CN100417809C - 机械式波浪能发电转换装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种机械式波浪能发电转换装置。浮球与第一轴固接，在第一轴装有旋向相反的第一和第二单向离合器，第二轴装有链轮和换向齿轮，动力输出轴装有与第一单向离合器旋向相同的第三单向离合器和与第二轴换向齿轮相配合的旋向与第一和第三单向离合器旋向相反的齿轮单向离合器，第一与第三单向离合器通过链条连接，第二单向离合器与链轮通过链条连接，三根轴均用轴承座固定，支撑在岸边。波浪推动浮球上下运动，连接杆带动第一轴转动，通过第一轴上的第一单向离合器和第二单向离合器和齿轮换向，使动力输出轴始终朝一个方向转动，第三单向离合器和齿轮单向离合器防止运动和动力的反馈传递。通过联轴器把动力输出轴与发电机相联发电。

Description

机械式波浪能发电转换装置
技术领域
本发明涉及利用海洋波浪能发电技术，尤其是涉及一种机械式波浪能发电转换装置。
背景技术
从上个世纪70年代的石油危机开始，各国开始把注意力转移到利用本地资源和寻找最适宜的廉价能源上。21世纪是海洋的世纪，人类向大海索取资源成为必然趋势，沿海地区把希望寄托在汹涌澎湃的巨浪上。因此，利用波浪能发电对解决能源危机、环境问题是有深刻的意义的。
目前国内外研究从海洋波浪中吸取能量的方法主要有以下几种：
1.利用前推后拥波浪的垂直涨落来推动水轮机或以空气为传播媒介的空气涡轮机发电。其能量的转变过程为波浪能、转变为气压能或高压高速的水流动能，再转变为机械能，最终变为电能。这种方案中涡轮机价格昂贵且通过气体传播增加机构复杂性，对制造加工精度及密封性要求较高，发电功率不大，效率也只有百分之二十几。
2.用凸轮或叶轮利用波浪的来回或起伏运动推动油压传动系统带动发电机发电。这种方案需要建设岸上的大型液压泵站，投资高，经济效益差，没有得到广泛应用。
3.利用汹涌澎湃的波浪冲力把海水先汇聚到蓄水柜或高位水槽中，再推动水轮机发电。这种方案额外建设大型蓄水库，成本高，收益低，经济效益差，因此没有得到广泛应用。
4.通过机械能-磁能-电能的转化模式。这种方案需要特制的感应线圈，只能应用于海洋水文气象资料遥测浮标或类似装置的电源，实用性不强，应用范围狭窄。
5.双棘轮的机械式，波浪能吸收装置过于复杂，影响其吸收的效率，另外传递过程中的运动和动力会逆向传递，使得传递过程中能量损失大，波浪能的转化效率低，因此没有得到广泛应用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种机械式波浪能发电转换装置，把传动轴与齿轮增速机发电机相联即能发电。
本发明解决其技术问题采用的技术方案是，包括吸收装置、传递和转化装置，其中：
1)吸收装置：是在浮球中心穿入双头螺纹连接杆，用一组螺母与浮球固接，螺纹连接杆的一端延长段与第一轴中部用另一组螺母固接；
2)传递和转化装置：在第一轴两端分别装有旋向相反的第一链轮单向离合器和第二链轮单向离合器，第二轴两端分别装有链轮和换向齿轮，动力输出轴两端分别装有与第一链轮单向离合器旋向相同的第三链轮单向离合器和与第二轴换向齿轮相配合的旋向与第一链轮单向离合器和第三链轮单向离合器旋向相反的齿轮单向离合器，第一链轮单向离合器与第三链轮单向离合器通过第一链条连接，第二链轮单向离合器与链轮通过第二链条连接，三根轴均用轴承座固定于平板上，平板通过支撑固定在岸边。
本发明与背景技术相比，具有的有益效果是：
1、结构简单，成本低。本发明所公开的波浪发电装置大部分由标准件、定型产品组成。
2、实用性强，应用广泛。可用于浮标和灯塔的用电，也可用做海岛居民的少量用电。
3、制造精度要求低，抗冲击能力强。
4、波浪能吸收转化效率高。
本发明可在大海、大江、大河中使用。
附图说明
图1是本发明的结构原理示意图。
图2是本发明的吸收装置结构示意图。
图中：1、浮球，2、两端加工螺纹的连接杆，3、第一轴，4、第一链轮单向离合器，5、第二链轮单向离合器，6、第二轴I，7、链轮，8、第二链条I，9、动力输出轴，10、第三链轮单向离合器，11、第一链条，12、换向齿轮，13、齿轮单向离合器，14、螺母。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
如图1、图2所示，本发明包括吸收装置、传递和转化装置，其中：
1)吸收装置：是在浮球1中心穿入双头螺纹连接杆2，用一组螺母与浮球1固接，螺纹连接杆2的一端延长段与第一轴3中部用另一组螺母14固接；连接杆的长度用一组螺母可根据不同水域的波浪大小、波长来调节。
2)传递和转化装置：在第一轴3两端分别装有旋向相反的第一链轮单向离合器4和第二链轮单向离合器5，第二轴6两端分别装有链轮7和换向齿轮12，动力输出轴9两端分别装有与第一链轮单向离合器4旋向相同的第三链轮单向离合器10和与第二轴6换向齿轮12相配合的旋向与第一链轮单向离合器4和第三链轮单向离合器10旋向相反的齿轮单向离合器13，第一链轮单向离合器4与第三链轮单向离合器10通过第一链条11连接，第二链轮单向离合器5与链轮7通过第二链条8连接，三根轴均用轴承座固定于平板上，平板通过支撑固定在海岸边。也可以放置在浮标内漂浮在水面上。连接杆的长度可根据波浪具体的高度调节与水平方向成约45度角，可充分吸收波浪的水平与竖直两个方向的运动能量。
所述增速与发电装置为：因为相比风力发电等其他利用自然资源的发电方式，在某一时段内波浪的频率变化较小，所以用联轴器把动力输出轴9传动与齿轮增速机发电机相联即能发电。电能可储存在蓄电池内，也可通过主变频器变压后输入电网。
在所述传递和转化装置中，第一、第二、第三链轮单向离合器内圈为单向离合器，外圈为链齿，如同现有自行车飞轮，可用其代替。齿轮单向离合器内圈为单向离合器，外圈齿型与换向齿轮相配合，形成一对齿轮啮合。
主要工作过程为：波浪推动浮球1上下运动，通过连接杆带动第一轴3转动，通过第一轴3上的第一链轮单向离合器4和第二链轮单向离合器5和齿轮12与齿轮单向离合器13换向，使动力输出轴始终朝一个方向转动，第三链轮单向离合器10和齿轮单向离合器13防止运动和动力的反馈传递，充分利用能量，提高效率。通过联轴器把动力输出轴9与齿轮增速机、发电机相联即能发电。
本发明的效果是：
其一利用波浪能转化为机械能再转化为电能，是依靠波浪推动浮球上下摆动，通过连接杆带动第一轴旋转，通过第一链轮单向离合器和第一链轮单向离合器及一对齿轮换向，使动力输出旋转方向始终朝一个方向，然后通过联轴器把动力输出轴9与齿轮增速机发电机相联即能发电。电能可储存在蓄电池内，也可通过主变频器变压后输入电网。
其二提高效率的两项措施，首先用最直接的方式将上下的起伏运动转化为旋转运动，避免了能量在过于复杂的机构中损失，提高了吸收波浪能的效率。其次第三链轮单向离合器和齿轮单向离合器的运用保证了运动和能量的单向传递，防止了运动和能量的反馈传递中的损失，提高能量的转化效率，充分的利用波浪能量，获取更多电能。

Claims (1)

1. 机械式波浪能发电转换装置，其特征在于：包括吸收装置、传递和转化装置，其中：
吸收装置其包括在浮球(1)中心穿入双头螺纹连接杆(2)，用一组螺母与浮球(1)固接，螺纹连接杆(2)的一端延长段与第一轴(3)中部用另一组螺母(14)固接；
传递和转化装置其包括在第一轴(3)两端分别装有旋向相反的第一链轮单向离合器(4)和第二链轮单向离合器(5)，第二轴(6)两端分别装有链轮(7)和换向齿轮(12)，动力输出轴(9)两端分别装有与第一链轮单向离合器(4)旋向相同的第三链轮单向离合器(10)和与第二轴(6)换向齿轮(12)相配合的旋向与第一链轮单向离合器(4)和第三链轮单向离合器(10)旋向相反的齿轮单向离合器(13)，第一链轮单向离合器(4)与第三链轮单向离合器(10)通过第一链条(11)连接，第二链轮单向离合器(5)与链轮(7)通过第二链条(8)连接，三根轴均用轴承座固定于平板上，平板通过支撑固定在海岸边。
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