本发明专利技术公开了一种波浪能发电装置，包括主体结构、发电机组和活塞组件，所述主体结构为空心柱体结构，底部沿周向具有外沿，外沿的下端均匀固定有若干支撑柱，支撑柱固定在近海处水域；主体结构上端空腔被中间隔板分成上液压缸和下液压缸，所述活塞组件由上端活塞、连接活塞和下端储水活塞组成，下端储水活塞内具有储水空腔；中间隔板的中心安装有空心支撑柱，所述发电机组通过发电机组安装支架安装在空心支撑柱内部上端，空心支撑柱的顶部开设有与上液压缸内空腔相通的通道；空心支撑柱的两侧对称安装有柱塞，柱塞穿过中间隔板上开设的回油孔。本发明专利技术能量利用率高，占地面积较小，发电效率高，易于拆卸和零件更换，维护成本低。
【技术实现步骤摘要】
一种波浪能发电装置
本专利技术涉及一种发电装置，具体涉及一种波浪能发电装置，属于新能源发电
技术介绍
波浪能来自于风力，风力作用于海水经过千里万里来给波浪带来的加速，使波浪具有很大的能量，但是由于波浪能具有较大的脉动性，因此无法应用至发电系统，在能量转换装置将俘获的波浪能转化为机械能后，通常还需要在发电机和波浪能量转换装置之间设置能量输出系统来削峰填谷，从而稳定发电机的输入功率，这种系统不仅结构复杂，而且转换效率低。申请号为201711042907.4的中国专利技术专利提供了一种液压式波浪发电装置，采用浮体收集波浪的上下浮动，并通过浮体和发电机之间的动力转换装置将能量转换为电能，动力转换装置包括液压缸、第一控制阀、蓄能器、油箱和液压马达，浮体上下浮动带动液压缸的活塞杆上下运动；液压缸的活塞杆上下运动将油箱中的液压油通过控制阀泵送至蓄能器中，蓄能器中的液压油驱动液压马达转动；液压马达动力连接发电机并能驱动发电机发电工作，通过采用持续供油的液压缸，采集了波浪的能量，并且通过蓄能器和液压马达对发电机单方向地驱动发电。这种发电系统通过液压系统油路来进行蓄能发电，能量依次转换为机械能、液压能、机械能和电能，中间经历了多个能量转换阶段，大大降低了发电效率；同时需要设置电磁阀等电力控制部件，一旦某个部件发生故障就会造成整体系统无法实现发电，稳定性较差；装置中浮体置于上部，与发电设备分离，占地面积大，成本较高。且现有技术中波浪能发电所采用的发电机大多是双向转动，通过发电机内部线圈转动，切割磁感线，开始发电工作，然而发电机双向转动时需要经过：单向转动—单向转动制动—反方向启动—反方向转动的过程，制动过程中需要克服的巨大惯量，造成能量的损耗及发电机零部件的磨损。
技术实现思路
为了克服现有技术存在的各种不足，本专利技术提供一种波浪能发电装置，能量利用率高，占地面积较小，成本较低，发电效率高。为了解决上述问题，本专利技术一种波浪能发电装置，包括主体结构、发电机组和活塞组件，所述主体结构为空心柱体结构，底部沿周向具有外沿，外沿的下端均匀固定有若干支撑柱，支撑柱固定在近海处水域；主体结构上端空腔被中间隔板分成上液压缸和下液压缸，所述活塞组件由上端活塞、连接活塞和下端储水活塞组成，上活塞的表面积小于下端储水活塞的表面积，上端活塞设置在下液压缸内，其外径与下液压缸内径相匹配并在上端活塞与下液压缸接触部位设至密封圈，下液压缸空腔的底部固定有限位环用于限制上端活塞的行程，上端活塞与下端储水活塞之间通过连接活塞相连，下端储水活塞内具有储水空腔，储水空腔的底部开设有注水孔，注水孔通过储水柱塞和密封橡胶圈封堵密封；中间隔板的中心安装有空心支撑柱，所述发电机组通过发电机组安装支架安装在空心支撑柱内部上端，空心支撑柱的顶部开设有与上液压缸内空腔相通的通道；空心支撑柱的两侧对称安装有柱塞，柱塞穿过中间隔板上开设的回油孔，且在柱塞的下端固定有锥形橡胶塞，锥形橡胶塞的底部固定有永久强磁铁，柱塞上部套装有压缩弹簧，压缩弹簧的底部与中间隔板固定，压缩弹簧的上端与柱塞顶部的限位板相连；所述中间隔板为非导磁材料制成，所述上端活塞由导磁材料制成，下液压缸的空腔内装有液压油。初始状态时，柱塞受到柱塞自身重力、压缩弹簧的弹性力和液压油向上的浮力共同作用，使柱塞底部的锥形橡胶塞封堵在中间隔板的两个回油孔处；下端储水活塞内的储水空腔根据需要装入一定量的水，由于本装置被设置在近海处水域，因此当涨潮或者波浪来袭时，随着装置被水淹的深度增加，即活塞的排水体积增加，活塞受到一个向上的浮力，当浮力大于活塞组件的重力时候就会推动活塞组件整体上移，随着上端活塞上移，柱塞受到弹簧向上的力、和下液压缸与上液压缸之间的压强差产生的向上的力的合力，此时锥形橡胶塞紧紧堵住回油孔，下液压缸内的液压油只能通过空心支撑柱进入上液压缸，液压油向上流动时流经发电机组带动发电机组产生电能；随着上端活塞与柱塞下端永久强磁铁之间距离的靠近，二者之间的磁吸力也逐渐增大，当磁吸力与重力的合力大于压缩弹簧的弹性力和上、下液压缸压强差产生的合力时，柱塞底部的锥形橡胶塞会脱离回油孔并带动柱塞向下移动并紧贴于上端活塞的上表面；随着回潮或者波浪的下降，活塞受到的浮力逐渐减小，由于活塞自身的重力作用克服压缩弹簧的弹性力从而使得活塞组件整体下移，且随着活塞的下移，下液压缸内压强减小，上液压缸内的液压油在重力和压强差的作用下通过回油孔流入到下液压缸，完成一个自循环的发电过程；当活塞组件下降到一定距离时，上端活塞与柱塞底部的永久强磁铁之间的磁力逐渐变小，柱塞由于压缩弹簧的弹性恢复力作用上移直至锥形橡胶塞恢复封堵回油孔；下一个波浪或者涨潮来袭时重复上述发电过程。为了使活塞组件始终保持在竖直方向运动，防止活塞组件移动过程中对主体结构和密封圈之间产生侧向力造成活塞密封失效，下端储水活塞的的四周开设有若干滑轨导向孔，主体结构底部外沿的下端固定有若干滑轨，滑轨的下端通过滑轨支架固定在支撑柱内侧，下端储水活塞通过滑轨导向孔穿过滑轨并沿着滑轨上下移动。为了限定活塞组件的运动范围，同时使活塞组件在运动到上下极限位置时能起到缓冲作用，防止上端活塞在与永久强磁铁接触瞬间产生过大的冲击力，破环永久强磁铁,所述滑轨的上下两侧安装有可以调整移动的限位环，上限位环下部和下限位环的上部均为橡胶材质，永久强磁铁下部具有橡胶圆环。上限位环和下限位环均可以在滑轨上上下移动，并在任意所需位置固定，具体的，限位环与滑轨之间可以通过螺纹连接的形式。进一步的，为了缓冲上端活塞运动到下极限位置时与限位环之间的冲击力，限位环上端设有橡胶缓冲垫。为了对主体结构内部的发电机组进行保养维修，所述主体机构的上端为开口结构，并通过上盖以及上盖密封圈密封，上盖的顶部还具有挂耳。为了防止活塞组件向上运动时将一部分水带入下液压缸内的空腔，限位环与上端活塞接触位置处设有动密封。优选的，所述储水柱塞可以为电磁阀，电磁阀与储水腔注水系统相连，支撑柱的下端安装液位传感器，液位传感器将当前水位信号输送至控制器，控制器通过测定当前的水位数据来调整储水腔内的水体重量。通过调整活塞组件整体重量来调节浮体上下运动范围，以此来适应波浪大小随白天晚上以及季节的变化的情况，更好适应不同大小的波浪，使不同时段的发电效率得到优化，进一步提高发电效率。所述发电机组为小型水力发电机组，发电机组上端固定有驱动其发电的螺旋桨。本专利技术还可以采用其他形式的水力驱动发电机组。本专利技术利用下端储水活塞增加排水体积从而增加浮力，增加发电量，使得波浪能源得到充分利用；并通过大缸径液压缸的短位移行程转化为发电机组外空心支撑柱的长小直径通道的长行程，从而为发电机组提供持续稳定的驱动力，所采用的液压缸无需很长既可以达到持续稳定发电的目的，大大降低了成本；本专利技术通过调节下端储水活塞的水量来调节浮体重力大小，使活塞组件初始位置可以变化进而可以调节活塞的运动范围，以提高对于不同高度波浪的利用率；中间隔板上设置的回油孔和活动柱塞可以使液压缸内的液压油连续循环使用，无需额外的驱动力既可保证发电机组能够获得较为平稳的具有压力的液压油，从而使发电机组可以持续稳定的获得发电驱动力；本专利技术与其他波浪能发电装置相比，结构简单，且无需其他电力控制环节和传感器，性能本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种波浪能发电装置，其特征在于，包括主体结构(1)、发电机组(2)和活塞组件(3)，所述主体结构为(1)空心柱体结构，底部沿周向具有外沿(4)，外沿(3)的下端均匀固定有若干支撑柱(5)，支撑柱(5)固定在近海处水域；主体结构(1)上端空腔被中间隔板(8)分成上液压缸(1.1)和下液压缸(1.2)，所述活塞组件(3)由上端活塞(3.1)、连接活塞(3.2)和下端储水活塞(3.3)组成，上活塞(3.1)的表面积小于下端储水活塞(3.3)的表面积，上端活塞(3.1)设置在下液压缸(1.2)内，其外径与下液压缸(1.2)内径相匹配并在上端活塞(3.1)与下液压缸(1.2)接触部位设至密封圈(6)，下液压缸(1.2)空腔的底部固定有限位环(7)用于限制上端活塞(3.1)的行程，上端活塞(3.1)与下端储水活塞(3.3)之间通过连接活塞(3.2)相连，下端储水活塞(3.3)内具有储水空腔(3.4)，储水空腔(3.4)的底部开设有注水孔(3.5)，注水孔(3.5)通过储水柱塞(3.6)和密封橡胶圈(3.7)封堵密封；中间隔板(8)的中心安装有空心支撑柱(9)，所述发电机组(2)通过发电机组安装支架(10)安装在空心支撑柱(9)内部上端，空心支撑柱(9)的顶部开设有与上液压缸(1.1)内空腔相通的通道；空心支撑柱(9)的两侧对称安装有柱塞(11)，柱塞(11)穿过中间隔板(8)上开设的回油孔(12)，且在柱塞(11)的下端固定有锥形橡胶塞(13)，锥形橡胶塞(13)的底部固定有永久强磁铁(14)，柱塞(11)上部套装有压缩弹簧(15)，压缩弹簧(15)的底部与中间隔板(8)固定，压缩弹簧(15)的上端与柱塞(11)顶部的限位板(16)相连；所述中间隔板(8)为非导磁材料制成，所述上端活塞(3.1)由导磁材料制成，下液压缸(1.2)的空腔内装有液压油。...
【技术特征摘要】
1.一种波浪能发电装置，其特征在于，包括主体结构(1)、发电机组(2)和活塞组件(3)，所述主体结构为(1)空心柱体结构，底部沿周向具有外沿(4)，外沿(3)的下端均匀固定有若干支撑柱(5)，支撑柱(5)固定在近海处水域；主体结构(1)上端空腔被中间隔板(8)分成上液压缸(1.1)和下液压缸(1.2)，所述活塞组件(3)由上端活塞(3.1)、连接活塞(3.2)和下端储水活塞(3.3)组成，上活塞(3.1)的表面积小于下端储水活塞(3.3)的表面积，上端活塞(3.1)设置在下液压缸(1.2)内，其外径与下液压缸(1.2)内径相匹配并在上端活塞(3.1)与下液压缸(1.2)接触部位设至密封圈(6)，下液压缸(1.2)空腔的底部固定有限位环(7)用于限制上端活塞(3.1)的行程，上端活塞(3.1)与下端储水活塞(3.3)之间通过连接活塞(3.2)相连，下端储水活塞(3.3)内具有储水空腔(3.4)，储水空腔(3.4)的底部开设有注水孔(3.5)，注水孔(3.5)通过储水柱塞(3.6)和密封橡胶圈(3.7)封堵密封；中间隔板(8)的中心安装有空心支撑柱(9)，所述发电机组(2)通过发电机组安装支架(10)安装在空心支撑柱(9)内部上端，空心支撑柱(9)的顶部开设有与上液压缸(1.1)内空腔相通的通道；空心支撑柱(9)的两侧对称安装有柱塞(11)，柱塞(11)穿过中间隔板(8)上开设的回油孔(12)，且在柱塞(11)的下端固定有锥形橡胶塞(13)，锥形橡胶塞(13)的底部固定有永久强磁铁(14)，柱塞(11)上部套装有压缩弹簧(15)，压缩弹簧(15)的底部与中间隔板(8)固定，压缩弹簧(15)的上端...
【专利技术属性】
技术研发人员：汪涛，杜浩浩，
申请(专利权)人：汪涛，
类型：发明
国别省市：江苏,32
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