[发明专利]一种基于磁流体共振的波浪能发电装置

摘要

本发明公开了一种基于磁流体共振的波浪能发电装置，包括振动单元和发电单元，振动单元包括一端连接有浮子且另一端连接有活塞的竖杆和容置活塞的气缸，发电单元包括多个发电管道，发电管道包括横截面为矩形水平区段，水平区段的一组相对的壁面外表面上均安装有磁铁，另外的一组相对壁面上分别安装有电极。浮子浸没在海水中随海水波浪上下运动，带动活塞在气缸内往复运动而使其内气体压强增大或者缩小，压强的变化使与气缸连通的发电管道的水平区段内的液体金属往复振荡，以切割磁铁产生的磁感线而产生电能，电能被电极收集。本发明发电装置用于将波浪蕴藏的机械能转变为电能，其能量转化效率高，且适用多种频率的波浪。

主权项

一种基于磁流体共振的波浪能发电装置，用于将海洋中波浪蕴藏的机械能转变为电能，其特征在于，其包括振动单元，所述振动单元包括处于海面且中间具有通孔的起支撑作用的海上平台(101)，穿过所述通孔且一端连接有浮子(102)另一端连接有活塞(103)的竖杆(104)，容置所述活塞的气缸(105)，与气缸顶部连通的多通管道(106)，所述多通管道(106)包括一个中心接口(107)和多个周边接口(108)，所述气缸与其中心接口连通，所述浮子浸没在海水中随海水波浪浮动而上下运动，并通过所述竖杆带动活塞在气缸内往复运动而使气缸内气体压强增大或者减小；发电单元，所述发电单元包括被所述海上平台(101)支撑的多个外形呈字母“U”形的发电管道(201)，所述发电管道包括位于其底部的水平区段(202)和分别位于所述水平区段两侧且在其端部具有端口的两个竖直区段(203)，所述水平区段横截面为矩形，所述发电管道(201)的水平区段(202)用于容置导电液体金属(206)，所述水平区段(202)的相对两个面上均安装有磁铁(204)，位于同一个面上的磁铁的极性相同，所述水平区段(201)的相对的另两个面上分别安装有电极(205)；所述发电管道(201)竖直区段(203)的端口与所述多通管道(106)的周边接口连通，以使所述气缸与所述发电管道通过所述多通管道连通，所述气缸(105)内的气体压强增大或者缩小后使与气缸连通的发电管道水平区段内的导电液体金属(206)往复振荡，以切割所述磁铁产生的磁感线而在与磁感线垂直的方向上产生电势差，该电势差被所述电极收集形成电能即实现发电，还包括调频单元，该调频单元包括储液室(301)，其为中空的容器，用于储存所述的导电液体金属(206)；储液连通室(302)，其为中空的容器，其与所述储液室(301)底部分别以排液管(322)和注液管(332)连通，且还与所述多个发电管道(201)的水平区段分别通过多个输液管(312)连通；排液泵(303)，其位于连通所述储液室与所述储液连通室的排液管(322)上，该排液泵(303)受外界控制以用于将所述储液连通室的导电液体金属(206)排出到所述储液室，进而使与所述储液连通室连通的发电管道内的导电金属液体回流进入所述储液连通室，实现其质量减少且液柱高度降低；注液泵(304)，其位于连通所述储液室与所述储液连通室的注液管(332)上，该注液泵(304)受外界控制以用于将所述储液室的导电液体金属(206)注入到所述储液连通室，进而实现与所述储液连通室连通的发电管道内的金属液体质量增加且液柱高度增加；电磁阀(305)，其位于所述输液管(312)上，每个所述的输液管上具有一个该电磁阀，所述电磁阀受外界控制以实现自身所在的输液管的开闭，以实现所述导电液体金属(206)进入相应发电管道，实现该发电管道发电；气阀(306)，所述气阀(306)位于所述储液室(301)的盖子上，其用于连接大气与所述储液室的内部空间，用以平衡导电液体金属的液面变化时产生的气压差；通过改变所述发电管道内的导电液体金属(206)的质量和液柱高度，以使自身与所述振动单元共同组成的运动部分的固有频率改变，以与各种不同频率的波浪产生共振，以共振产生的导电液体金属的剧烈运动切割磁感线而高效产生电能，所述发电装置还包括控制单元，控制单元包括超声波传感器(401)，该超声波传感器位于所述储液室(301)顶部，以用于测量所述储液室(301)内部的导电液体金属(206)质量；压强频率传感器(402)，该压强频率传感器浸没在海水中，以用于测量波浪的压强大小而得到波浪的频率；微控制器(403)，该微控制器分别与所述超声波传感器(401)和所述压强频率传感器(402)以电缆(404)连接，且同时与所述排液泵(303)和所述注液泵(304)以电缆(404)连接，用于接收来自所述压强频率传感器(402)和所述超声波传感器(401)的信号并进行处理，以根据处理结果控制所述排液泵(303)或所述注液泵(304)对所述发电管道进行排液或者注液，以控制其内导电液体金属(206)质量和液柱高度，实现实时控制导电金属液体和所述振动单元共同组成的运动部分的固有频率的调节。