[发明专利]一阶振动式波浪发电装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种波浪发电，特别是涉及一种一阶振动式波浪发电装置及方法。 

背景技术

随着人类文明的不断发展和进步，世界经济的现代化，均得益于化石能源，即石油、天然气、煤炭的广泛应用，社会对能量的需求不可遏止地猛增，地球上的能源消耗正在以惊人的速度增长，人类正在过分地开采和使用化石燃料和森林等自然资源从而使得地球上的自然燃料能源的储藏量正在急剧减少。 

在浩瀚的大海中，总是跌宕起伏的波浪蕴藏着永不停息的巨大能量。波浪的动能作为一种清洁能源，是值得利用的。 

本发明人分别在2007年至2009年间，向中国知识产权局申请了4项专利申请，发明名称分别为：能量收集式减振器和振动发电机，专利申请号分别为200720149635.3；200810222208.2；200820110189.X；200920109212.8，其中能量收集式减振器是在保证传统减振器阻力特性的前提下，将振动的机械能转化为电能并储存的能量收集式减振器，振动发电机将振动振荡的机械能转化为可以利用的电能，在更多的场合可以无需主动消耗能源进行发电；并且发电效率高、使用寿命长。 

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种一阶振动式波浪发电装置及方法，通过本发明人上述的发明创造，实现了将振动的机械能转化为电能的可能性，在此基础上，采用一阶受迫振动原理，将波浪起伏作为振动源，激励该一阶振动；将振动发电机作为阻尼元件，为一阶振动系统提供阻尼力，为重块减振隔振；在提供阻尼的同时，振动发电机输出电能，实现了波浪的动能向电能的转 换。同时，上述技术方案在工程实施中，可以避免海水与关键零部件的直接接触，通过装置的结构特点有效保护该波浪发电装置，提高抗风浪和抗海水腐蚀的能力，大大提高工作寿命，降低维护成本。 

本发明是按如下的方式实现的： 

一种一阶振动式波浪发电方法，一阶振动由弹性元件、振动发电机、重块和漂浮体构成，在弹性元件和振动发电机的一端连接有重块，弹性元件和振动发电机的另一端连接在漂浮体上，一阶振动为受迫振动原理，将波浪起伏作为振动源，漂浮体在随波浪起伏的过程中，重块与漂浮体间产生垂向相对位移，振动发电机作为阻尼元件为重块减振隔振，同时振动发电机工作输出电能。 

一种一阶振动式波浪发电装置，一阶振动由弹性元件、振动发电机、重块和漂浮体构成，所述弹性元件和振动发电机的一端分别连接在漂浮体上，弹性元件和振动发电机的另一端分别与重块相连接，所述漂浮体为中空封闭状，所述重块、弹性元件和振动发电机设置在漂浮体内，所述弹性元件所受压力及其提供弹力的合力方向与所有振动发电机提供的阻尼力合力方向共轴线。 

所述弹性元件设置在重块中间位置的上方或下方，所述数个振动发电机分别设置在弹性元件外侧。 

所述振动发电机设置在重块中间位置的上方或下方，所述一个弹性元件套装在振动发电机外侧或一个以上的弹性元件分别设置在振动发电机周围外侧。 

所述振动发电机设置在重块位置的一方上，所述弹性元件设置在重块位置的另一方上，所述振动发电机和弹性元件的另一端分别设置在所对应的漂浮体上。 

漂浮体、弹性元件与振动发电机的总重量明显小于重块的重量。 

所述弹性元件可以为弹簧。 

所述波浪发电装置在漂浮时，所受浮力的作用点位置高于该发电装置的重心位置。

所述漂浮体上设置有平衡翼。 

在应用时，一阶振动式波浪发电装置，在受到波浪浪涌时，其漂浮体受到 的浮力突然变大，漂浮体随波浪整体作上升运动，漂浮体内的重物由于受到弹簧的缓冲作用，重物随波浪上升运动的位移小于漂浮体随波浪上升运动的位移，在此状态下，弹簧被压缩，储存了波浪的能量，此次浪涌通过之后，漂浮体下沉，同时弹簧释放之前储存的能量，使漂浮体加速下沉，振动发电机作为阻尼器，抑制重物和漂浮体间的相对运动，吸收了弹簧释放的能量，并将这些能量转换为电能。 

本发明一阶振动式波浪发电装置及方法的积极效果是：采用本方法的技术方案，搭建一阶振动系统，通过本装置将海面上连绵不断的波浪能通过振动发动机转化为电能，传递转化效率高，结构紧凑简单，制造成本低廉，便于推广和应用。 

附图说明

图1为本发明设计原理的模型示意图。 

图2为本发明的实施例一的剖视结构示意图。 

图3为本发明的实施例二的剖视结构示意图。 

图4为本发明的实施例三的剖视结构示意图。 

图5为本发明的实施例四的剖视结构示意图。