一种用于桥墩的侧向支撑式压电型波浪能转换装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供了一种用于桥墩的侧向支撑式压电型波浪能转换装置，包括套置在桥墩外的浮力套筒、套置在浮力套筒外的漂浮体，浮力套筒外表面设有多层压电薄膜，浮力套筒上下两端设有桥墩径向的凸起，该凸起朝向漂浮体，浮力套筒内表面与桥墩外表面之间设有多个浮力球和多个固定浮力球的固定支架，固定支架与浮力套筒内表面连接处设有多层压电薄膜，压电薄膜通过导线与充电电池或照明灯或警示装置连接；与现有技术相比，本实用新型专利技术一种用于桥墩的侧向支撑式压电型波浪能转换装置波浪能转换率高、结构简单、环境适应性强、成本低。

A piezoelectric wave energy conversion device with lateral support for bridge piers

【技术实现步骤摘要】
一种用于桥墩的侧向支撑式压电型波浪能转换装置
本技术涉及波浪能
，具体是一种用于桥墩的侧向支撑式压电型波浪能转换装置。
技术介绍
波浪能转换装置通常用于将海洋波浪的各种运动产生的动能转换成电能。目前常用的波浪能转换装置根据安装位置分为岸边、近海和远海波浪能转换装置。岸边式波浪能转换装置结构简单，但因泥沙较多，导致能量转换效率较低，如Limpet波浪能转换装置；近海式波浪能转换装置大多为沉浸式波浪能转换装置，成本较低，但因安装在海底，捕获的能量会随着海面高度的变化而变化，且影响海洋生态，如英国的Oyster波浪能转换装置；远海式波浪能转换装置大多为漂浮式波浪能转换装置，可获得较多的能量，但需要高性能的系泊装置，同时，极端气候环境中的自保能力要求较高，且成本较高，如英国的Wavedragon波浪能转换装置。压电材料体积小，重量轻，压电式发电装置具有能量密度大、无电磁干扰、易于加工，便于实现小型化和集成化等诸多优点，具有非常广阔的应用前景。现有技术中，将压电材料应用于波浪能转换装置并不多见，申请号为CN207010576U的技术专利公开一种利用波浪能的新型压电发电装置，通过利用与圆柱杆连接的弹簧对压电陶瓷片进行挤压而发电，适用于水下的洋流，安装较为复杂。与洋流相比，水面波浪能所蕴含的能量更高，产生的电能更多，但很少有水面波浪能转换装置。
技术实现思路
本技术为了解决上述现有技术所存在的不足之处，提供了一种波浪能转换效率高、结构简单、环境适应性强和成本低的波浪能转换装置。本技术提供了一种用于桥墩的侧向支撑式压电型波浪能转换装置，包括套置在桥墩外的浮力套筒、套置在浮力套筒外的漂浮体，其中，浮力套筒外表面设有多层压电薄膜，浮力套筒上下两端设有桥墩径向的凸起，该凸起朝向漂浮体，用于防止漂浮体从浮力套筒脱落，浮力套筒内表面与桥墩外表面之间设有多个浮力球和多个固定浮力球的固定支架，固定支架与浮力套筒内表面连接处设有多层压电薄膜，压电薄膜通过导线与充电电池或照明灯或警示装置连接。与现有技术相比，本申请侧向支撑式压电型波浪能转换装置具有以下优点：(1)与位于水下的洋流相比，采用浮力套筒和漂浮体，可使波浪能转换装置漂浮于水面，波浪能基础能量更高；(2)由于海边的波浪高度时高时低，对波浪能的转换造成一定影响，而本申请将压电薄膜设置在浮力套筒外表面，且在浮力套筒上下两端设有凸起，这样就能限制漂浮体在浮力套筒范围内运动，使漂浮体一直撞击浮力套筒，环境适应性强；(3)在浮力套筒外表面设置多层压电薄膜，可更多地将漂浮体撞击压电薄膜时的动能转换成电能，能量转换效率更高；(4)在浮力套筒内表面与桥墩外表面之间设置浮力球，浮力球吸收浮力套筒对桥墩的撞击能量，降低了浮力套筒对桥墩的破坏，另一方面，浮力球挤压浮力套筒内表面的多层压电薄膜，进一步提高了波浪能转换效率；(5)压电薄膜通过导线将转换来的电能输送到外部，可给电池充电，也可使照明灯或警示装置工作；(6)本申请的波浪能转换装置主要采用浮力套筒、漂浮体、导电薄膜，结构简单、材质要求低、成本低廉，适合大范围使用。进一步地，漂浮体外形可为环形或其它形状，内部结构可为腔体或其他可漂浮水面的结构，材质为橡胶或其它材料，桥墩轴向截面为圆形或其它形状。进一步地，浮力套筒上下两端凸起的高度大于两倍漂浮体到浮力套筒外表面压电薄膜的距离，这是为了防止极端情况下，漂浮体一侧与浮力套筒一侧外表面压电薄膜接触时，漂浮体的另一侧从浮力套筒另一侧脱落，增加了波浪能转换装置的稳定性。进一步地，压电薄膜内设有多个压电元件，多层压电薄膜及每层压电薄膜上的多个压电元件，可进一步将漂浮体和浮力球撞击压电薄膜时动能转换成电能，能量转换效率更高。进一步地，压电薄膜上设有信号电极和接地电极，信号电极与导线连接，接地电极与桥墩连接。进一步地，固定支架通过紧固螺钉固定在浮力套筒内表面，增强了固定支架的稳定性。进一步地，多个浮力球按浮力套筒内表面周向和轴向均匀排列，不仅使桥墩外表面受力更分散，也可使浮力套筒内表面的各段压电薄膜都能够受到挤压，更进一步地提高了波浪能转换效率；另外，浮力套筒可通过多个浮力球在桥墩外表面滑动，可进一步降低桥墩受到的刚性撞击。进一步地，浮力球为弹性的中空球体，增加或减少浮力球数量可调节浮力套筒露出水平面的高度，灵活性更高。再进一步地，压电型波浪能转换装置可用于其他水中建筑物或岸边建筑物。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。图1为实施例中一种用于桥墩1的侧向支撑式压电型波浪能转换装置的侧视透视示意图；图2为实施例中一种用于桥墩1的侧向支撑式压电型波浪能转换装置的俯视示意图；其中，1、桥墩，2、浮力套筒，21、凸起，22、固定支架，23、紧固螺钉，3、环形漂浮体，4、压电薄膜，41、信号电极，42、接地电极，5、浮力球，6、导线。具体实施方式为了进一步理解本技术，下面结合实施例对本技术优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本技术的特征和优点，而不是对本技术权利要求的限制。在本技术中，术语“外表面”、“内表面”、“轴向”、“径向”、“周向”、“上端”、“下端”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，仅用于说明各部件或组成部分之间的相对位置关系，并不特别限定各部件或组成部分的具体安装方位。术语“套置”、“设有”、“连接”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机构连接；可以是直接连接，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。一种用于桥墩1的侧向支撑式压电型波浪能转换装置，如图1、2所示，包括套置在桥墩1外的浮力套筒2、套置在浮力套筒2外的环形漂浮体3，其中，浮力套筒2外表面设有五层压电薄膜4，浮力套筒2上下两端设有桥墩1径向的凸起21，该凸起21朝向环形漂浮体3，用于防止环形漂浮体3从浮力套筒2脱落，凸起21的高度为b，环形漂浮体3与浮力套筒2外表面的压电薄膜4的距离为k，b＞2k。浮力套筒2内表面与桥墩1外表面之间设有32个浮力球5，浮力球5为弹性的中空球体，其中，浮力套筒2内表面设有桥墩1轴向上的两层浮力球5排列，每层浮力套筒2内表面轴向上的浮力球5绕浮力套筒2内表面周向均匀排列16个。每个浮力球5均由浮力套筒2内表面上的固定支架22固定，固定支架22与浮力套筒2内表面连接处设有五层压电薄膜4，浮力套筒2内表面的压电薄膜4不需要铺满浮力套筒2内表面，只需在固定支架22与浮力套筒2内表面连接处铺设即可，节省压电薄膜的用量，固定支架22通过紧固螺钉23固定在浮力套筒2内表面上。压电薄膜4通本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于桥墩的侧向支撑式压电型波浪能转换装置，包括套置在桥墩外的浮力套筒、套置在浮力套筒外的漂浮体，其特征在于，所述浮力套筒外表面设有多层压电薄膜，所述浮力套筒上下两端设有桥墩径向的凸起，该凸起朝向漂浮体，所述浮力套筒内表面与桥墩外表面之间设有多个浮力球和多个固定浮力球的固定支架，固定支架与浮力套筒内表面连接处设有多层压电薄膜，所述压电薄膜通过导线与充电电池或照明灯或警示装置连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于桥墩的侧向支撑式压电型波浪能转换装置，包括套置在桥墩外的浮力套筒、套置在浮力套筒外的漂浮体，其特征在于，所述浮力套筒外表面设有多层压电薄膜，所述浮力套筒上下两端设有桥墩径向的凸起，该凸起朝向漂浮体，所述浮力套筒内表面与桥墩外表面之间设有多个浮力球和多个固定浮力球的固定支架，固定支架与浮力套筒内表面连接处设有多层压电薄膜，所述压电薄膜通过导线与充电电池或照明灯或警示装置连接。


2.根据权利要求1所述的一种用于桥墩的侧向支撑式压电型波浪能转换装置，其特征在于，所述漂浮体外形可为环形或其他形状，内部结构可为腔体或其他可漂浮水面的结构，材质为橡胶或其他材料，桥墩轴向截面为圆形或其他形状。


3.根据权利要求1所述的一种用于桥墩的侧向支撑式压电型波浪能转换装置，其特征在于，所述浮力套筒上下两端凸起的高度大于两倍漂浮体到浮力套筒外表面压电薄膜的距离。


4.根据权利要求1所述的一种用于桥墩的侧向支撑式压电型波浪能转换装置，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：张惠，
申请(专利权)人：浙江海洋大学，
类型：新型
国别省市：浙江;33