名称：一种波浪能发电技术

专利号：202510153164.6

专利人： 胡建华

技术领域

本发明涉及能量转换技术领域，具体而言，涉及一种海洋波浪能转换为电能的技术。

背景技术

随着全球能源需求的不断增长和矿物能源的日益枯竭，全球变暖和气候变化又迫使人类必须减少矿物能源的使用，可再生能源的开发利用已成为世界各国关注的焦点。海洋波浪能作为一种清洁、可再生的能源，具有巨大的开发潜力。然而，现有的波浪能发电技术存在诸多问题，如现有发电技术的装置固定在海面上，退潮时捕捉波浪能的能力减弱，导致发电不稳定效率低；单个浮子随波浪下降时发电能力差，即仅能实现半波发电，发电容量小，对波浪的利用率低，发电装置设计复杂等，限制了波浪能发电技术的商业化应用。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提出了一种新的波浪能发电技术，旨在解决发电装置固定在海面上，退潮时捕捉波浪能的能力减弱，导致发电不稳定效率低；单个浮子随波浪下降时发电能力差，发电容量小，对波浪的利用率低，发电装置设计复杂等问题，以满足波浪能发电技术的商业化应用。

本发明的技术问题在于提供一种能够将波浪上下浮动和水平运动的动能高效转换为向同一方向旋转的机械能，并驱动发电机持续稳定发电的波浪能发电技术。

为实现上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

结构组成

发明包括一个长方形平台，平台由钢筋混凝土支撑柱支撑并固定在离海面约50cm的位置。

每个支撑柱与平台的结合部配置一个升降装置，用于调整平台与海面的距离。

平台上分布有波浪能捕捉装置、传动装置和发电装置。

波浪能捕捉装置由多个浮子和摇摆器构成，浮子用于捕捉波浪上下浮动的动能，摇摆器用于捕捉波浪水平运动的动能。

传动装置由多条传动轴构成，每条传动轴上均匀连接有多个浮子和摇摆器。

发电装置由多台发电机构成，每台发电机通过变速箱与传动轴连接。

具体设计

平台尺寸：长100m，宽50m，由6根钢筋混凝土支撑柱支撑。

升降装置：6个，每个支撑柱与平台的结合部配置一个。

波浪能捕捉装置：由182个浮子和84个摇摆器构成，均匀分布在平台上。

传动装置：由7条传动轴构成，每条传动轴长96m，由多段传动轴通过螺丝连接而成。

发电装置：由7台发电机构成，通过并联方式组成一个发电系统。

零件连接与相互关系。

平台外围和中间的钢梁通过连接器用螺丝连接。

传动轴通过带有轴承的支撑装置与平台连接。

浮子和摇摆器通过带有轴承的支撑装置与平台连接，再通过齿轮传动装置与传动轴连接。

传动轴通过变速箱与发电机连接。

由于每条传动轴上连接有多个浮子和摇摆器装置，且每个装置运动的时间点不同，因此可实现传动轴的匀速持续旋转，进而驱动发电机发电。

技术优点。

波浪能利用效率高：本发明采用机械式发电，通过浮子和摇摆器的传动机构实现波浪能从往复运动到单向旋转运动的传递，直接驱动发电机发电，无需中间能量转换，提高了波浪能的利用效率。

建设成本低：本发明的发电装置结构简单，制造成本低。与气动式发电和液压式发电相比，本发明的建设成本更低。

抗腐蚀性强：本发明除钢筋混凝土支撑柱和摇摆器下半部分的阻力板在海水里外，其余所有设施都在水面上，不会受到海水腐蚀，延长了设备的使用寿命。

稳定性好：本发明的平台由钢筋混凝土支撑柱支撑并固定在离海面约50cm的位置，所有设施安装在平台上，非常稳定。

抗台风能力强：在台风等极端天气条件下，可通过升降装置将平台升高适当距离，将浮子和摇摆器拉升脱离海面并固定或拆除，以确保设备的安全。

附图说明

图1为本申请提供的波浪能发电技术的平台结构示意图，平台上均匀分布有7条传动轴，每条传动轴由多段传动轴连接而成，本示意图只画了其中3条；每条传动轴上均匀分布有13组浮子（每组浮子有2个），12组摇摆器，本示意图只画了其中一部分；

图2为本申请提供的波浪能发电技术的支撑柱与平台组合结构示意图；

图3为本申请提供的波浪能发电技术的传动轴与平台组合结构示意图；

图4为本申请提供的波浪能发电技术的浮子装置与传动轴组合结构示意图；

图5为本申请提供的波浪能发电技术的摇摆器装置与传动轴组合结构示意图，摇摆器装置的阻力板与传动轴属平行方向，在图中应该是一条直线，为便于看图，本示意图用菱形代替；

图6为本申请提供的波浪能发电技术的发电机与传动轴组合结构示意图。

图中标示

图1：101支撑柱，102钢梁，103传动轴，104浮子，105摇摆器，106变速箱，107发电机；

图2：201钢梁，202升降装置，203钢筋混凝土支撑柱；

图3：301传动轴，302带有轴承装置的支撑座，303传动轴连接螺丝、304带有轴承装置的支撑座固定螺丝，305平台钢板；

图4：401传动轴，402固定插销，403传动齿轮，404浮子连接装置，405带有轴承装置的支撑座，406固定螺丝，407平台钢板，408浮子悬挂装置，409固定螺丝，410浮子；

图5：501传动轴，502固定插销，503传动齿轮，504带有轴承装置的支撑座，505摇摆器连接装置，506摇摆器阻力板；

图6：601发电机，602固定螺丝，603变速箱，604变速箱与传动轴连接螺丝，605传动轴，606发电机支撑座，607固定螺丝，608平台钢板。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。

因此，以下对本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的部分实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征和技术方案可以相互组合。

相似的标号和部件在附图中表示类示项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在本附图和随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

实施例1

请参考图1—6，一种波浪能发电技术包括：

波浪能捕捉装置，浮子410是一个圆柱型浮体，高约60cm，直径约180cm，由防腐蚀不锈钢钢板制作而成，浮子利用波浪的上下浮动产生上下运动的动能；摇摆器阻力板506是一个长方体，长约180cm，宽约110cm，由加厚防腐蚀不锈钢钢板制作而成，摇摆器阻力板利用波浪的水平移动产生水平运动的动能；

波浪能转换装置，浮子装置（图1标示为104、图4标示为404和410）通过传动齿轮403将浮子410上下浮动产生的动能转换为传动轴（图1标示为103、图4标示为401）的旋转机械能，摇摆器装置（图1标示为105、图5标示为505和506）通过传动齿轮503将摇摆器506往复运动产生的动能转换为传动轴501的旋转机械能；传动轴带动发电机转子旋转发电转换为电能；

传动装置，浮子连接装置404和摇摆器连接装置505上的锯齿状圆弧型连接条带动传动齿轮旋转，传动齿轮带动传动轴旋转，传动轴带动发电机旋转；

发电装置，传动轴605通过变速箱603将传动轴的低速旋转转变为发电机转子的高速旋转，以满足发电机所需的旋转速度。

实施例2

请参考图1—2，平台由6根钢筋混凝土支撑柱支撑，支撑柱与平台结合部安装一个升降装置，用于调整平台与海面的距离，涨潮时调高平台的位置，退潮时调低平台的位置，使平台与海面保持约50cm的距离，这样即可充分利用海洋波浪能发电，也可保护平台免受海水直接侵蚀，以提高波浪能利用效率和延长设备的使用寿命。

实施例3

基于实施例2，当遭遇台风等极端天气时，将平台调高至安全位置，将浮子装置和摇摆器装置拉升脱离海面并固定或拆除，以确保设备安全。

实施例4

请参考图1和图3，每条传动轴103长约96m，由多段传动轴通过螺丝303连接而成，传动轴301通过带有轴承装置的支撑座302固定在平台钢板上；每条传动轴103上均匀分布有13组浮子（每组浮子有左右2个）和12组摇摆器，104和105正下方的平台钢板设计缺口以使其能自由活动；波浪能上下浮动和水平移动在不同时间点和不同位置是不相同的，每条传动轴上均匀分布的25组浮子装置和摇摆器装置在长达100m的范围内分散化捕捉不同时间点和不同位置的波浪能，相似于燃油汽车发动机的工作原理，使得传动轴103产生匀速持续旋转的机械能带动发电机发电。

实施例5

图4浮子连接装置404通过锯齿状圆弧型连接条（连接条圆弧的中心点位于带有轴承装置的支撑座405的轴承的中心点）带动传动齿轮403旋转，传动齿轮403通过固定插销402带动传动轴旋转；

动传动齿轮403的设计类似于自行车的传动齿轮，传动齿轮顺时针方向转动时带动传动轴顺时针方向旋转，传动齿轮反时针方向转动时自由滑动；

图4浮子连接装置404设计两条并排的锯齿状圆弧型连接条，图4传动齿轮403设计两个并排的传动齿轮，第一个传动齿轮的设计与上述相同，由第一条锯齿状圆弧型连接条带动第一个传动齿轮转动；第二个传动齿轮的直径比第一个传动齿轮小，第二个传动齿轮的正上方增设1个小传动齿轮，小传动齿轮两端的轴配置轴承，轴承由增设的支撑装置固定，小传动齿轮上与第二条锯齿状圆弧型连接条咬合下与第二个传动齿轮咬合，第二条锯齿状圆弧型连接条带动小传动齿轮同方向转动，小传动齿轮带动第二个传动齿轮向反方向转动，第二个传动齿轮带动传动轴同方向转动，因而使得第二条锯齿状圆弧型连接条反时针方向转动时带动传动轴顺时针方向旋转；第二个传动齿轮反时针方向转动时自由滑动；

图5摇摆器装置的工作原理相同于上述图4浮子装置的工作原理。