CN100489303C - 海洋波能发电机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种海洋波能发电机，包括发电机(1)和与其相连接的传动机构，其特征在于：该传动机构由接受海浪推力的浮漂(5)和传递海浪波能的推力机构组成，浮漂(5)为左右两个，推力机构位于两个浮漂(5)中间、且与两个浮漂(5)连接在一起，推力机构包括导轨支架(4)，导轨支架(4)中有滑块(3)，滑块(3)上分别安装有滚轮(6)和齿条(7)，齿条(7)分别与两个齿轮传动装置啮合，两个齿轮传动装置的输出轴通过带轮A(10)、带轮B(12)接至发电机(1)。本发明为在海面上漂浮的密闭漂浮装置，它结构合理，不仅能够充分吸收海洋波浪涌动所产生的机械波能并将其进行能量转换，而且发电过程中不会污染环境。

Description

海洋波能发电机
技术领域
本发明涉及一种海洋波能发电机，特别涉及一种利用波动构件和另一构件之间的相对运动转变成电能的发电机。
背景技术
目前，按发电原理可以将发电机分为水利发电机和热能发电机。水利发电是利用江河堤坝所产生的落差将势能转变成电能，水利发电机结构复杂、体积庞大、投资成本高；热能发电是利用原油或煤炭的燃烧将热能转变成电能，热能发电机除上述不足之外，还要消耗大量的自然能源，其燃烧后产生的废气对环境造成污染。海洋波浪蕴含着巨大的机械波能，全球海洋波浪含有700亿千瓦的能量，可利用的能量达30亿千瓦。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种海洋波能发电机，它结构合理，能够充分利用海洋波浪的涌动将波能转变为电能，并且不会造成对环境的污染。
本发明海洋波能发电机，包括发电机和与其相连接的传动机构；其中：传动机构由接受海浪推力的浮漂和传递海浪波能的推力机构组成。浮漂为左右两个；推力机构位于两个浮漂中间、且与两个浮漂连接在一起，推力机构包括导轨支架，导轨支架中有滑块，滑块上分别安装有滚轮和齿条，齿条分别与两个齿轮传动装置啮合，两个齿轮传动装置的输出轴通过带轮A、带轮B接至发电机。
本发明海洋波能发电机，其中：两个齿轮传动装置中一个包括同轴的齿轮A、离合器A和齿轮C；另一个包括同轴的齿轮B、离合器B和齿轮E，齿轮E与另一根轴上的齿轮F相啮合，齿轮F同轴上有齿轮D，齿轮D通过齿轮H与齿轮C相互啮合，且齿轮H的输出轴接至带轮A轴上。
本发明海洋波能发电机，其中：推力机构置于外壳内，外壳由壳体和置于壳体上的端盖组成，在壳体和端盖之间有密封圈；滑块的两个端部有缓冲橡胶垫块，该橡胶垫块置于导轨支架的导轨槽中，离合器A、离合器B为单向楔块式超越离合器。
作为本发明海洋波能发电机的改进，其中：传动机构可以通过连接杆串/并联相互组合连接在一起，并在其四周有框架，框架通过绳索与海床相连。
采用上述结构，由于滑块具有相当大的重量，所以当一端的浮漂随海浪涌动的波峰被举起时，滑块就产生巨大的势能，而与其连接的齿条便能够驱动齿轮传动装置运动，从而实现了吸收海洋波浪所产生的机械波能、并将机械波能传递给发电机。
又由于设有左右两个浮漂随海浪的波峰能够连续不断地或左或右被举起，从而实现了能够连续不断地将能量传递给发电机，即：本发明海洋波能发电机工作时，无论滑块是向左运动还是向右运动，能量的传递都是单方向的对发电机转子作功，使发电机能够连续平稳的发电；而且在发电的过程中，发电机转子是单方向转动的，并且保持着一定的惯性角速度，所以无论海浪的强度是大还是小，其发电机都能够发电，即：在强度大的海浪中滑块行程长，发电机转子的角速度快，发电机输出功率就高；反之，在强度小的海浪中滑块行程短，发电机转子的角速度慢，发电机输出功率就小。
总之，本发明海洋波能发电机能够将海洋波浪的自然涌动所产生的机械波能进行功能转换而发电，它不仅节约了自然资源和能源，而且能够对现有电网发电起到一定补充作用，特别适用于缺电、能源紧张的沿海地区。
附图说明
图1是本发明海洋波能发电机结构示意图；
图2是图1中传动机构布置示意图；
图3是图1中A-A剖示图；
图4是图1中B-B剖示图；
图5是图1中传动机构组合布置示意图。
其中：1发电机；2外壳；3滑块；4导轨支架；5浮漂；6滚轮；7齿条；8齿轮D；9齿轮H；10带轮A；11齿轮C；12带轮B；13密封圈；14橡胶垫块；15离合器A；16齿轮A；17齿轮B；18离合器B；19齿轮E；20齿轮F；21连接杆；22框架。
具体实施方式
下面结合附图对本发明海洋波能发电机的具体实施方式作进一步说明。
由图1所示，本发明海洋波能发电机，包括发电机1和与其相连接的传动机构。其中：该传动机构由接受海浪推力的浮漂5和传递海浪波能的推力机构组成；浮漂5为左右两个，浮漂5用硬质聚氨酯泡沫塑料制成；推力机构为与两个浮漂5连接在一起的外壳2，外壳2由壳体和置于壳体上的端盖组成，在壳体和端盖之间有密封圈13，在外壳2内有导轨支架4，导轨支架4中有滑块3，滑块3上分别安装有滚轮6和齿条7，齿条7分别与两个齿轮传动装置啮合；由图2、3所示，其中一个齿轮传动装置包括同轴的齿轮A16、单向楔块式超越离合器A15和齿轮C11，另一齿轮传动装置包括同轴的齿轮B17、单向楔块式超越离合器B18和齿轮E19，齿轮E19与与另一根轴上的齿轮F20相啮合，齿轮F20同轴上有齿轮D8，并齿轮D8通过齿轮H9与齿轮C11相互啮合，且齿轮H9的输出轴通过带轮A10、带轮B12接至发电机1；由图4所示，滑块3的两个端部有缓冲橡胶垫块14，该橡胶垫块14置于导轨支架4的导轨槽中。安装时，通过绳索将上述传动机构固定在海洋的海床上。另外，为了实现大功率作功，根据需要可以将多个传动机构相互组合连接在一起，图5所示的是四个传动机构相互组合的示意图，该四个传动机构用连接杆21进行串/并联连接，并在其四周用框架22固定，框架22通过绳索与海床相连。
这样，上述结构形成一个能够在海面上漂浮的密闭漂浮装置，若海浪的波峰举起右边的浮漂5并使右边的高于左边的浮漂5，推力机构中的滚轮6带动导轨支架4上的滑块3由右侧向左侧滑动，滑块3上的齿条7驱动齿轮A16、齿轮B17同时作逆时针方向旋转；其中：单向楔块式超越离合器A15处于传动状态，而单向楔块式超越离合器B18处于分离状态，则齿轮A16驱动齿轮C11也作逆时针方向旋转，齿轮C11又驱动齿轮H9顺时针方向旋转，但在此过程中由于单向楔块式超越离合器B18处于分离状态，所以齿轮B17向齿轮E19及齿轮F20的传动被中止。
同理，若海浪的波峰举起做边的浮漂5并使左边的高于右边的浮漂5，推力机构中的滚轮6带动导轨支架4上的滑块3由左侧向右侧滑动，滑块3上的齿条7驱动齿轮A16、齿轮B17同时作顺时针方向旋转；其中：单向楔块式超越离合器A15处于分离状态，而单向楔块式超越离合器B18处于传动状态，则齿轮B17驱动齿轮E19顺时针方向旋转，齿轮E19驱动齿轮F20逆时针方向旋转，齿轮F20驱动齿轮D8逆时针方向旋转，齿轮D8驱动齿轮H9顺时针方向旋转，齿轮H9驱动带轮A10顺时针方向旋转，带轮A10驱动带轮B12顺时针方向旋转，带轮B12驱动发电机1的转子顺时针方向旋转工作。但在此工作过程中由于单向楔块式超越离合器A15处于分离状态，所以齿轮A16向齿轮H9及齿轮C11的传动被中止。
总之，海浪的波峰推动其中一个浮漂5并使其举起时，推力机构倾斜，滚轮6运动带动导轨支架4中的滑块3从一侧向另一侧滑动，滑块3上有齿条7，从而带动齿条7上与其相啮合的其中一个齿轮系工作。
工作时，当本发明海洋波能发电机在某一强度的海浪中运转时，发电机1的转动是单方向的，转动的角速度是在一定范围内波动，但不低于某一惯性角速度；既：当发电机1的转子角速度大于滑块3传递给发电机1的角速度时，单向楔块式超越离合器A15和向楔块式超越离合器B18均处于分离状态，此时无论滑块3向左运动还是向右运动都不会对发电机1转子的惯性运动产生影响，发电机1转子的惯性动能也不会传递到滑块3上，这说明滑块3在导轨支架4中的运动是自由的，不会因为发电机1转子的惯性运动而被卡住。
当本发明海洋波能发电机平稳运转时，滑块3只有在它传递给发电机1转子的角速度大于发电机1转子的惯性角速度时，滑块3才对发电机1作功，此时发电机1转子处于加速旋转状态。而当加速到最大惯性角速度时，发电机1转子自动与滑块3分离，发电机1转子的惯性动能不会再传递到滑块3，这说明滑块3的机械能向发电机1的传递是单方向，从而保证了发电机1的转子能够以一定的速度单方向连续运转，确保了能量传递的最大效率。

Claims (3)

1.一种海洋波能发电机，包括发电机(1)和与其相连接的传动机构，其特征在于：该传动机构由接受海浪推力的浮漂(5)和传递海浪波能的推力机构组成，所述浮漂(5)为左右两个，推力机构位于两个浮漂(5)中间、且与两个浮漂(5)连接在一起，推力机构包括导轨支架(4)，导轨支架(4)中有滑块(3)，滑块(3)上分别安装有滚轮(6)和齿条(7)，所述齿条(7)分别与两个齿轮传动装置啮合，两个齿轮传动装置的输出轴通过带轮A(10)、带轮B(12)接至发电机(1)；两个齿轮传动装置中，一个包括同轴的齿轮A(16)、离合器A(15)和齿轮C(11)，另一个包括同轴的齿轮B(17)、离合器B(18)和齿轮E(19)，齿轮E(19)与另一根轴上的齿轮F(20)相啮合，齿轮F(20)同轴上有齿轮D(8)，齿轮D(8)通过齿轮H(9)与齿轮C(11)相互啮合，且齿轮H(9)的输出轴接至带轮A(10)轴上；所述推力机构置于外壳(2)内，外壳(2)由壳体和置于壳体上的端盖组成，在壳体和端盖之间有密封圈(13)。
2.根据权利要求1所述的海洋波能发电机，其特征在于：所述滑块(3)的两个端部有缓冲橡胶垫块(14)，该橡胶垫块(14)置于导轨支架(4)的导轨槽中，离合器A(15)、离合器B(18)为单向楔块式超越离合器。
3.根据权利要求1或2所述的海洋波能发电机，其特征在于：所述传动机构通过连接杆(21)串/并联相互组合连接在一起，并在其四周有框架(22)，框架(22)通过绳索与海床相连。
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