[实用新型]一种小型海洋压电发电装置

说明书

技术领域

本实实用新型涉及压电发电技术在海洋能的应用，特别是一种小型轻便的波浪发电装置，属于海洋能利用领域。

背景技术

海洋能作为一种主要的可再生能源，在石油、天然气和煤炭等资源日益枯竭的今天，为人们展示了美好的应用前景。随着对海洋资源的不断开发利用，各国都加大了对海洋能技术的投入成本。我国是海洋大国，沿海地区有着辽阔的海域和众多的海岛，可利用的波浪能资源非常丰富，据有关资料统计，全国海岸波浪能资源平均理论功率约为1000多万KW，其中以台湾省沿岸最多，为429万KW，占全国总量的1/3；其次是浙江、广东、福建和山东等沿岸较多，为161万-205万KW间，合计为706万KW，占全国总量的55％。我国对波浪发电技术始于20世纪70年代，从80年代初开始主要对固定式和漂浮式振荡水柱波能装置以及摆式波能装置等进行研究，并取得了一定的成就。

利用海洋能发电应用前景广阔，目前对于海洋能源的开发，高效转换技术是研究的难点。由于波浪的不稳定性，导致其转换装置经常处于非设计工况，而且有限的能流密度、转换的低效率导致发电成本进一步加大，因此提高波能利用率，降低波能发电成本始终是波能研究的目标。当前波浪能的开发利用，大都是由国家投入大量资金，组织科研部门和一些院校进行技术攻关，建设大型的波浪发电站，为海港、孤岛和石油钻井平台提供能源。而一些小型且成本较低的波浪发电装置，尤其是适合小型渔船的小功率产能设备，则在市场上出现的较少。

随着人们对压电电源的认识，压电发电技术近年来得到了快速的发展，压电电源是一种新型的绿色能源，压电发电是利用压电材料的正压电效应将机械能转换为电能，为一些机电系统提供电源。因为正压电效应是晶体由于机械应力的作用而使其介质化，从而使材料表面产生剩余电荷，而海浪能以海洋表面波浪所蕴含的动能与势能形式存在，波浪形成时水质点作震荡和位移运动产生向上间歇浮力，因此，完全可以将压电技术应用于海浪发电，设计一种成本相对较低的小型波浪发电装置。

实用新型内容

本实用新型的任务是在于克服大型波浪发电站成本较高，技术复杂的不足，提供一种小型轻便的压电式波浪发电装置。

其技术解决方案是：

一种小型海洋压电发电装置，包括浮子、定位锚和锚索；浮子包括半封闭箱体和气囊，半封闭箱体位于浮子的上半部分，气囊位于浮子的下半部分，半封闭箱体与气囊之间用支撑板隔开；在上述半封闭箱体内设置有转动主轴、用于使转动主轴恢复到初始位置的主轴复位弹簧、纵向推杆、横向杠杆、用于支撑纵向推杆和横向杠杆的支架、杠杆复位弹簧和压电叠堆，纵向推杆的下端与转动主轴上的凸轮接触，另一端与横向杠杆的受力端接触，横向杠杆的施力端与压电叠堆接触，杠杆复位弹簧作用在横向杠杆的受力端上，使横向杠杆与纵向推杆之间、纵向推杆与凸轮之间能够紧密接触；锚索的一端固定连接定位锚上，锚索的另一端卷绕在转动主轴上的锚索槽内，定位锚能够悬浮固定于海水深处。

上述横向杠杆有若干根，在一个圆周上呈辐射状均衡分布，每根横向杠杆对应一个压电叠堆，各横向杠杆的受力端铰接在同一个中央受力块上，中央受力块的断面呈工字形；上述杠杆复位弹簧从上方压持在中央受力块上，上述纵向推杆设置有若干根，转动主轴上设置有相同数量的凸轮，凸轮与纵向推杆一一对应，纵向推杆均能与上方的中央受力块接触。

上述横向杠杆与支架之间设置有能调节横向杠杆力矩的杠杆力矩调整结构。

上述主轴复位弹簧为盘型弹簧。

上述浮子的主体部分为圆球形或椭球形，浮子的底部设置有向下延伸一段的尖嘴部，锚索穿经尖嘴部的锚索孔进入半封闭箱体内，尖嘴部的最下端设置有耐磨环。

上述横向杠杆的施力端设置有用于接触压电叠堆的施力块。

本实用新型具有以下有益技术效果：

本实用新型能够利用波浪形成过程中蕴含的波浪能，可比一般的海浪发电装置大幅提高海洋能的利用效率。在将波浪能转换为机械能，并最终转化为电能的过程中，采用压电装置，可大大减轻波浪发电装置的重量，改变了以往波浪发电装置电能转换使用发电机的情况，使波浪发电装置的体积大大减小。同时，本实用新型还具有结构简单，能量利用率高，操作方便等特点，更加便于市场推广及应用。

附图说明

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步说明：

图1为本实用新型一种实施方式的结构原理示意图。

图2主要示出了图1方式中的半封闭箱体部分。

图3主要示出了图1方式中的横向杠杆一种布局情形简图。