CN101413474B - 一种利用海浪发电的设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用海浪发电的设备。该发明利用海浪发电的设备，包括带有至少三个锚链的浮置装置和安装于该浮置装置上面的取能装置阵列，其中取能装置包括间距半个海浪波长的带有齿条的齿条浮箱和带有齿轮的齿轮浮箱，以及对两浮箱上下运动导向的导向装置；所述齿轮和齿条相互啮合，其中齿条通过可伸缩的支架固定于所述齿条浮箱一侧，齿轮通过安装有传动机构的支架固定于齿轮浮箱上；在齿轮浮箱内设置有由所述传动机构驱动的发电设备和蓄电池本发明提供一种结构简单的利用海浪发电的设备，它也利用浮箱产生势能，然后将该势能转化为机械能，由机械能发电。

Description

一种利用海浪发电的设备
(一)技术领域
本发明涉及一种利用海浪发电的设备，更具体地是涉及一种利用海浪周期性涨落取能设备，以备将该能量转化为电能的设备。
(二)背景技术
潮汐现象是指海水在天体(主要是月球和太阳)引潮力作用下所产生的周期性运动，习惯上把海面垂直方向涨落称为潮汐，而海水在水平方向的流动称为潮流。而风在海洋中造成的波浪则称为海浪，包括风浪、涌浪和海洋近岸波等。通常波长为几十厘米至几百米，周期为0.5～25秒，波高几厘米至20多米；特殊情况下波高可超过30米。从利用海洋能来看，目前也主要来源于这两种海洋能的释放所带来的能源。
其中对于潮汐，目前主要是在海岸边建设蓄水池，利用一早一晚的潮汐现象进行发电，虽然稳定性好，不过却受时间限制，不能持续发电；并且往往需要建设堤坝，投入比较高。而利用海浪发电，能量巨大，但稳定相对较差，利用其发电难度相对较大。但就目前来看，已有不少这方面的探索。
其中国家局第91105954.7发明专利申请公开了一种利用浮箱驱动杠杆，再由杠杆压缩空气，最终由压缩空气驱动发电机的方案，该方案传动机构含有至少三级，结构比较复杂；并且其承载发电设备的装置怎么固定没有示出，实际上，在海洋中构建平台是基础，如果都是漂浮在海面上的部件，各部件同随波浪下上起伏，相互间没有相对运动，根本无法取能。
(三)发明内容
因此，本发明意在提供一种结构简单的利用海浪发电的设备，它也利用浮箱产生势能，然后将该势能转化为机械能，由机械能发电；本发明适合于不同海域的需要，便于安装于远离岸边的具有较大能量海浪的海区。
本发明采用以下技术方案：
该发明利用海浪发电的设备，包括带有至少三个锚链的浮置装置和安装于该浮置装置上面的取能装置阵列，其中取能装置包括间距半个海浪波长的带有齿条的齿条浮箱和带有齿轮的齿轮浮箱，以及对两浮箱上下运动导向的导向装置；所述齿轮和齿条相互啮合，其中齿条通过可伸缩的支架固定于所述齿条浮箱一侧，齿轮通过安装有传动机构的支架固定于齿轮浮箱上；在齿轮浮箱内设置有由所述传动机构驱动的发电设备和蓄电池。
上述利用海浪发电的设备，所述导向装置为设置于浮箱周围的导向框架，该导向框架通过支架固定于所述浮置装置上。所述导向装置还进一步包括上端带有限位块的贯穿所述浮箱的导向杆，该导向杆固定于所述浮置装置上。
所述导向装置的另一种形式为相应于每个设置的至少两根导向杆，其固定于所述浮置装置上。
本发明所采用的导向装置还可以为所述浮置装置相应于每个浮箱设置的单元格，每个浮箱位于一个单元格内；相应地，该导向装置还进一步包括一贯穿浮箱的导向杆，该导向杆固定于所述复制装置下部的托架上。
上述利用海浪发电的设备，所述可伸缩支架由电磁阀控制的气缸驱动，所有取能单元的可伸缩支架同步驱动；相应地，所述浮置装置也设置有与所述气缸同步的伸缩装置。
对于传动机构，优选在所述齿轮浮箱外部的部分为液密封安装在所述安装有传动机构的支架内的齿轮箱，该齿轮箱的输入轴与所述齿轮同轴。
根据本发明的另一个方案是其包括取能装置阵列，该阵列包括至少三个上端固定于取能装置上的锚链，其中取能装置包括间距半个海浪波长的带有齿条的齿条浮箱和带有齿轮的齿轮浮箱，以及对两浮箱上下运动导向的导向装置；所述齿轮和齿条相互啮合，其中齿条通过可伸缩的支架固定于所述齿条浮箱一侧，齿轮通过安装有传动机构的支架固定于齿轮浮箱上；在齿轮浮箱内设置有由所述传动机构驱动的发电设备和蓄电池。
上述利用海浪发电的设备，所述可伸缩的支架端部为底部是所说的齿条、两边框设置有对所说的齿轮上下运动导向的槽的齿条框架，该槽对所述齿轮的轴上下运动导向，构成所述的两浮箱上下运动导向的导向装置。所述锚链上端固定于位于所述阵列边缘的浮箱上。
本发明利用设置在浮箱上的齿轮齿条机构来作为取能装置的动力来源，从结构形式上来说比较简单，且为了便于使整个系统稳定性高，本发明通过阵列方式来实现，而带有锚链的浮置装置则为该阵列进行固定提供稳定性条件，使其更牢固的是浮置装置固定，同时也可以使其在不同海域使用，适用范围大大提高。且对于浮置装置，可以通过拖船来进行运输，方便快捷。为了适应不同波长的海浪，本发明在没有传动机构的齿条侧设置带有伸缩装置的支架，从而可以改变两浮箱的距离，以适应不同波长的海浪。至于如何把波浪产生的势能转化为电能，本发明倾向于通过传动机构将齿轮的动能传递到浮箱内。之所以选择带有传动机构的支架，目的在于，该传动机构可以液密封的设置，比如与所述齿轮通轴的齿轮箱输入轴，这种情况下，实现液密封很容易，从而使得传动机构和发电设备液密封安装，不会因为水气而使之锈蚀老化。在这里取能装置指的是能够把海浪势能转化为机械能的装置。
(四)附图说明
下面结合说明书附图来具体说明一下本发明的原理，使本领域技术人员更好的理解本发明，其中：
图1为本发明实施例取能装置阵列示意图。
图2为本发明实施例1中取能装置结构示意图。
图3为本发明实施例2中取能装置结构示意图。
图4为本发明实施例3中取能装置单元两浮箱上下运动导向装置结构示意图。
图中：1、齿条浮箱，2、取能装置，3、齿轮浮箱，4、框架，5、限位块，6、导向杆，7、可伸缩支架，8、齿条，9、齿轮，10、安装有传动机构的支架，11、导向框架，12、支架，13、复制装置，14、锚链，15、托架，16、吊杆，17、齿条框架，18、轴。
(五)具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明的原理做示例性阐述，其不构成本发明的方案限制，其中所涉及特征的明显变形方式或者等同替代方式均在本发明的范围之内。
实施例1：
参照说明书附图1和2，本实施例包括带有三个锚链的浮置装置13和安装于该浮置装置上面的取能装置2阵列，其中取能装置包括间距半个海浪波长的带有齿条8的齿条浮箱1和带有齿轮9的齿轮浮箱3，以及对两浮箱上下运动导向的导向装置；所述齿轮和齿条相互啮合，其中齿条通过可伸缩的支架7固定于所述齿条浮箱一侧，齿轮通过安装有传动机构的支架10固定于齿轮浮箱上；在齿轮浮箱内设置有由所述传动机构驱动的发电设备和蓄电池。其中所涉及锚链数量，对于取能装置阵列较小的方案，可一直采用三个锚链构成三角形结构对浮置装置进行锚固；对于规模大一些的，可以采用更多的锚链进行锚固。
所述导向装置为设置于浮箱周围的导向框架11，该导向框架通过支架12固定于所述浮置装置上，这种导向方式比较简单，且导向框架位于浮箱四周，可以可靠的对其进行导向。
为了进一步提高导向的稳定性，适应齿轮机构传动稳定性的要求，所述导向装置还进一步包括上端带有限位块的贯穿所述浮箱的导向杆，该导向杆固定于所述浮置装置上。
因为即便是同一海区也可以会在不同时段海浪波长不一样的情况，为了方便调节两浮箱间的距离，使之间距尽可能的接近海浪的半个波长，所述可伸缩支架由电磁阀控制的气缸驱动，所有取能单元的可伸缩支架同步驱动；相应地，所述浮置装置也设置有与所述气缸同步的伸缩装置，可以使成组取能装置同步调整。
对于传动机构，本实施例优选在所述齿轮浮箱外部的部分为液密封安装在所述安装有传动机构的支架内的齿轮箱，该齿轮箱的输入轴与所述齿轮同轴，齿轮箱的液密封比较容易实现，从而使暴露于外面的主要构件只有齿轮和齿条了，减少了后期维护。
实施例2：
鉴于实施例1种导向装置可能会影响浮箱在竖直方向的安装，本实施例在浮置装置上设置与浮箱相应的单元格阵列，使每个浮箱恰好放置其中单元格内；相应地，该导向装置还进一步包括一贯穿浮箱的导向杆，该导向杆固定于所述复制装置下部的托架15上，托架则通过吊杆固定于所述复制装置上。
利用这种方式，单元格与浮箱间为面接触，导向效果更好，并且可以省却掉导向杆。
涉及到导向杆，本发明可以单纯的使用导向杆来导向，对于方形的浮箱，我们优选具有四根导向杆的导向装置。当然，对于导向杆，甚至可以仅设置一个，比如界面具有多边形结构的导向杆，只要其横截面面积够大，完全可以满足要求。
实施例3：
为了简化取能装置阵列结构，取能装置中两浮箱相对上下运动的导向装置通过其自身的支架来解决，像对于上述实施例，本实施例不再设置专门的浮置装置。
该阵列包括至少三个上端固定于取能装置上的锚链，其中取能装置包括间距半个海浪波长的带有齿条8的齿条浮箱1和带有齿轮9的齿轮浮箱3，以及对两浮箱上下运动导向的导向装置；所述齿轮和齿条相互啮合，其中齿条通过可伸缩的支架7固定于所述齿条浮箱一侧，齿轮通过安装有传动机构的支架10固定于齿轮浮箱上；在齿轮浮箱内设置有由所述传动机构驱动的发电设备和蓄电池。
所述可伸缩的支架端部为底部是所说的齿条、两边框设置有对所说的齿轮上下运动导向的槽的齿条框架17，该槽对所述齿轮的轴18上下运动导向，构成所述的两浮箱上下运动导向的导向装置。
所述锚链上端固定于位于所述阵列边缘的浮箱上，便于其运输和锚固。相对而言，这样可以本设备结构更加简化，也便于运输。

Claims (8)

1.一种利用海浪发电的设备，其特征在于：包括带有至少三个锚链的浮置装置(13)和安装于该浮置装置上面的取能装置(2)阵列，其中取能装置包括间距半个海浪波长的带有齿条(8)的齿条浮箱(1)和带有齿轮(9)的齿轮浮箱(3)，以及对两浮箱上下运动导向的导向装置；所述齿轮和齿条相互啮合，其中齿条通过可伸缩的支架(7)固定于所述齿条浮箱一侧，齿轮通过安装有传动机构的支架(10)固定于齿轮浮箱上；在齿轮浮箱内设置有由所述传动机构驱动的发电设备和蓄电池。
2.根据权利要求1所述的利用海浪发电的设备，其特征在于：所述导向装置为设置于浮箱周围的导向框架(11)，该导向框架通过支架(12)固定于所述浮置装置上。
3.根据权利要求2所述的利用海浪发电的设备，其特征在于：所述导向装置还进一步包括上端带有限位块的贯穿所述浮箱的导向杆，该导向杆固定于所述浮置装置上。
4.根据权利要求1所述的利用海浪发电的设备，其特征在于：所述导向装置为所述浮置装置相应于每个浮箱设置的单元格，每个浮箱位于一个单元格内；相应地，该导向装置还进一步包括一贯穿浮箱的导向杆，该导向杆固定于所述浮置装置下部的托架(15)上。
5.根据权利要求1至4之一所述的利用海浪发电的设备，其特征在于：所述可伸缩支架由电磁阀控制的气缸驱动，所有取能装置的可伸缩支架同步驱动；相应地，所述浮置装置也设置有与所述气缸同步的伸缩装置。
6.根据权利要求1至4之一所述的利用海浪发电的设备，其特征在于：所述传动机构在所述齿轮浮箱外部的部分为液密封安装在所述安装有传动机构的支架内的齿轮箱，该齿轮箱的输入轴与所述齿轮同轴。
7.一种利用海浪发电的设备，其特征在于：包括取能装置(2)阵列，该阵列包括至少三个上端固定于取能装置上的锚链，其中取能装置包括间距半个海浪波长的带有齿条(8)的齿条浮箱(1)和带有齿轮(9)的齿轮浮箱(3)，以及对两浮箱上下运动导向的导向装置；所述齿轮和齿条相互啮合，其中齿条通过可伸缩的支架(7)固定于所述齿条浮箱一侧，齿轮通过安装有传动机构的支架(10)固定于齿轮浮箱上；在齿轮浮箱内设置有由所述传动机构驱动的发电设备和蓄电池；其中，所述可伸缩的支架端部为底部是所说的齿条、两边框设置有对所说的齿轮上下运动导向的槽的齿条框架(17)，该槽对所述齿轮的轴(18)上下运动导向，构成所述的两浮箱上下运动导向的导向装置。
8.根据权利要求7所述的利用海浪发电的设备，其特征在于：所述锚链上端固定于位于所述阵列边缘的浮箱上。
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