一種基于壓電元件的新型波浪發(fā)電裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種波浪能發(fā)電裝置，具體地說(shuō)是一種基于壓電元件的新型波浪發(fā)電裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]據(jù)世界能源委員會(huì)的調(diào)查顯示，全球可利用的波浪能達(dá)到20億千瓦，相當(dāng)于目前世界發(fā)電能量的2倍。我國(guó)擁有廣闊的海洋資源，波浪能的理論存儲(chǔ)量約為7 000萬(wàn)千瓦，沿海波浪能能流密度大約為2?7 kW/m。波浪能在我國(guó)的沿海地區(qū)十分旺盛，是一種可再生的清潔能源，取之不盡，用之不竭，波浪能利用技術(shù)的提高對(duì)于減少溫室氣體的排放、緩解霧霾的出現(xiàn)有重要意義。
[0003]其中，波浪能發(fā)電的關(guān)鍵技術(shù)在于裝置對(duì)波浪能的有效吸收，目前研宄最多、最有前途的三種裝置為:振蕩水柱波能裝置、擺式波能裝置、聚波水庫(kù)波能裝置。振蕩水柱波能裝置以空氣作為轉(zhuǎn)換的介質(zhì)，利用壓縮氣流帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。這種裝置的優(yōu)點(diǎn)是轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)不與海水接觸，避免了海水對(duì)裝置的腐蝕，缺點(diǎn)是二級(jí)轉(zhuǎn)換效率低，發(fā)電不穩(wěn)定。擺式波能裝置是通過(guò)擺體在波浪力的作用下發(fā)生的前后或上下擺動(dòng)，將波浪能轉(zhuǎn)換為擺軸的動(dòng)能，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。這種裝置的優(yōu)點(diǎn)是轉(zhuǎn)換效率高，可以方便地與相位控制技術(shù)相結(jié)合，使波浪能裝置能吸收到裝置迎波寬度以外的波浪能，其缺點(diǎn)是機(jī)械維護(hù)較為困難。聚波水庫(kù)波能裝置的關(guān)鍵技術(shù)是一個(gè)喇叭形的聚波器和逐漸變窄的楔形導(dǎo)槽，利用水庫(kù)和外海間的水頭落差驅(qū)動(dòng)水輪發(fā)電機(jī)組發(fā)電。聚波水庫(kù)波能裝置的優(yōu)點(diǎn)是波能的轉(zhuǎn)換無(wú)需設(shè)置活動(dòng)部件，可靠性好且穩(wěn)定，不足之處是建造這種電站對(duì)地形要求嚴(yán)格，不易推廣。
[0004]此外，壓電發(fā)電裝置是利用壓電材料，將周?chē)h(huán)境的振動(dòng)機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能，其是一種新型的發(fā)電技術(shù)。中國(guó)專(zhuān)利CN1696499A提出了以波浪為能源動(dòng)力的壓電發(fā)電系統(tǒng)，壓電元件固定于殼體，碰撞機(jī)構(gòu)作為運(yùn)轉(zhuǎn)振子(主動(dòng))，波動(dòng)時(shí)使得壓電元件產(chǎn)生變形，從而產(chǎn)生脈沖電能。這種壓電發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電量較小，壓電元件長(zhǎng)期碰撞后，容易損壞。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的目的是提供一種基于壓電元件的新型波浪發(fā)電裝置，能夠應(yīng)用在近海岸處，通過(guò)壓電元件的彈性變形將波浪能轉(zhuǎn)換為電能，向低功耗系統(tǒng)供電。
[0006]本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:一種基于壓電元件的新型波浪發(fā)電裝置，其特征在于，包括活塞筒、杠桿、壓電元件、整流儲(chǔ)能裝置、水平工作臺(tái)、承壓腔、支承板、彈性薄膜，所述活塞筒、所述杠桿、所述壓電元件、所述整流儲(chǔ)能裝置設(shè)置于所述水平工作臺(tái)上，所述水平工作臺(tái)垂直固定在所述支承板上，所述水平工作臺(tái)上設(shè)置有開(kāi)孔，所述活塞筒通過(guò)所述開(kāi)孔與所述承壓腔相連通，所述承壓腔上設(shè)置有承壓腔注水口，所述彈性薄膜封閉設(shè)置于所述承壓腔的兩側(cè)，所述承壓腔中部設(shè)置有雙側(cè)承壓腔隔板來(lái)隔開(kāi)承壓腔室。
[0007]優(yōu)選地，活塞筒通過(guò)杠桿與壓電元件相連接，壓電元件粘貼在整流儲(chǔ)能裝置上，壓電元件通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)與整流儲(chǔ)能裝置相連接。
[0008]優(yōu)選地，壓電元件為2片壓電陶瓷片。
[0009]優(yōu)選地，活塞筒包括活塞筒外殼，活塞筒外殼內(nèi)部設(shè)置有活塞傳動(dòng)桿、返回彈簧、活塞，活塞分別與活塞傳動(dòng)桿、返回彈簧固定連接。
[0010]優(yōu)選地，活塞筒的個(gè)數(shù)為2個(gè)。
[0011]優(yōu)選地，承壓腔注水口的個(gè)數(shù)為2個(gè)。
[0012]本實(shí)用新型所達(dá)到的有益效果:(1)實(shí)現(xiàn)了將近海岸波浪能轉(zhuǎn)化為電能的功能；
(2)具有實(shí)施結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便、可操作性強(qiáng)、發(fā)電元件不易損壞的優(yōu)點(diǎn)；(3)還可消除波浪對(duì)近海岸處巖石的侵蝕，保護(hù)海岸線(xiàn)。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖2是本實(shí)用新型的活塞筒的局部放大結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖3是本實(shí)用新型的水平工作臺(tái)上固定裝置示意圖。
[0016]圖4是本實(shí)用新型的工作原理圖。
[0017]圖中標(biāo)記的含義:1_活塞筒，2-杠桿，3-壓電元件，4-整流儲(chǔ)能裝置，5-承壓腔注水口，6-承壓腔，7-支承板，8-雙側(cè)承壓腔隔板，9-彈性薄膜，10-水平工作臺(tái)，11-活塞傳動(dòng)桿，12-返回彈簧，13-活塞筒外殼，14-活塞。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述。以下實(shí)施例僅用于更加清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案，而不能以此來(lái)限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
[0019]如圖1所示的是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖，本實(shí)用新型提出了一種基于壓電元件的新型波浪發(fā)電裝置，包括活塞筒1、杠桿2、壓電元件3、整流儲(chǔ)能裝置4、水平工作臺(tái)10、承壓腔6、支承板7、彈性薄膜9，活塞筒1、杠桿2、壓電元件3、整流儲(chǔ)能裝置4設(shè)置于水平工作臺(tái)10上，水平工作臺(tái)10垂直固定在支承板7上，水平工作臺(tái)10上設(shè)置有開(kāi)孔，活塞筒I通過(guò)開(kāi)孔與承壓腔6相連通，承壓腔6上設(shè)置有承壓腔注水口 5，彈性薄膜9封閉設(shè)置于承壓腔6的兩側(cè)，承壓腔6中部設(shè)置有雙側(cè)承壓腔隔板8來(lái)隔開(kāi)承壓腔室；壓電元件3為2片壓電陶瓷片；活塞筒I的個(gè)數(shù)為2個(gè)；承壓腔注水口 5的個(gè)數(shù)為2個(gè)。
[0020]如圖2所示的是本實(shí)用新型的活塞筒的局部放大結(jié)構(gòu)示意圖，活塞筒I包括活塞筒外殼13，活塞筒外殼13內(nèi)部設(shè)置有活塞傳動(dòng)桿11、返回彈簧12、活塞14，活塞14分別與活塞傳動(dòng)桿11、返回彈簧12固定連接。
[0021]如圖3所示的是本實(shí)用新型的水平工作臺(tái)上固定裝置示意圖，活塞筒I通過(guò)杠桿2與壓電元件3相連接，壓電元件3粘貼在整流儲(chǔ)能裝置4上，壓電元件3通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)與整流儲(chǔ)能裝置4相連接。
[0022]如圖4所示的是本實(shí)用新型的工作原理圖，平行箭頭為來(lái)水方向，彎曲箭頭為承壓腔6中液體受壓流動(dòng)方向，來(lái)水使得彈性薄膜9產(chǎn)生變形，擠壓承壓腔6中的液體，液體受到擠壓，沿活塞筒I出口端上升，撞擊活塞14，活塞14帶動(dòng)杠桿2，杠桿2撞擊壓電兀件3，使其產(chǎn)生形變發(fā)電，實(shí)現(xiàn)波浪能到電能的轉(zhuǎn)換，電能儲(chǔ)蓄在整流儲(chǔ)能裝置4中，以備利用；然后，活塞筒I中的返回彈簧12將活塞14恢復(fù)初始狀態(tài)，液體回流至承壓腔6。
[0023]通過(guò)調(diào)節(jié)杠桿2的比例，根據(jù)杠桿原理可以調(diào)整位于壓電元件3上方那端的位移大小，增大壓電元件3的受力，進(jìn)而改變壓電元件3的變形，在一定范圍內(nèi)增大發(fā)電量。
[0024]以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和變形，這些改進(jìn)和變形也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于壓電元件的新型波浪發(fā)電裝置，其特征在于，包括活塞筒(I)、杠桿(2)、壓電元件(3)、整流儲(chǔ)能裝置(4)、水平工作臺(tái)(10)、承壓腔(6)、支承板(7)、彈性薄膜(9)，所述活塞筒(1)、所述杠桿(2)、所述壓電元件(3)、所述整流儲(chǔ)能裝置(4)設(shè)置于所述水平工作臺(tái)(10 )上，所述水平工作臺(tái)(10 )垂直固定在所述支承板(7 )上，所述水平工作臺(tái)(10 )上設(shè)置有開(kāi)孔，所述活塞筒(I)通過(guò)所述開(kāi)孔與所述承壓腔(6)相連通，所述承壓腔(6)上設(shè)置有承壓腔注水口(5)，所述彈性薄膜(9)封閉設(shè)置于所述承壓腔(6)的兩側(cè)，所述承壓腔(6)中部設(shè)置有雙側(cè)承壓腔隔板(8)來(lái)隔開(kāi)承壓腔室。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于壓電元件的新型波浪發(fā)電裝置，其特征在于，所述活塞筒(I)通過(guò)所述杠桿(2 )與所述壓電元件(3 )相連接，所述壓電元件(3 )粘貼在所述整流儲(chǔ)能裝置(4)上，所述壓電元件(3)通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)與所述整流儲(chǔ)能裝置(4)相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于壓電元件的新型波浪發(fā)電裝置，其特征在于，所述壓電元件(3)為2片壓電陶瓷片。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于壓電元件的新型波浪發(fā)電裝置，其特征在于，所述活塞筒(I)包括活塞筒外殼(13)，所述活塞筒外殼(13)內(nèi)部設(shè)置有活塞傳動(dòng)桿(11 )、返回彈簧(12)、活塞(14)，所述活塞(14)分別與所述活塞傳動(dòng)桿(11)、所述返回彈簧(12)固定連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于壓電元件的新型波浪發(fā)電裝置，其特征在于，所述活塞筒(I)的個(gè)數(shù)為2個(gè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于壓電元件的新型波浪發(fā)電裝置，其特征在于，所述承壓腔注水口(5)的個(gè)數(shù)為2個(gè)。
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種基于壓電元件的新型波浪發(fā)電裝置，其包括活塞筒（1）、杠桿（2）、壓電元件（3）、整流儲(chǔ)能裝置（4）、水平工作臺(tái)（10）、承壓腔（6）、支承板（7）、彈性薄膜（9），所述活塞筒（1）、所述杠桿（2）、所述壓電元件（3）、所述整流儲(chǔ)能裝置（4）設(shè)置于所述水平工作臺(tái)（10）上，所述水平工作臺(tái)（10）垂直固定在所述支承板（7）上，所述水平工作臺(tái)（10）上設(shè)置有開(kāi)孔，所述活塞筒（1）通過(guò)所述開(kāi)孔與所述承壓腔（6）相連通，所述承壓腔（6）上設(shè)置有承壓腔注水口（5），所述彈性薄膜（9）封閉設(shè)置于所述承壓腔（6）的兩側(cè)，所述承壓腔（6）中部設(shè)置有雙側(cè)承壓腔隔板（8）來(lái)隔開(kāi)承壓腔室。
【IPC分類(lèi)】F03B13-14, H02N2-18
【公開(kāi)號(hào)】CN204392114
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520033014
【發(fā)明人】曹紅帆, 李穎, 尹剛, 鄭健
【申請(qǐng)人】河海大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年6月10日
【申請(qǐng)日】2015年1月19日