CN101000028A - 漂浮式机械发电装置 - Google Patents

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马玉久
游亚戈
郑永红
颜希文
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Abstract

本发明提供了一种新型漂浮式机械发电装置，包括浮子、电机、保护罩，其特征在于还包括螺旋机构、传动轴、齿轮，所述螺旋机构由螺杆、螺母组成，所述螺旋机构中的螺母与浮子相对固定，而螺杆则旋转运动，将浮子的往复运动改变成螺杆的旋转运动，继而带动齿轮转动，再进一步带动电机发电。为使浮子起伏的上下两个方向运动都能做功，还可以采用一对逆止器。本发明避免了外部波浪对系统结构内部各部件的浸蚀，绕开了防水问题，机械传动方式在能量传递方面的效率是传统气动透平的4～6倍，从而大大提高装置整体的能量转换率；而且，系统在特性匹配方面的效果远优于透平—电机系统，机械性能稳定，转换效率高，安装简便，使用寿命长。

Description

漂浮式机械发电装置
技术领域
本发明属于波浪能转换发电装置，尤其是依靠机械传动做功的波浪能转换发电装置。
技术背景
目前的小型波力发电装置大多为振荡水柱式，即依靠压缩空气驱动透平带动电机发电来做为装置的能源，比如中心管波力发电装置和后弯管波力发电装置等，其工作原理是在波浪的作用下，装置作升沉和纵摇运动，使其气室内的水柱作相对于气室的往复运动，带动了空气柱作活塞运动，驱动空气透平带动发电机发电。它存在如下缺点：工作适应范围较小，即对波浪适用范围小.空气透平在往复气流中周期性的出现负效率以及失速现象，导致气动透平的能量转换效率很低，最佳转换效率一般在15％左右，大部份的能量没有得到利用。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的缺点，提供一种防水性能好，工作适应范围较宽，系统整体能量转换效率提高的新型漂浮式机械发电装置。
本发明漂浮式机械发电装置基本由浮子、螺旋机构、传动轴、齿轮、电机、保护罩等组成。
所述螺旋机构是利用螺旋副传递运动和动力的机构，由螺杆、螺母组成。螺旋机构结构简单、制造方便、运动准确、能获得很大的降速比和力的增益，工作平稳、噪音小。在本发明中螺旋机构主要作用于传递运动和动力、转变运动形式，通过主动件(浮子)的直线往复运动驱动被动体(螺旋机构)旋转往复运动，实现运动形式的转变.
所述浮子安装在水中，随波浪的起伏而上下运动，螺旋机构中的螺母与浮子相对固定，而螺杆则旋转运动，将浮子的往复运动改变成螺杆的旋转运动，继而带动齿轮转动，再进一步带动发电机发电，实现机械能向电能的转换。
由于浮子随波浪的起伏而上下运动，如果两个方向的运动都能做功，就能实现全时工作，以提高效率.本发明采用一对逆止器来工作。当主动件(浮子)顺时针方向摆动时，驱动棘爪便插入棘轮的齿槽中，使棘轮跟着转过一定角度，此时，止回棘爪在棘轮的齿背上滑动。当主动件逆时针方向转动时，止回棘爪阻止棘轮发生逆时针方向转动，而驱动棘爪却能够在棘轮齿背上滑过，所以，这时棘轮静止不动。因此，当主动件作连续的往复摆动时，棘轮作单向的间歇运动。
本发明在能量采集过程中选择了浮子—螺旋机构—齿轮—逆止器—电机这样一种方式，避免了外部波浪对系统结构内部各部件的浸蚀，绕开了现在的波力发电装置棘手的防水问题；同时，机械传动方式在能量传递方面的效率是传统气动透平的4～6倍，从而大大提高装置整体的能量转换率；而且，系统在特性匹配方面的效果远优于透平—电机系统，在小浪时容易驱动电机；浮子上下运动都做功，采用单一中心轴传递能量，机械性能稳定，降低故障发生的可能；采用螺旋副传动，转换效率高，安装简便，使用寿命长。
综合几方面因素考虑，本发明与现有技术装置相比，故障率降低，制造工艺简单，性能优越。
附图说明
图1是本发明装置的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明内容作进一步详细说明。
如图1所示，浮子2放置在海水1中，螺旋机构由螺杆4、螺母3组成，其中螺母3固定在浮子2上面。当浮子2上下运动时，螺杆4、螺母3也会发生相对运动，其中螺杆4由上下运动继而产生旋转运动带动主齿轮13，与主齿轮13相啮合的分别是两个逆止器6的外齿轮，两个逆止器6的外齿轮分别作单向的间歇运动，吸收螺杆4在上下两个方向运动时所传递过来的能量，安放在轴承5上的次传动轴9在逆止器6的带动下将能量传递给电机齿轮7，通过对两个逆止器6的选择，可以使得一对次齿轮10的运动方向一致，从而再进一步带动主传动轴11，驱动电机8发电，完成能量转换的全过程。为保护设备，在整个装置上部外部设有保护罩12。

Claims (3)

1、一种漂浮式机械发电装置，包括浮子、电机、保护罩，其特征在于还包括螺旋机构、传动轴、齿轮，所述螺旋机构由螺杆、螺母组成，所述螺旋机构中的螺母与浮子相对固定，而螺杆则旋转运动，将浮子的往复运动改变成螺杆的旋转运动，继而带动齿轮转动，再进一步带动电机发电，实现机械能向电能的转换。
2、如权利要求1所述的漂浮式机械发电装置，其特征在于还包括逆止器，所述逆止器的外齿轮与所述螺旋机构的螺杆一端的主齿轮相啮合，逆止器的外齿轮作单向的间歇运动，吸收螺杆在上下两个方向运动时所传递过来的能量，所述逆止器连接次传动轴，所述次传动轴在逆止器的带动下将能量传递给电机齿轮，从而再进一步带动连接电机的主传动轴，驱动电机发电。
3、如权利要求2所述的漂浮式机械发电装置，其特征在于所述逆止器为至少一对以上。
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