CN207620963U - 一种基于压电效应的筏式波浪能发电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种基于压电效应的筏式波浪能发电装置，属于波浪能发电领域，是由波浪能采集机构与压电发电机构组成的；所述的波浪能采集机构包括波面筏、波面筏铰接轴、定位锚索、压电发电机构安装槽等结构；所述的压电发电机构包括端盖、密封套筒、连接轴、橡胶垫圈、压电片、电极、直筒式压缩弹簧、调节弹簧等结构；当海面波浪涌动时，波面筏随波浪产生起伏运动，两波面筏绕铰接轴发生转动，进而挤压压电发电机构，使压电片发生弯曲变形并产生电能。本实用新型易于微型化且价格低廉，可以随波浪采集多个方向的波浪能，故可以长时间持续供电，能量收集效率高。

Description

一种基于压电效应的筏式波浪能发电装置

技术领域

本实用新型涉及压电发电在海洋能的应用，具体涉及一种基于压电效应的筏式波浪能发电装置，属于波浪能发电领域。

背景技术

能源是经济和社会发展的重要动力，能源技术的突破总能推动生产技术的重大改革。目前，加快开发利用海洋能已成为世界沿海国家和地区的普遍共识。我国海岸线绵长，拥有18000公里的大陆海岸线和14000公里的岛屿海岸线，海洋能资源丰富。在海洋能中波浪能具有近似永不停歇的特点，对于沿岸地区具有强大的供应能力。但回报周期长，转换效率不高成为攻克波浪能发电技术的主要难题。

近年来因压电材料具有优良的机电转换特性，利用压电材料进行能量收集获得电能的方法越来越受到人们的关注。压电发电装置具有结构简单、易于加工制作和实现微小化、集成化等优点。因此可以将小型的压电发电装置应用于波浪能发电技术，解决成本和效益问题。

发明内容

针对上述的不足，本实用新型提供了一种基于压电效应的筏式波浪能发电装置。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：一种基于压电效应的筏式波浪能发电装置，其特征在于包括波浪能采集机构与压电发电机构；所述的波浪能采集机构包括波面筏、波面筏铰接轴、定位锚索、压电发电机构安装槽等结构，所述的压电发电机构安装槽设置在波面筏的两连接侧面，所述的定位锚索一端连接海底起固定作用，一端连接波面筏，所述的波面筏通过铰接轴实现多个波面筏的连接。

所述的压电发电机构包括端盖、密封套筒、连接轴、橡胶垫圈、压电片、电极、直筒式压缩弹簧、调节弹簧等结构；所述的电极分别置于端盖筒的顶部和底部与压电片接触，所述压电片通过橡胶垫圈组成压电片组，所述的橡胶垫圈和调节弹簧依次套装在连接轴上，所述连接轴一端通过直筒式压缩弹簧连接两侧连接轴，一端通过螺纹与端盖连接，所述的两侧端盖通过密封套筒连接，构成压电发电机构，其特征在于：所述的压电发电机构由两组发电片构成，分别设置在两侧连接轴上，固定于两侧端盖内，通过直筒式压缩弹簧的挤压，保证压电片的弯曲振动，通过电极将产生的电能传递出去。

优选的，所述的密封套筒为弹性可伸缩式材料，如橡胶。

优选的，所述的压电发电机构通过螺丝固定于压电发电机构安装槽，每两个波面筏之间安装四个压电发电机构。

本实用新型的有益之处是：

1、本实用新型可以收集海洋中的波浪能，并可以随波浪方向任意漂流于海面，因此可以采集多个方向的波浪能。

2、本实用新型将波面筏与压电发电装置结合，与传统筏式波浪能发电装置相比，没有使用液压装置或发电机，易于微型化且价格低廉。

3、本实用新型的压电发电装置由压电片和弹簧组成，即使微小的波浪，也能引起压电片的振动，故本实用新型可以长时间持续供电，能量收集效率高。

附图说明

图1为本实用新型的结构原理示意图。

图2为波面筏采集能量状态的示意图。

图3为铰接孔、压电发电机构安装槽示意图。

图4为本实用新型压电发电机构的装配剖面图。

图5为压电发电机构发电状态下的装配剖面图。

图中，1、波浪能采集机构，101、波面筏，102、波面筏铰接轴，103、定位锚索，104、压电发电机构安装槽，2、压电发电机构，201、端盖，202、密封套筒，203、连接轴，204、橡胶垫圈，205、压电片，206、电极，207、直筒式压缩弹簧，208、调节弹簧。

具体实施方式

一种基于压电效应的筏式波浪能发电装置，其特征在于包括波浪能采集机构1与压电发电机构2；所述的波浪能采集机构1包括波面筏101、波面筏铰接轴102、定位锚索103、压电发电机构安装槽104等结构，所述的压电发电机构安装槽104设置在波面筏101的两连接侧面，所述的定位锚索103一端连接海底起固定作用，一端连接波面筏101，所述的波面筏101通过铰接轴实现多个波面筏101的连接。

所述的压电发电机构2包括端盖201、密封套筒202、连接轴203、橡胶垫圈204、压电片205、电极206、直筒式压缩弹簧207、调节弹簧208等结构；所述的电极206分别置于端盖201的顶部和底部与压电片205接触，所述压电片205通过橡胶垫圈204组成压电片组，所述的橡胶垫圈204和调节弹簧208依次套装在连接轴203上，所述连接轴203一端通过直筒式压缩弹簧207连接两侧连接轴203，一端通过螺纹与端盖201连接，所述的两侧端盖201通过密封套筒202连接，构成压电发电机构2，其特征在于：所述的压电发电机构2由两组发电片205构成，分别设置在两侧连接轴203上，固定于两侧端盖201内，通过直筒式压缩弹簧207的挤压，保证压电片205的弯曲振动，通过电极206将产生的电能传递出去。

优选的，所述的密封套筒202为弹性可伸缩式材料，如橡胶。

优选的，所述的压电发电机构2通过螺丝固定于压电发电机构安装槽104，每两个波面筏101之间安装四个压电发电机构2。

本实用新型的工作原理及工作过程大致如下：

一种基于压电效应的筏式波浪能发电装置，当海面波浪涌动时，波面筏101漂浮在海面上会随着波浪的涌动产生上下起伏运动，两波面筏101就会绕铰接轴102发生转动，进而挤压压电发电机构2；压电发电机构2中的直筒式压缩弹簧207受到挤压弯曲，同时由橡胶垫圈204、压电片205组成的压电片组受到弹簧施加的挤压力，压电片205发生弯曲振动，产生电能，并通过端盖202顶部与底部的电极206传递出去。该装置在安装时，即把压电发电机构2以嵌入的方式安装到压电发电机构安装槽104中，与密封套筒202配合，起到绝缘密封的作用。

对于本领域的普通技术人员而言，根据本发明的教导，在不脱离本发明的原理与精神的情况下，对实施方式所进行的改变、修改、替换和变型仍落入本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种基于压电效应的筏式波浪能发电装置，其特征在于包括波浪能采集机构与压电发电机构；所述的波浪能采集机构包括波面筏、波面筏铰接轴、定位锚索、压电发电机构安装槽等结构，所述的压电发电机构安装槽设置在波面筏的两连接侧面，所述的定位锚索一端连接海底起固定作用，一端连接波面筏，所述的波面筏通过铰接轴实现多个波面筏的连接。

2.如权利要求1所述的一种基于压电效应的筏式波浪能发电装置，其特征在于，所述的压电发电机构包括端盖、密封套筒、连接轴、橡胶垫圈、压电片、电极、直筒式压缩弹簧、调节弹簧等结构；所述的电极分别置于端盖筒的顶部和底部与压电片接触，所述压电片通过橡胶垫圈组成压电片组，所述的橡胶垫圈和调节弹簧依次套装在连接轴上，所述连接轴一端通过直筒式压缩弹簧连接两侧连接轴，一端通过螺纹与端盖连接，所述的两侧端盖通过密封套筒连接，构成压电发电机构，其特征在于：所述的压电发电机构由两组发电片构成，分别设置在两侧连接轴上，固定于两侧端盖内，通过直筒式压缩弹簧的挤压，保证压电片的弯曲振动，通过电极将产生的电能传递出去。

3.如权利要求2所述的一种基于压电效应的筏式波浪能发电装置，其特征在于，所述的密封套筒为弹性可伸缩式材料，如橡胶。

4.如权利要求2所述的一种基于压电效应的筏式波浪能发电装置，其特征在于，所述的压电发电机构通过螺丝固定于压电发电机构安装槽，每两个波面筏之间安装四个压电发电机构。