一种摇臂式波浪发电装置的制作方法

1.本实用新型涉及绿色能源发电技术领域，特别涉及一种摇臂式波浪发电装置。


背景技术：

2.在现有的各种能源发电方式中，火力发电是利用煤炭、石油、天然气等可燃物在燃烧时产生的热能，使水变成高温高压水蒸气，驱动发电动力装置转换成电能；但是其耗能大，热能利用率只能达到60
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70％，需要消耗燃料导致矿物燃料资源越来越少，甚至可能枯竭，同时会排放大量的二氧化碳导致污染环境，不符合可持续性发展要求。
3.水力发电虽然无污染，但固定资产投资大，对地理环境有高度有要求，位置限制较大。风力发电是利用风的动能来发电，虽然风能是可再生能源，但是风量时大时小导致风能具有不确定性，发电不稳定；同时，风电场若建在鸟类迁徙途中，可能会对鸟类造成伤害，而且风电场的噪声较大，对距离风电场较近的居民有较大的噪声影响。核能发电的投资成本太大，同时有大量的放射性物质，如果在事故中释放到外界环境，会对生态及民众造成伤害。光伏发电是利用太阳能发电，是洁净的能源；但具有晚上不能发电，阴雨天发电量少等不稳定特点；目前发电成本还较高。
4.其他发电方式如潮汐发电、海浪发电等；有的是通过海浪推动浮子，浮子驱动液压油缸，油缸驱动液压油流动，液压油驱动液压马达转动，液压马达驱动发动机转动发电；这种方式的效率低，成本高，中间的技术环节多，实现难度大。有的需要在岸边建设半密闭的空间(有空气管道与外界联通)，海浪的起落引起空间内气压的变化，导致管道内空气流进流出，从而驱动涡轮转动，带动发电机发电，其缺点是安装空间受限，只能在海岸边安装，成本高，发电功率较低。
5.因而现有技术还有待改进和提高。


技术实现要素：

6.鉴于上述现有技术的不足之处，本实用新型的目的在于提供一种摇臂式波浪发电装置，以解决现有波浪发电中间的技术环节多导致实现难度较大的问题。
7.为了达到上述目的，本实用新型采取了以下技术方案：
8.一种摇臂式波浪发电装置，其包括主体、一个以上的摇臂浮子和与摇臂浮子的个数匹配的轴，所述主体内设有采集组件和发电组件，采集组件与发电组件电连接；
9.所述轴从主体的表面伸出，摇臂浮子通过所述轴与主体铰接，轴与发电组件同轴连接；所述摇臂浮子浮在水面上起伏时，摇臂浮子相对主体以轴为轴心来回摆动，发电组件将轴转动的机械能转换为电能；所述采集组件采集各个发电组件生成的电能并传输至电网或直接供给用电设备使用。
10.所述的摇臂式波浪发电装置中，所述主体上设有用于安装发电组件的容置盒，容置盒与主体的内腔连通。
11.所述的摇臂式波浪发电装置中，所述摇臂浮子包括连杆和浮球，所述浮球固定在
连杆的一端，连杆的另一端设有一轴孔，所述轴的一端插入轴孔中并固定。
12.所述的摇臂式波浪发电装置中，所述发电组件包括转子机构和定子机构，所述转子机构嵌入定子机构内部、通过轴与摇臂浮子铰接，定子机构固定在容置盒内；
13.所述转子机构转动时使定子机构内的磁通量变化，产生感生电动势来发电。
14.所述的摇臂式波浪发电装置中，所述转子机构包括若干个永磁铁和多层叠加的硅钢片；所述永磁铁镶嵌在硅钢片的槽里，硅钢片的圆心设有通孔，轴的另一端穿过通孔并与硅钢片同轴固定。
15.所述的摇臂式波浪发电装置中，所述定子机构包括磁轭和线圈；所述磁轭固定在容置盒内，磁轭的圆环内侧设有多个等距间隔排列的立柱，每个立柱上缠绕多匝线圈。
16.相较于现有技术，本实用新型提供的一种摇臂式波浪发电装置，包括主体、一个以上的摇臂浮子和与摇臂浮子的个数匹配的轴，所述主体内设有采集组件和发电组件，采集组件与发电组件电连接；所述轴从主体的表面伸出，摇臂浮子通过所述轴与主体铰接，轴与发电组件同轴连接；所述摇臂浮子浮在水面上起伏时，摇臂浮子相对主体以轴为轴心来回摆动，发电组件将轴转动的机械能转换为电能；所述采集组件采集各个发电组件生成的电能并传输至电网或直接供给用电设备使用。直接通过动力传动来发电，去掉了其他海浪发电模式中作为中间环节的液压驱动方式，技术简单更易实现。
附图说明
17.图1为本实用新型提供的摇臂式波浪发电装置的示意图。
18.图2为本实用新型提供的摇臂式波浪发电装置的俯视图。
19.图3为本实用新型提供的摇臂式波浪发电装置中发电组件的示意图。
20.图4为本实用新型提供的摇臂式波浪发电装置中发电组件的侧视图。
具体实施方式
21.本实用新型提供一种摇臂式波浪发电装置。为使本实用新型的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
22.请同时参阅图1和图2，本实用新型实施例提供的一种摇臂式波浪发电装置，包括主体1、一个以上的摇臂浮子2和与摇臂浮子2的个数匹配的轴3，所述主体1内设有采集组件和发电组件，采集组件与发电组件电连接；所述轴3从主体1的表面伸出，摇臂浮子2通过所述轴3与主体1铰接，轴3与发电组件同轴连接；所述摇臂浮子2浮在水面上，波浪起伏时，各个摇臂浮子2上下起伏，摇臂浮子2相对主体1以轴3为轴心来回摆动，轴3来回转动，发电组件将轴3转动的机械能转换为电能(具体是轴3转动使发电组件内部定子线圈内的磁通量变化，产生对应感生电动势)。所述采集组件采集发电组件生成的电能并传输至电网或直接供给用电设备使用。
23.直接将机械能转换为电能来发电，去掉了现有其他波浪或海浪发电方式中作为中间环节的液压驱动方式，技术简单更易实现。同时，该摇臂式波浪发电装置只要放在水面也可，主体放在固定物上而浮子放在水面亦可，安装相对比较灵活，可以因地制宜，扩大了应用范围。
24.其中，所述主体1可采用方形体(长方形)的结构，如图1所示，可在主体的侧面设有一用于安装发电组件的容置盒4，容置盒4与主体的内腔连通，容置盒4可以采用凸起的设计，以方便轴3伸出。为了使主体1浮在水面上时更加平稳，优选地，可在主体的两个侧面(较长的侧面)上分别设置2个间隔预设距离的容置盒4(也可在主体的4个侧面上都设置)，如图1所示，4个发电组件安装在对应的容置盒4中。需要理解的是，两个侧面上的容置盒4的位置可以两两相对或交错相对，容置盒4的尺寸形状与发电组件匹配，此处对其不做限定。也可以将发电组件直接安装在主体1内，或将容置盒设置在主体内部，对应调整轴3的位置以方便其伸出。轴3可以从主体的四个侧面伸出，也可从顶面伸出(此时可对摇臂浮子2的连杆5进行折弯处理，使其方便与轴3同轴连接)。一个主体1可以安装多个摇臂浮子2，每个摇臂浮子2可以驱动一个发电组件，也可以驱动多个发电组件，例如，将轴3加长，在轴3上串接多个发电组件。
25.所述摇臂浮子2包括连杆5和浮球6，所述浮球6固定在连杆5的一端，连杆5的另一端设有一轴孔7。轴3的一端插入轴孔7中并固定，这样浮球6随波浪起伏时带动连杆5摆动，连杆5摆动时即可带动轴3来回转动。所述轴孔7与轴3的固定方式，可采用卡固或过盈配合，此处对轴3和轴孔7的形状不做限定；整个主体以及外凸的容置盒是完整的、密封的，轴在主体内有轴承支撑，轴在主体的伸出处进行密封处理，以避免水进入主体内部影响发电效果。主体1的内外侧、连杆5和浮球6的表面喷涂防水涂层或采用防水材质，以延长主体1、连杆5和浮球6的使用时间。
26.请同时参阅图3和图4，本实施例中，所述发电组件包括转子机构和定子机构，所述转子机构嵌入定子机构内部、通过轴3与摇臂浮子2的连杆5铰接，定子机构固定在容置盒内；所述转子机构转动时使定子机构内的磁通量变化，产生感生电动势来发电。
27.所述转子机构包括若干个永磁铁8(6个)和多层叠加的硅钢片9；每个硅钢片的边沿开设有通槽(沿着硅钢片9的边沿排列，对槽的形状不做限定)，将多个硅钢片9叠加后，这些通槽重叠成具有一定厚度的槽，所述永磁铁8镶嵌在该槽里，硅钢片9的中心设有通孔，轴3的另一端穿过通孔并与硅钢片9固定连接。所述轴3与硅钢片9同轴连接，
28.所述定子机构包括磁轭10(多层叠加的硅钢片(此处形状与转子机构中的硅钢片不同)组成，图4中多条并行的竖线表示多层叠加的效果，每层的圆环11和环内的多个立柱13一体成型)和线圈12；所述磁轭10固定在容置盒4内，磁轭10的圆环内侧的各个立柱13等距间隔排列，每个立柱13上缠绕多匝线圈12；磁轭10的各个立柱13的端部与硅钢片9的外圈相对，两者之间间距很小，优选间距为0.2mm
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2mm。
29.基于波浪的推动，摇臂浮子2相对主体1以轴3为轴心来回摆动时，轴3带动硅钢片9转动，由于磁轭10的圆环11是固定的，则线圈12固定，硅钢片9转动时永磁铁8对应转动，引起线圈12内部磁通量的变化，产生感生电动势，从而发电。波浪不停的波动，就会引起主体1与摇臂浮子2之间相对来回摆动，就能源源不断的发出电来；只要有10cm以上的波浪，就可以发电。摇臂浮子2相对于主体1之间的摆动，直接引起定子机构和转子机构之间的相对转动，没有经过其他中间环节转换，没有回程间隙，这样可以提高能电转换效率。
30.需要理解的是，所述发电组件还可以采用其他结构，如，与轴3同轴连接低速永磁发电机，或通过传动机构与轴3连接永磁发电机，只要是将机械能转换为电能均可。本实施例主要是如何产生电能，电能的采集和传输为现有技术，即所述采集组件为现有技术。例
如，采集组件可为一具有整流、储能功能的处理储能装置和电缆，由处理储能装置对各个发电组件产生的电能进行处理(如整流、滤波等)或存储，通过电缆将电能传输出来。主体1可以浮在水上，也可以固定在岸上或其他漂浮物上，比如安装在船舶或海洋平台上等。由于一个主体1就能发电，则摇臂式波浪发电装置的各个部件的设计，根据具体情况可以按大型装备设计，也可小型化设计，以满足不同的市场需求。
31.在具体实施时，所述轴3与发电组件除了同轴连接，还可以通过传动机构连接，比如链传动、齿轮传动、带传动等，根据实际情况而定，综合考虑各方面的因素确定较优的传动方案。
32.需要理解的是，摇臂浮子2以轴3为轴心来回摆动时，会顺时针旋转和逆时针旋转，这样线圈的电压就会正负交替变化，通过采集组件处理为较稳定的直流电后输出。
33.综上所述，本实用新型提供的一种摇臂式波浪发电装置，漂浮在水面上的摇臂浮子随波浪波动，摇臂浮子相对主体以轴为轴心来回摆动，发电组件将轴转动的机械能转换为电能，由于发电组件中直接由定子机构和转子机构之间的相对转动来产生电能，没有经过其他中间环节转换，没有回程间隙，这样可以提高能电转换效率；主体可以放在任何地方，只要摇臂浮子的浮球浮在水面即可，对使用环境的要求较小，并且属于绿色能源发电，不会排放任何废气污染，也不会造成任何燃料损耗，在保护环境的同时实现绿色发电。本发电装置具有结构简单，没有复杂的传动机构，效率高；本发电装置完全是绿色能源，利用波浪发电，可以全天候工作。
34.上述功能模块的划分仅用以举例说明，在实际应用中，可以根据需要将上述功能分配由不同的功能模块来完成，即划分成不同的功能模块，来完成上述描述的全部或部分功能。
35.可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。