行阻隔，有效防止海水对支撑柱侵蚀，大大延长风力发电机的使用寿命；

4、通过设置环形座与储液槽，在海浪翻涌时，海水将由单向进水孔流入储液槽，并在重力作用下沿出水管—圆形槽—排水管流动，并推动水轮及闭合线圈转动，如此可将海浪翻涌升高后的势能转化为电能，进一步提高海上风力发电机的发电效率。

附图说明

图1为本发明提出的实施例一的结构示意图；

图2为图1中的a处结构放大示意图；

图3为图2中的b-b处剖视结构示意图；

图4为本发明提出的实施例二的结构示意图；

图5为图4中的c处结构放大示意图；

图6为图5中的d-d处剖视结构示意图。

图中：1支撑柱、2风轮、3橡胶筒、31环形槽、4驱动槽、5转轮、6第一回转槽、7励磁线圈、8单向进液管、9单向回液管、10永磁铁、11环形座、12储液槽、121单向进水孔、13圆形槽、14进水管、15排水管、151通孔、16水轮、17第二回转槽、18闭合线圈。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

实施例一：

参照图1-3，一种防浪高效发电型海上风力发电机，包括支撑柱1，支撑柱1上安装有风轮2，支撑柱1上还安装有与风轮2配合的发电组件，支撑柱1外套设有锚固在海底的橡胶筒3，橡胶筒3的侧壁开设有环形槽31，环形槽31内填充有液压油，支撑柱1的侧壁开设有驱动槽4，驱动槽4内转动连接有转轮5，且转轮5的圆周侧壁等间距开设有多个楔形槽51，具体的，如图3所示，楔形槽51的斜向内壁沿同一方向分布，如此可在液压油挤入时将会对对楔形槽51内壁产生一个斜向推力，使转轮5能够发生逆时针转动。

驱动槽4与环形槽31之间分别连通有单向进液管8与单向回液管9，单向进液管8只允许液压油从环形槽31流入驱动槽4内，单向回液管9只允许液压油从驱动槽4流入环形槽31内，具体在管内安装单向阀即可。

支撑柱1的侧壁还开设有第一回转槽6，回转槽6内转动连接有励磁线圈7，励磁线圈7耦合在发电组件的供电电路中，且励磁线圈7通过转轴与转轮5同轴固定连接，支撑柱1的侧壁上固定连接有两个永磁铁10，且两个永磁铁41沿支撑柱1的竖直轴线对称设置。两个永磁铁41的磁极均位于水平方向上，且两个永磁铁41的异名磁极相对，如图2所示，两个永磁铁41之间可形成水平方向的磁场线。

由于海浪在形成时是呈一阵阵的，因此各阵海浪之间存在一定的时间间隔。在本方案中，海浪袭来时，将会拍击橡胶筒3并使环形槽31的内壁凹陷，环形槽31内部容积减小，并将环形槽31内的液压油由单向进液管8挤入驱动槽4中，而在海浪袭击间隔中，橡胶筒3在自身弹力作用下恢复，环形槽31容积随之增大并挤入驱动槽4内的液压油抽回环形槽31中。如此可在阵阵海浪袭来时，迫使液压油沿单向进液管8—驱动槽4—单向回液管9单向循环流动，而在此过程中，不断流入驱动槽4内的液压油将会推动转轮5转动，并带动与转轮5同轴设置的励磁线圈7在两个永磁铁10产生的磁场之间转动，励磁线圈7的竖直线圈部分将会切割沿水平方向分布的磁感线，如此可产生感应电流并供向发电组件的供电电路中，既避免海浪冲击支撑柱1产生振动而影响风向判断，同时又将海浪的动能转化为电能，变废为利，大大提高海上风力发电机的发电效率。

实施例二：

参照图4-6，与实施例一不同的是，橡胶筒3的上端固定连接有环形座11，环形座11的侧壁开设有储液槽12，储液槽12的侧壁开设有单向进水孔121，单向进水孔121只允许海水从储液槽12流入储液槽12内，具体在孔内安装单向阀即可。环形座11与支撑柱1之间设有防水橡胶圈，以防止海水接触支撑柱1，避免海水侵蚀支撑柱1。支撑柱1的侧壁开设有第二回转槽17，第二回转槽17内转动连接有闭合线圈18，支撑柱1的侧壁开设有圆形槽13，圆形槽13内安装有驱动闭合线圈18转动的驱动装置。参照图6，两个永磁铁10分别在第二回转槽17的前方、后方，它们之间形成的水平磁场线也沿前后水平分别，在闭合线圈18沿水轮16轴心转动时，闭合线圈18的左右方向的线圈部分可与磁场线垂直切割。

驱动装置包括转动连接在圆形槽13内的水轮16，闭合线圈18通过转动杆与水轮16同轴固定连接，圆形槽13与储液槽12之间通过进水管14连通，圆形槽13的内底部设有排水管15，排水管15的侧壁开设有多个通孔151。需要说明的是，进水管14的管径较小，以保证进水管14需要较长的时间才将储液槽12内的海水排完，从而保证在进水管14未将一次翻涌的海水排完时，又有一阵海浪袭来并将储液槽12填满。为解决进水管14排水量较小而使水轮16转速较慢，具体在实施时，可使水轮16与闭合线圈18通过加速齿轮组来传动连接，使闭合线圈18获得较大的转速即可。

进一步的，由于设备成本及建造问题，海上风力发电机往往设置在立海岸较近的浅水区，而浅水区力岸边居民较近，因此该区域海水往往受人类生活影响，使得该区域海水往往富营养化，含有大量的氮、磷等元素。通过在排水管15上设置多个通孔151，在海水沿排水管15排出的过程中，由于管内海水流速快压强小，而管外大气压较大，可在海水流动过程中，将管外空气通过通孔151挤入排水管15内并与海水充分混合后排入海内，从而可提高浅水区海水的含氧量，以促进浅水区各海洋微生物的分解活动，来消耗富营养元素，从而使本装置还具有促进浅水区海水净化的功效。

在本实施例中，翻涌而起的海浪在冲击至环形座11时，海上还会通过单向进水孔121流入储液槽12内，并在重力作用下沿进水管14流入圆形槽13内，推动水轮16转动后再从排水管15排出。水轮16循环转动时可使闭合线圈18同步转动，如图6所示，闭合线圈18的左右水平方向上的线圈部分可切割前后水平方向上的磁场线，从而在闭合线圈18内产生感应电流，从而将翻涌而起海水的重力势能转化为电能，进一步提高海水风力发电机的发电效率；

此外值得一提的是，由于海上风浪的不稳定性，因此风力发电机产生的电流往往也是不稳定的，因此无法直接使用，只能通过发电组件将电能存储为蓄电池的电能，再通过蓄电池供向城市供电电路中使用。而在本实施例中，由于进水管14排水量恒定不变，因此水轮16将匀速转动，闭合线圈18也将匀速转动，如此可在不变的磁场下产生稳定的电流，可以直接连接城市供电电路进行使用，而无需供向发电组件的供电电路来存储为蓄电池电能，大大降低能量转化过程中的损失，使得本装置具有较高的能量转化效率。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。