CN101555862A - 大型聚能浮动式波浪发电装置 - Google Patents

Abstract

一种大型聚能浮动式波浪发电装置，涉及一种发电装置，包括浮体、传动装置、发电机、浮体定位装置，浮体为大型的浮体，传动装置及发电机有四套并分别安装在浮体顶面的前后左右四个方向上，传动装置包括下转动轮及上、下钢丝绳、卷扬机、传动飞轮组、传动齿轮，下钢丝绳一端连接在浮体上，另一端绕在卷扬机A上；上钢丝绳一端与连接钢丝绳连接，另一端绕在卷扬机B上；卷扬机A、B的传动轮相互啮合；传动飞轮组由传动方向相反的传动飞轮A、B组成，传动飞轮A、B共同与装在发电机输入轴上的传动齿轮啮合。本发明能把风浪的上下、左右前后运动均转化成巨大的、持续的动力，其发电效率非常高，具有结构简单、造价低、性能可靠、发展前景好等优点。

Description

大型聚能浮动式波浪发电装置

技术领域：

本发明涉及一种发电装置，特别是一种大型聚能浮动式波浪发电装置。

背景技术：

随着社会的不断发展，电能的消耗需求量越来越大，在夏季用电高峰时期，通常出现用电紧张的现象。现有的发电方式通常分为：火力发电、水力发电、风力发电三种方式，其中，火力发电需要消耗大量的自然资源，还对环境造成较大的污染；水力发电需要筑坝、截流，工程较大，成本较高而且破坏了自然环境，不环保；风力发电受限制的条件太多，如风力小的地方或风力小的季节则不能发电。近年来，不少人提出了采用海洋波浪发电的方式，由于海洋蕴藏了大量的能源，因而利用波浪发电是一种环保、能量大、成本低的发电方式。但是现有的各种波浪发电设备中，浮体的体积较小，通常一个浮体上只安装一台发电机，只有当浮体上下动运时才能带动发电机发电，而且传动机构包括有多根传动轴、多个传动飞轮、链轮、链条以及齿轮，结构比较复杂，传动链比较长，在传动中消耗的能量较大，因此，其发电效率较低。

发明内容：

本发明要解决的技术问题是：提供一种大型聚能浮动式波浪发电装置，以解决现有波浪发电设备所存在的上述发电效率较低、成本高、结构复杂的不足之处。

解决上述技术问题的技术方案是：一种大型聚能浮动式波浪发电装置，包括浮体、传动装置、发电机、分别位于浮体两侧的钢柱，两根钢柱的顶部通过连接钢丝绳连成一体，所述的浮体为大型的浮体，传动装置及发电机包括有四套，并分别安装在浮体顶面的前后左右四个方向上；每套传动装置包括位于浮体下的下转动轮及下钢丝绳、位于浮体上的卷扬机A、卷扬机B、传动飞轮组、传动齿轮以及上钢丝绳，所述的下转动轮固定安装在基础墩上，下钢丝绳的一端绕过下转动轮固定在浮体上，另一端缠绕在卷扬机A的转轴上；上钢丝绳的一端与连接钢丝绳连接，另一端缠绕在卷扬机B的转轴上；卷扬机A的传动轮和卷扬机B的传动轮相互啮合；所述的传动飞轮组由传动方向相反的传动飞轮A、传动飞轮B组成，传动飞轮A安装在卷扬机A的输出端上，传动飞轮B安装在卷扬机B的输出端上，传动飞轮A与传动飞轮B共同与安装在发电机输入轴上的传动齿轮啮合；所述的浮体底面还安装有浮体定位装置。

本发明的进一步技术方案是：所述的浮体为大型的方形浮体。

本发明的又一技术方案是：所述的浮体定位装置由两块定位板、倒八字形支承架、活动定位管构成，活动定位管为由一根顶管和两根侧管构成的n字形结构；两块定位板一端固定连接在浮体的底面上，另一端位于活动定位管的顶管的两侧；倒八字形支承架的大端活动支承在浮体的底面上，小端固定连接在两块定位板上；活动定位管的两根侧管与基础墩的定位孔活动配合。

由于采用了上述结构，本发明之大型聚能浮动式波浪发电装置与现有的波浪发电设备相比，具有以下有益效果：

1、发电效率高：

由于本发明之大型聚能浮动式波浪发电装置的浮体为体积非常大的大型浮体，它能把海面上大面积的波浪自然产生的巨大能量整体地收集起来，使整个浮体可随着波浪的方向而产生上下或左右、前后摆动的剧烈运动；而且本发明的传动装置及发电机共有四套，它们分别安装在浮体顶面的前后左右四个方向上，因此，不管是浮体随着波浪的上下运动，还是左右、前后的摆动，均可通过各套传动装置分别将该浮体的剧烈运动高效地转化成巨大的、持续的动力带动各发电机的输入轴始终朝同一个方向旋转，使发电机能产生大量的、连续的电流，而且风浪越大，产生的电流越大；因此，本发明与现有波浪发电设备相比，其发电效率得到大幅度的提高，更充分有效地利用了波浪的自然资源。

另外，由于本发明的传动装置是将卷扬机、钢丝绳、传动飞轮、传动齿轮巧妙有机地组合起来，直接带动发电机进行发电，其传动过程分两种，一种是下钢丝绳带动卷扬机A转动，卷扬机A通过其传动轮带动卷扬机B转动，卷扬机B带动传动飞轮B转动，并通过与传动飞轮B啮合的传动齿轮带动发电机转动；而此时，由于传动飞轮A的传动方向与传动飞轮B的传动方向相反，因此，该传动飞轮A处于空转状态；另一种是上钢丝绳带动卷扬机B转动，卷扬机B通过其传动轮带动卷扬机A转动，卷扬机A带动传动飞轮A转动，并通过与传动飞轮A啮合的传动齿轮带动发电机转动；而此时，由于传动飞轮B的传动方向与传动飞轮A的传动方向相反，因此，该传动飞轮B处于空转状态。这两种传动过程的传动链均较短，可大大减少了传动中消耗的能量，因而可进一步提高本发明之大型聚能浮动式波浪发电装置的发电效率。

2、结构简单、造价低：

由于在本发明中，一个浮体可同时带动多套传动装置及发电机进行发电，而且每套传动装置的结构也比较简单，仅包括下钢丝绳、下转动轮、卷扬机A、卷扬机B、传动飞轮组、传动齿轮以及上钢丝绳，因此，本发明的结构比较简单、实用，而且也无需进行筑坝、截流等工程，其造价比较低。

3、结构合理、性能可靠：

由于本发明的传动装置不论浮体是作剧烈的上下运动，还是作左右、前后摆动，都能稳定、灵敏地传动；而且由于本发明的浮体底面还设置有浮体定位装置，该浮体定位装置由两块定位板、倒八字形支承架、活动定位管构成，它能使浮体随风浪作上下、左右前后摆动的自由运动，但不能随着风浪而向左右、前后漂走，因此，本发明的结构比较合理，性能比较可靠。

4、无需人工操作：

由于本发明在发电的全过程中，都无需人员进行手工操作，均是通过自然风浪所产生的动力使浮体上下运动或左右前后摆动，从而带动发电机进行发电，比较省时省力。

5、发展前景好：

由于本发明能在波涛汹涌的海面上获取巨大的、持续的、环保的新型能源，并且可以采用多个并排的方式安装在整个海岸线上，以便形成大型的发电站，因此，本发明有着极大的经济效益和极好的发展前景，它将对当今社会的经济发展作出巨大的贡献。

下面，结合附图和实施例对本发明之大型聚能浮动式波浪发电装置的技术特征作进一步的说明。

附图说明：

图1～图2：本发明之大型聚能浮动式波浪发电装置的结构示意图，

图1：主视图，图2：图1的俯视图，

图中：

1-浮体，     2-传动装置，     201-下转动轮，    202-下钢丝绳，

203-卷扬机A，2031-卷扬机A的传动轮，             204-卷扬机B，

2041-卷扬机B的传动轮，        205-传动飞轮组，  2051-传动飞轮A，

2052-传动飞轮B，206-传动齿轮，207-上钢丝绳，    3-发电机，

4-钢柱，        5-连接钢丝绳，6-浮体定位装置，  601-定位板，

602-倒八字形支承架，603-活动定位管，6031-顶管，6032-侧管，

7-基础墩，      701-定位孔，  702-保险钢丝绳。

具体实施方式：

图1至图2中公开的是一种大型聚能浮动式波浪发电装置，它由浮体1、四套传动装置2及发电机3、两根钢柱4、安装在浮体底面的四个浮体定位装置6组成，两根钢柱4分别位于浮体1的两侧，其顶部通过连接钢丝绳5连成一体；所述的浮体1为大型的正方形浮体，四套传动装置2及发电机3分别安装在浮体1顶面的前后左右四个方向上，即是分别安装在浮体1顶面的四个角上；每套传动装置2包括位于浮体1下的下转动轮201及下钢丝绳202、位于浮体1上的卷扬机A203、卷扬机B204、传动飞轮组205、传动齿轮206以及上钢丝绳207，所述的下转动轮201固定安装在基础墩7上，下钢丝绳202的一端绕过下转动轮201固定在浮体1上，另一端缠绕在卷扬机A203的转轴上；上钢丝绳207的一端与连接钢丝绳5连接，另一端缠绕在卷扬机B204的转轴上；卷扬机A的传动轮2031和卷扬机B的传动轮2041相互啮合；所述的传动飞轮组205由传动方向相反的传动飞轮A2051、传动飞轮B2052组成，传动飞轮A2051安装在卷扬机A203的输出端上，传动飞轮B2052安装在卷扬机B204的输出端上，传动飞轮A2051与传动飞轮B2052共同与安装在发电机3输入轴上的传动齿轮206啮合。

所述的四个浮体定位装置6呈十字形安装在浮体底面的横向中轴线及纵向中轴线上，每个浮体定位装置6由两块定位板601、倒八字形支承架602、活动定位管603构成，活动定位管603为由一根顶管6031和两根侧管6032构成的n字形结构；两块定位板601一端固定连接在浮体1的底面上，另一端位于活动定位管的顶管6031的两侧；倒八字形支承架602的大端活动支承在浮体1的底面上，小端固定连接在两块定位板601上；活动定位管603的两根侧管6032与基础墩7的定位孔701活动配合，基础墩7与活动定位管的顶管6031之间还安装有保险钢丝绳702。

上述的浮体长为100米，宽为100米，卷扬机A、卷扬机B及发电机3均具有防水、防腐功能。

本发明之大型聚能浮动式波浪发电装置的工作过程如下：

当风浪朝着浮体前方打来时，浮体1的前端随着波浪上浮，位于浮体前端的两套传动装置的下钢丝绳202均处于张紧状态，上钢丝绳207均处于放松状态；由于下钢丝绳202张紧，它可带动卷扬机A203旋转，卷扬机A203通过其传动轮带动卷扬机B204转动，卷扬机B204在收紧上钢丝绳的同时带动传动飞轮B2052转动，并通过与传动飞轮B啮合的传动齿轮206带动发电机转动；而此时，由于传动飞轮A2051的传动方向与传动飞轮B2052的传动方向相反，因此，该传动飞轮A处于空转状态；随着风浪不断向后运动，浮体的后端也随着波浪上浮，位于浮体后端的两套传动装置也按同样的工作过程带动发电机发电；此时，整个浮体上的四套传动装置均可带动发电机发电。

当风浪退去时，浮体1的后端随着波浪下浮，位于浮体后端的两套传动装置的上钢丝绳207均处于张紧状态，下钢丝绳202均处于放松状态；由于上钢丝绳207张紧，它可带动卷扬机B204转动，卷扬机B通过其传动轮带动卷扬机A203转动，卷扬机A在收紧下钢丝绳的同时带动传动飞轮A转动，并通过与传动飞轮A啮合的传动齿轮207带动发电机转动，其转动的方向与浮体上浮时发电机转动的方向保持一致；而此时，由于传动飞轮B2052的传动方向与传动飞轮A2051的传动方向相反，因此，该传动飞轮B处于空转状态；随着风浪不断退去，浮体的前端也随着波浪下浮，位于浮体前端的两套传动装置也按同样的工作过程带动发电机发电；此时，整个浮体上的四套传动装置均可带动发电机发电。

同理，当风浪朝着浮体的后方打来时，浮体随着风浪而前后摆动，位于浮体上的四套传动装置也可以分别带动发电机转动，其传动过程与上述风浪朝前方打来时的相类似，此处不再赘述。

同理，当风浪朝着浮体的左方或右方打来时，浮体随着风浪而左右摆动，位于浮体上的四套传动装置也可以分别带动发电机转动，其传动过程也与上述风浪朝前方打来时的相类似，此处不再赘述。

作为本实施例的一种变换，所述的浮体尺寸也可以根据实际需要而增大或减小，其形状也可以是长方形或圆形或梯形或其它规则或不规则的形状。

作为本实施例的又一种变换，所述的浮体定位装置6也可以不是安装在浮体底面的横向中轴线及纵向中轴线上，而是安装在浮体底面的其它位置，而且该浮体定位装置6的数量也可以比四个更少或更多，即可以是一个、两个、三个，也可以是五个、六个、七个、八个……。

作为本实施例的又一种变换，所述的浮体定位装置6的结构还可以是其它形式的结构。

作为本实施例的又一种变换，所述的基础墩7与活动定位管的顶管6031之间也可以根据实际需要不安装保险钢丝绳702。

Claims (4)

1.一种大型聚能浮动式波浪发电装置，包括浮体(1)、传动装置(2)、发电机(3)、分别位于浮体(1)两侧的钢柱(4)，两根钢柱(4)的顶部通过连接钢丝绳(5)连成一体，其特征在于：所述的浮体(1)为大型的浮体，传动装置(2)及发电机(3)包括有四套，并分别安装在浮体(1)顶面的前后左右四个方向上；每套传动装置(2)包括位于浮体(1)下的下转动轮(201)及下钢丝绳(202)、位于浮体(1)上的卷扬机A(203)、卷扬机B(204)、传动飞轮组(205)、传动齿轮(206)以及上钢丝绳(207)，所述的下转动轮(201)固定安装在基础墩(7)上，下钢丝绳(202)的一端绕过下转动轮(201)固定在浮体(1)上，另一端缠绕在卷扬机A(203)的转轴上；上钢丝绳(207)的一端与连接钢丝绳(5)连接，另一端缠绕在卷扬机B(204)的转轴上；卷扬机A的传动轮(2031)和卷扬机B的传动轮(2041)相互啮合；所述的传动飞轮组(205)由传动方向相反的传动飞轮A(2051)、传动飞轮B(2052)组成，传动飞轮A(2051)安装在卷扬机A(203)的输出端上，传动飞轮B(2052)安装在卷扬机B(204)的输出端上，传动飞轮A(2051)与传动飞轮B(2052)共同与安装在发电机(3)输入轴上的传动齿轮(206)啮合；所述的浮体(1)底面还安装有浮体定位装置(6)。

2.根据权利要求1所述的大型聚能浮动式波浪发电装置，其特征在于：所述的浮体(1)为大型的方形浮体。

3.根据权利要求1或2所述的大型聚能浮动式波浪发电装置，其特征在于：所述的浮体定位装置(6)由两块定位板(601)、倒八字形支承架(602)、活动定位管(603)构成，活动定位管(603)为由一根顶管(6031)和两根侧管(6032)构成的n字形结构；两块定位板(601)一端固定连接在浮体(1)的底面上，另一端位于活动定位管的顶管(6031)的两侧；倒八字形支承架(602)的大端活动支承在浮体(1)的底面上，小端固定连接在两块定位板(601)上；活动定位管(603)的两根侧管(6032)与基础墩(7)的定位孔(701)活动配合。

4.根据权利要求3所述的大型聚能浮动式波浪发电装置，其特征在于：所述的基础墩(7)与活动定位管的顶管(6031)之间还安装有保险钢丝绳(702)。

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