一种串联浮子式水面波动能量回收装置

本技术属于波浪能发电，具体涉及一种串联浮子式水面波动能量回收装置。

背景技术：

1、随着我国承诺在2030年前实现碳达峰，越来越多的清洁能源及可再生能源得以加速开发利用。例如太阳能、风能、水能、波浪能等都属于可再生能源。其中，波浪能主要是指水体表面波浪所具有的动能和势能，它的开发和利用对缓解能源危机和减少环境污染是非常重要的。目前，对于波浪能的回收和利用绝大部分是在海洋中的进行的，是海洋能中最主要的能源之一。

2、游泳馆是城市中重要的市民健身娱乐场所之一。在市民游泳或戏水的过程中，游泳池的水面就会产生波动，这其实也是一种可以被利用的可再生能源。但由于目前的波浪回收装置都是只能适用于海洋，诸如海岸边、海岛边或跨海大桥桥墩等场景，不仅装置体积较大，成本较高，安装不便（如“防波堤和设于防波堤上的波浪发电装置”，公开号cn104153936a），而且大多数波浪回收装置需要单独的能量转换组件对每个浮子进行能量回收（如“一种用于跨海大桥的波浪能回收机构”，授权公告号 cn208347975u），因此无法直接适用于游泳池这类小面积场所。

3、经过申请人不断思索之后发现，游泳池中用于划分泳道的浮线或水线由于会在水面波动时随之起伏运动，因此十分适合改造为波浪动能回收装置，专门提供给游泳池或类似场景使用，将游泳池中的水波动能转换为电能，为游泳馆提供辅助供电。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的不足，本实用新型提供了一种串联浮子式水面波动能量回收装置，不仅可以用于游泳池等场所中作为划分泳道的水线或浮线，而且可以有效将水面波动能量转化为电能。

2、为解决上述技术问题，实现上述技术效果，本实用新型通过以下技术方案实现：

3、一种串联浮子式水面波动能量回收装置，包括若干个浮子，每个所述浮子的内部均设置有能够将浮子上下往复运动转换为连杆横向往复运动的运动方向转换连杆组件，每个所述运动方向转换连杆组件的两端分别有两根主连杆伸出各自对应的所述浮子的左右两端，所有所述浮子依次通过各自伸出的所述主连杆进行串联，构成串联式连杆浮子机构；位于所述串联式连杆浮子机构最两端的两个所述连杆浮子分别通过各自伸出的所述主连杆与一个对应的活塞的推拉杆连接，两个所述活塞的活塞头分别对准一个风扇的叶片，两个所述风扇的转轴一端分别连接有一根发电机传动转轴，两根所述发电机传动转轴分别与一个各自对应的电磁发电机的转子连接，两个所述电磁发电机分别与蓄电池连接。

4、进一步的，所述浮子为内部中空，且左右两个端面开设有连杆过孔的筒体结构，所述运动方向转换连杆组件包括左右两根所述主连杆、阻尼器、滑轨、滑块、偏心凸轮、偏心凸轮转动座、第一子连杆、第二子连杆、第三子连杆和第四子连杆；两根所述主连杆分别可横向移动地穿设在所述浮子的左右两个所述连杆过孔中，所述阻尼器垂直地设置在所述浮子内部的底面中央，所述滑轨水平地设置在所述浮子内部的顶面中央，所述滑块可滑动地设置在所述滑轨的左半段，所述偏心凸轮转动座固定设置在所述滑轨的右半段，所述偏心凸轮可转动地设置在所述偏心凸轮转动座上，所述滑块和所述偏心凸轮分别位于所述阻尼器上方的左右两侧；位于左侧的所述主连杆的外端伸出所述浮子的左端面，且位于左侧的所述主连杆的内端与所述第一子连杆的一端铰接，所述第一子连杆的另一端与所述滑块的第一铰接点铰接，所述滑块的第二铰接点与所述第二子连杆的一端铰接，所述第二子连杆的另一端与所述阻尼器顶端的第一铰接点铰接，所述阻尼器顶端的第二铰接点与所述第三子连杆的一端铰接，所述第三子连杆的另一端与所述偏心凸轮上的第一铰接点铰接，所述偏心凸轮上的第二铰接点与所述第四子连杆的一端铰接，所述第四子连杆的另一端与位于右侧的所述主连杆的内端铰接，位于右侧的所述主连杆的外端伸出所述浮子的右端面。

5、进一步的，所述浮子的主体为一个两端敞口的浮筒，起支撑作用，所述浮筒的两端敞口上分别密封设置有一个端盖，两个所述端盖的中心分别开设有所述连杆过孔。

6、进一步的，所述浮子的左右两个所述连杆过孔上分别设置有一个直线轴承，左右两根所述主连杆分别穿设在左右两个所述直线轴承中，所述主连杆与所述直线轴承为密封滑动连接，以实现在各自对应的所述连杆过孔中的密封横向滑动。

7、进一步的，相邻两个所述浮子之间的两根所述主连杆，或连接在一起后呈一条直线，或两者本身即为一整根长直线连杆的左半段和右半段。

8、进一步的，所述滑块上的第一铰接点和第二铰接点分别左右并排地设置在所述滑块下表面的中部。

9、进一步的，所述阻尼器上的第一铰接点和第二铰接点分别左右并排地设置在所述阻尼器的顶端。

10、进一步的，所述偏心凸轮上的第一铰接点和第二铰接点分别设置在所述偏心凸轮的中心两侧。

11、进一步的，所述风扇设置在一个舱体内，所述舱体的外表面上设置有一个活塞缸，所述活塞缸和所述舱体之间通过风道连接，所述活塞设置在所述活塞缸内，所述活塞的推拉杆与所述主连杆连接，且所述活塞的运动方向与所述风扇的转轴垂直，所述线圈位于所述舱体的外侧，且所述线圈通过线圈转轴与所述风扇的转轴同轴连接。

12、一种利用所述的串联浮子式水面波动能量回收装置的水池，包括一个水池，将所述串联式连杆浮子机构作为用于分隔所述水池不同水域的浮线或水线，所述串联式连杆浮子机构的长度与所述水池的长度相对应，位于所述串联式连杆浮子机构两端的所述水池的池壁内开设有腔室，位于所述串联式连杆浮子机构同一端的所述活塞、所述风扇和所述电磁发电机均设置在对应侧的所述腔室内，所述腔室的池壁上开设有通孔，所述串联式连杆浮子机构两端的所述主连杆分别伸入两侧池壁上的所述通孔后与对应侧的所述活塞的推拉杆连接，所述主连杆与所述通孔为密封滑动连接，所述蓄电池设置在所述池体的外围。

13、本实用新型的有益效果为：

14、本实用新型将多个内部安装运动方向转换连杆组件的浮子进行串联，通过在浮子里安装的运动方向转换连杆组件，来吸收由于水面波动带动浮子振动产生的能量，再由串联式的传动机构将浮子的运动传递到两端的进行能量转化，用于发电，从而有效地将水面波动的能量回收利用起来，具有产生的能量高、能量稳定等优点，不仅方便集中发电，而且设备简单，降低了使用投入的成本和维修成本，非常适用于游泳池等场所，作为划分泳道的水线或浮线。

15、上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本实用新型的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。

技术特征：

1.一种串联浮子式水面波动能量回收装置，其特征在于：包括若干个浮子（1），每个所述浮子（1）的内部均设置有能够将浮子上下往复运动转换为连杆横向往复运动的运动方向转换连杆组件，每个所述运动方向转换连杆组件的两端分别有两根主连杆（2）伸出各自对应的所述浮子（1）的左右两端，所有所述浮子（1）依次通过各自伸出的所述主连杆（2）进行串联，构成串联式连杆浮子机构；位于所述串联式连杆浮子机构最两端的两个所述连杆浮子（1）分别通过各自伸出的所述主连杆（2）与一个对应的活塞（12）的推拉杆连接，两个所述活塞（12）的活塞头分别对准一个风扇（13）的叶片，两个所述风扇（13）的转轴一端分别连接有一根发电机传动转轴（15），两根所述发电机传动转轴（15）分别与一个各自对应的电磁发电机（23）的转子（14）连接，两个所述电磁发电机（23）分别与蓄电池（24）连接。

2.根据权利要求1所述的串联浮子式水面波动能量回收装置，其特征在于：所述浮子（1）为内部中空，且左右两个端面开设有连杆过孔的筒体结构，所述运动方向转换连杆组件包括左右两根所述主连杆（2）、阻尼器（3）、滑轨（4）、滑块（5）、偏心凸轮（6）、偏心凸轮转动座（7）、第一子连杆（8）、第二子连杆（9）、第三子连杆（10）和第四子连杆（11）；两根所述主连杆（2）分别可横向移动地穿设在所述浮子（1）的左右两个所述连杆过孔中，所述阻尼器（3）垂直地设置在所述浮子（1）内部的底面中央，所述滑轨（4）水平地设置在所述浮子（1）内部的顶面中央，所述滑块（5）可滑动地设置在所述滑轨（4）的左半段，所述偏心凸轮转动座（7）固定设置在所述滑轨（4）的右半段，所述偏心凸轮（6）可转动地设置在所述偏心凸轮转动座（7）上，所述滑块（5）和所述偏心凸轮（6）分别位于所述阻尼器（3）上方的左右两侧；位于左侧的所述主连杆（2）的外端伸出所述浮子（1）的左端面，且位于左侧的所述主连杆（2）的内端与所述第一子连杆（8）的一端铰接，所述第一子连杆（8）的另一端与所述滑块（5）的第一铰接点铰接，所述滑块（5）的第二铰接点与所述第二子连杆（9）的一端铰接，所述第二子连杆（9）的另一端与所述阻尼器（3）顶端的第一铰接点铰接，所述阻尼器（3）顶端的第二铰接点与所述第三子连杆（10）的一端铰接，所述第三子连杆（10）的另一端与所述偏心凸轮（6）上的第一铰接点铰接，所述偏心凸轮（6）上的第二铰接点与所述第四子连杆（11）的一端铰接，所述第四子连杆（11）的另一端与位于右侧的所述主连杆（2）的内端铰接，位于右侧的所述主连杆（2）的外端伸出所述浮子（1）的右端面。

3.根据权利要求2所述的串联浮子式水面波动能量回收装置，其特征在于：所述浮子（1）的主体为一个两端敞口的浮筒（101），所述浮筒（101）的两端敞口上分别密封设置有一个端盖（102），两个所述端盖（102）的中心分别开设有所述连杆过孔。

4.根据权利要求2所述的串联浮子式水面波动能量回收装置，其特征在于：所述浮子（1）的左右两个所述连杆过孔上分别设置有一个直线轴承（16），左右两根所述主连杆（2）分别穿设在左右两个所述直线轴承（16）中，所述主连杆（2）与所述直线轴承（16）之间为密封滑动连接。

5.根据权利要求1所述的串联浮子式水面波动能量回收装置，其特征在于：相邻两个所述浮子（1）之间的两根所述主连杆（2），或连接在一起后呈一条直线，或两者本身即为一整根长直线连杆的左半段和右半段。

6.根据权利要求2所述的串联浮子式水面波动能量回收装置，其特征在于：所述滑块（5）上的第一铰接点和第二铰接点分别左右并排地设置在所述滑块（5）下表面的中部。

7.根据权利要求2所述的串联浮子式水面波动能量回收装置，其特征在于：所述阻尼器（3）上的第一铰接点和第二铰接点分别左右并排地设置在所述阻尼器（3）的顶端。

8.根据权利要求2所述的串联浮子式水面波动能量回收装置，其特征在于：所述偏心凸轮（6）上的第一铰接点和第二铰接点分别设置在所述偏心凸轮（6）的中心两侧。

9.根据权利要求1所述的串联浮子式水面波动能量回收装置，其特征在于：所述风扇（13）设置在一个舱体（17）内，所述舱体（17）的外表面上设置有一个活塞缸（18），所述活塞缸（18）和所述舱体（17）之间通过风道（19）连接，所述活塞（12）设置在所述活塞缸（18）内，所述活塞（12）的推拉杆与所述主连杆（2）连接，且所述活塞（12）的运动方向与所述风扇（13）的转轴垂直，所述转子（14）位于所述舱体（17）的外侧，且所述转子（14）通过发电机传动转轴（15）与所述风扇（13）的转轴同轴连接。

技术总结
本技术公开了一种串联浮子式水面波动能量回收装置，包括若干个浮子，浮子的内部设有能够将浮子上下往复运动转换为连杆横向往复运动的运动方向转换连杆组件，运动方向转换连杆组件的两端分别有两根主连杆伸出浮子的左右两端，所有浮子依次通过各自伸出的主连杆进行串联，构成串联式连杆浮子机构；位于串联式连杆浮子机构最两端的两个连杆浮子分别通过主连杆与活塞的推拉杆连接，活塞的活塞头对准风扇的叶片，风扇的转轴一端通过发电机传动转轴与一电磁发电机的转子连接。本技术可以有效地将水面波动的能量回收利用起来，用于发电，不仅方便集中发电，而且设备简单，成本较低，非常适用于游泳池等场所，作为划分泳道的水线或浮线。

技术研发人员：冯凯威,刘润东,陈祥如,郭佳琦,李健鹏,李聪佩,张佳慧,张林娟,黄宇蒙,陆逸,李光辉,吴晓凡,李浩,付红鹤,徐茹
受保护的技术使用者：苏州科技大学
技术研发日：20221207
技术公布日：2024/1/13