一种基于海上能源综合利用平台的风能和潮流能组合发电装置

本发明涉及风浪发电，具体涉及一种基于海上能源综合利用平台的风能和潮流能组合发电装置。

背景技术：

1、海洋的风浪能具有独特的优势，其波能能量密度高，是风能的4到30倍，海水的波浪运动蕴含着巨大的发电潜力。据估算，全球海洋波浪能可达700亿千瓦，占海洋能源的94％，是其主要来源之一。为了持续推进海洋资源节约集约利用，探索开展海洋能源立体化开发，建立海上能源综合利用平台，其中海上的风浪能如何开发利用是一个关键的技术。随着科技的进步，人们对风能和海洋能等新能源的研究投入不断增加，各种风能发电和波浪发电装置不断涌现，单独利用风能或者波浪能的装置很多，但是现有的装置存在以下问题：

2、风能或者波浪能其本身不稳定性高，同时风能和波浪能的大小、方向均不固定，常规的发电装置，其发电效率低下。

3、针对上述问题，例如申请号为“2023109270999”，专利名称为“一种海上风力发电装置及发电方法”的技术方案，其单独利用风力进行发电，其采用了浮动式的结构，可以调节桨叶的方向，但是需要时刻关注风向，实际使用较为不便，且风力大小不稳定，无法进行准确预测评估，也就无法及时进行桨叶方向的调整。

4、例如申请号为“2022207750013”，专利名称为“一种基于风能和潮流能的海上发电装置”的技术方案，其虽然结合了风能和潮流能，但实际还是分别单独发电，没有将风能和潮流能组合在一起，同时风能和潮流能均是驱动固定方向的扇叶旋转，发电效率低下。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于针对现有技术的不足之处，提供一种基于海上能源综合利用平台的风能和潮流能组合发电装置，以达到综合利用波浪能和风能进行发电的目的。

2、一种基于海上能源综合利用平台的风能和潮流能组合发电装置，包括风力转动组件，所述风力组件包括旋转支架和多个风叶，多个所述风叶呈圆周布设在旋转支架的最外圈，每个所述风叶均竖向设置在旋转支架上；

3、浮子驱动组件，所述浮子驱动组件包括浮子支架、浮子件、推动件和转动风扇，所述浮子支架设置在基座上端，所述浮子支架上端设置有腔室，多个所述推动件水平设置在浮子支架内，所述转动风扇水平设置在腔室内，多个所述推动件与腔室通过气道连通，多个所述浮子件呈圆周分布在腔室外侧，所述浮子件与腔室、推动件均铰接，所述浮子件可在波浪的作用下上下波动带动推动件做往复压缩运动；

4、变速组件，所述变速组件包括变速腔和变速齿轮组，所述变速腔设置在风力转动组件和浮子驱动组件之间，所述变速齿轮组设置在变速腔内，所述变速齿轮组一端与旋转支架单向传动连接，所述变速齿轮组另一端与转动风扇传动连接，所述旋转支架与转动风扇转动的方向一致；

5、发电件，所述浮子驱动组件与发电件连接，用于驱动发电件发电。

6、为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：

7、进一步地，所述旋转支架包括上支撑架、下支撑架、上传动轴、多个定位杆，所述上支撑架和下支撑架上下间隔水平设置，所述上支撑架和下支撑架之间的中心设置有上传动轴，所述上传动轴向下穿过下支撑架与变速齿轮组传动连接，所述上支撑架和下支撑架之间围绕上传动轴设置有多个呈圆周分布的定位杆，所述定位杆位于上支撑板和下支撑板之间的最外圈，每个所述定位杆上均穿插有风叶，所述风叶呈矩形结构。

8、进一步地，所述风叶固定设置在定位杆上，所述定位杆与上支撑架、下支撑架固定连接。

9、进一步地，所述下支撑架上靠近定位杆的一端设置有用于限制风叶转动角度的限位块，所述风叶固定设置在定位杆上，所述定位杆与上支撑架、下支撑架转动连接，所述限位块与定位杆之间留有间隙。

10、进一步地，所述变速腔上端设置有上盖，所述变速腔下端设置有下盖，所述变速腔内设置有连接盘，所述连接盘设置在上传动轴下端，所述连接盘下端设置有两个呈竖向对称分布的连接杆，每个所述连接杆上均水平设置有连接轴，所述变速齿轮组包括依次齿轮啮合的第一锥齿轮、第二锥齿轮和第三锥齿轮，所述第一锥齿轮和第三锥齿轮分别对称转动设置在两个连接轴上，所述第二锥齿轮套设在下传动轴上，所述下传动轴竖直设置，所述下传动轴向下穿过下盖与转动风扇传动连接，所述第二锥齿轮和下传动轴之间设置有棘轮组件，所述棘轮组件可在第二锥齿轮的驱动下按照第一矢量速度驱动下传动轴加速旋转，所述棘轮组件可在第二锥齿轮的驱动下按照第二矢量速度自转，所述棘轮组件可在下传动轴的驱动下按照第三矢量速度自转。

11、进一步地，所述棘轮组件包括第一转盘、第二转盘和锁扣件，所述第一转盘设置在第二转盘的外圈，所述锁扣件设置在第一转盘和第二转盘之间，所述第一转盘的外侧壁与第二锥齿轮的内侧壁连接，所述第一转盘的内侧壁上设置有多个呈周向等距分布的弧形槽，所述第二转盘的下表面设置在下传动轴的上表面，所述锁扣件包括多个一一对应的卡块和弹簧，多个所述卡块周向设置在第二锥齿轮的外侧壁上，所述卡块与弧形槽的位置相对应，所述卡块的固定端与第二转盘的外侧壁铰接，所述弹簧的一端设置在第二转盘的外侧壁上，所述弹簧的另一端设置在卡块的移动端，所述卡块的移动端在弹簧的作用下抵靠在第一转盘的内侧壁上,当所述第一转盘与第二转盘按照相同方向转动时，所述卡块可从上一个弧形槽滑入下一个弧形槽内，当所述第一转盘与第二转盘按照相反方向转动时，所述卡块的移动端会锁紧在弧形槽的侧壁上。

12、进一步地，所述转动风扇下端设置有输出轴，所述输出轴下端与发电件传动连接，所述发电件包括电机和联轴器，所述电机设置在基座内部，所述电机的转动端向上穿过底板，所述联轴器一端与电机的转动端连接，所述联轴器另一端与输出轴连接。

13、进一步地，所述浮子支架包括底板、多个支撑柱，所述底板设置在基座上端，所述支撑柱呈圆周分布在底板上，所述腔室的下表面设置在支撑柱的上表面；所述浮子件包括第一连杆和浮子，所述第一连杆上端与腔室外侧壁铰接，所述浮子设置在第一连杆下端，所述推动件与第一连杆连接。

14、进一步地，所述推动件包括筒体、活塞和推杆，所述浮子件还包括第二连杆，所述筒体水平设置在底板上，所述活塞滑动设置在筒体内，所述推杆一端与活塞连接，所述推杆另一端与第二连杆铰接，所述第二连杆与第一连杆连接，所述腔室侧壁上开设有多个间隔分布的通孔，所述筒体远离推杆的一端通过气管与通孔连通。所述筒体包括相互并列设置的活塞筒一和活塞筒二，所述活塞设置在活塞筒一内，所述活塞筒一内远离推杆的一端设置有隔离腔一，所述隔离腔一内沿着活塞筒一的方向对称设置有两个通孔，所述隔离腔一内活动设置有隔离球一，隔离球一可在隔离腔一内移动封堵两个通孔中的一个，所述活塞筒二与活塞筒一对称位置设置有隔离腔二，所述隔离腔二内沿着活塞筒二的方向对称设置有两个通孔，所述隔离腔二内活动设置有隔离球二，所述隔离球二可在隔离腔二内移动封堵两个通孔中的一个，所述活塞筒二与活塞筒一的连接处还设置有隔离腔三，所述隔离腔三内活动设置有隔离球三，所述隔离腔三与活塞筒一之间设置有连通孔一，所述隔离腔三与活塞筒二之间设置有连通孔二，隔离球三可在隔离腔三内移动封堵连通孔一或连通孔二，所述活塞筒一远离隔离腔一的一端设置有连接活塞筒二的连通通道。

15、进一步地，多个所述通孔水平设置，且所述通孔内气流喷出的方向与转动风扇转动的方向一致。

16、本发明的有益效果：

17、本发明的组合发电装置可以采取利用波浪能或者风能进行独立发电的模式，也可以采取利用波浪能和风能进行同步组合发电的模式，且风能和波浪能驱动同一个发电组件进行发电，最大化的利用了波浪能和风能进行组合发电，提高了发电效率。

18、本发明的风力转动组件，其扇叶的结构设计，可以利用空间内各个方向的风力进行旋转发电，相对常规风力发电装置单一受力方向，本发明的结构工作效率高且不容易受到损伤。

19、本发明的浮子驱动组件，不受波浪上下起伏的影响，能够提供单一转向，波浪能利用率更高，能够提供较为稳定的驱动力。

20、变速组件，可以将风力转动组件的驱动力传递至浮子驱动组件上，加速转动风扇的旋转。同时变速组件通过差速原理设置的变速齿轮组，可以将风力转动组件的驱动力变速提高后传递给转动风扇，进一步加强转动风扇的转速，提高了发电件的发电效率。

21、本发明的发电件布局设置方式，能够通过基座的结构设计，减小发电件受到的风浪冲击，提高发电件的使用寿命。本装置采用模块化设计，可以实现更加快速的维护和修理。