[發(fā)明專利]一種利用波浪能的曲柄滑塊式壓電發(fā)電裝置

有效

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• 申請日: 2017-07-25
• 公開（公告）號: CN107196556B
• 公開（公告）日: 2023-09-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王海峰;李蒙;崔宜梁;孫凱利;郭修宇
• 申請（專利權(quán)）人: 青島大學
• 主分類號: H02N2/18
• 分類號: H02N2/18;F03B13/18
• 代理公司: 青島中天匯智知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37241
• 代理人: 史文樊;劉曉

本發(fā)明屬于海洋波浪能收集技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種利用波浪能的曲柄滑塊式壓電發(fā)電裝置，包括發(fā)電部分和受波部分，發(fā)電部分包括支座和壓電俘能筒，壓電俘能筒包括筒體、旋轉(zhuǎn)軸和轉(zhuǎn)輪，旋轉(zhuǎn)軸的一端上套有筒體，另一端固定連接有轉(zhuǎn)輪，筒體、旋轉(zhuǎn)軸和轉(zhuǎn)輪均同心設(shè)置，筒體固定在支座上，為中空的圓柱體，旋轉(zhuǎn)軸能夠繞筒體的軸線旋轉(zhuǎn)；受波部分包括浮漂和浮漂傳動桿，轉(zhuǎn)輪遠離筒體的側(cè)面上設(shè)置有偏心軸，浮漂傳動桿的一端與浮漂的一端鉸接，浮漂傳動桿的另一端與偏心軸鉸接。本發(fā)明提供一種制造成本低廉，裝備簡單并能充分利用海洋能發(fā)電的曲柄滑塊式壓電發(fā)電裝置，以滿足航標燈等海洋小型用電設(shè)備的用電需求，這對可再生能源的有效利用具有重要的意義。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于海洋波浪能收集技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種利用波浪能的曲柄滑塊式壓電發(fā)電裝置。

背景技術(shù)

海洋能是人類開始研究較早的能源之一，人們對海洋能的開發(fā)從十八世紀末就已經(jīng)開始，但與其它能源相比，海洋能的開發(fā)環(huán)境惡劣，發(fā)展相對滯后。由于海洋面積占地球總面積的71％，而且海洋能又是清潔的可再生能源，取之不盡、用之不竭，所以各個國家都不斷加大對海洋能的探索性投入。隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展，許多國家特別是海洋能資源豐富的國家對海洋能開發(fā)的大力支持，海洋能的開發(fā)已有了突飛猛進的發(fā)展，我國從20世紀70年代開始也對海洋能發(fā)電進行研究且取得了一定的成績。

海洋能雖然儲量極其豐富，但目前受到收集技術(shù)成本昂貴和利用效率低下的制約，波浪能的開發(fā)利用一直得不到推廣。如果能夠得到合理利用，保證能源的可持續(xù)利用，同時波浪能是清潔無污染的可再生能源，波浪能的合理利用不僅可以緩解經(jīng)濟快速發(fā)展受資源短缺的制約程度，也將會極大地改善我們居住的生活環(huán)境，提高人們的生活水平。

隨著壓電技術(shù)的發(fā)展，壓電材料越來越多元化，利用壓電材料的正壓電效應(yīng)將機械能轉(zhuǎn)換為電能的轉(zhuǎn)換效率越來越高，進而受到人們的青睞。海洋能作為一種用之不竭且清潔的能源，將壓電技術(shù)用于海洋能發(fā)電方向，設(shè)計簡單方便的利用海洋能發(fā)電的壓電裝置，可提高海洋能的利用率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種制造成本低廉，裝備簡單并能充分利用海洋能發(fā)電的曲柄滑塊式壓電發(fā)電裝置，以滿足航標燈等海洋小型用電設(shè)備的用電需求，這對可再生能源的有效利用具有重要的意義。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種利用波浪能的曲柄滑塊式壓電發(fā)電裝置，包括發(fā)電部分和受波部分，發(fā)電部分包括支座和壓電俘能筒，壓電俘能筒包括筒體、旋轉(zhuǎn)軸和轉(zhuǎn)輪，旋轉(zhuǎn)軸的一端上套有筒體，另一端固定連接有轉(zhuǎn)輪，筒體、旋轉(zhuǎn)軸和轉(zhuǎn)輪均同心設(shè)置，筒體固定在支座上，為中空的圓柱體，旋轉(zhuǎn)軸能夠繞筒體的軸線旋轉(zhuǎn)；受波部分包括浮漂和浮漂傳動桿，轉(zhuǎn)輪遠離筒體的側(cè)面上設(shè)置有偏心軸，浮漂傳動桿的一端與浮漂的一端鉸接，浮漂傳動桿的另一端與偏心軸鉸接；旋轉(zhuǎn)軸位于壓電俘能筒中的部分的表面上設(shè)置有撥片，若干個撥片分別沿旋轉(zhuǎn)軸的軸向和周向均勻設(shè)置，筒體的內(nèi)側(cè)表面上還設(shè)置有壓電片，所述壓電片對應(yīng)撥片的位置一對一設(shè)置，旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)時，撥片的自由端能夠撥動壓電片的自由端。

進一步地，所述筒體兩個端面的中心處均設(shè)置有與旋轉(zhuǎn)軸相適配的滾動軸承，旋轉(zhuǎn)軸與滾動軸承的內(nèi)圈緊密配合。

進一步地，所述筒體靠近轉(zhuǎn)輪的一側(cè)設(shè)置有網(wǎng)狀端蓋。

優(yōu)選地，所述浮漂采用輕質(zhì)材料制成。

進一步地，所述浮漂傳動桿通過球形鉸鏈與浮漂的一端鉸接。

進一步地，所述浮漂傳動桿通過關(guān)節(jié)軸承與偏心軸鉸接。

優(yōu)選地，所述壓電片采用柔性壓電材料制成。

本發(fā)明的基于壓電效應(yīng)的海洋波浪能發(fā)電裝置與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下有益效果：

(1)本發(fā)明的裝置轉(zhuǎn)化效率高，能夠?qū)⒉ɡ说挠縿油ㄟ^曲柄滑塊式傳動結(jié)構(gòu)直接轉(zhuǎn)化為柔性壓電片的機械運動，這種設(shè)計可以減少中間的傳動環(huán)節(jié)，進而提高波浪能到電能的轉(zhuǎn)化率；