CN101737263A - 风、潮流、波浪合能发电装置的能量采集装置 - Google Patents

风、潮流、波浪合能发电装置的能量采集装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种风、潮流、波浪合能发电装置的能量采集装置,包括风能采集装置、波浪能采集装置、潮流能采集装置、动能传递转轴、支架、动能输出装置,所述的风能采集装置为设置在动能传递轴顶端的万向风轮,所述的波浪能采集装置包括摇摆浮板、受力挡板、着力带动杆、万向轴承,所述的潮流能采集装置为设置在动能传递转轴下端的潮流驱动桨,所述的潮流驱动桨由三片或三片以上的桨叶组成,所述的桨叶为奇数片。采用本发明,将风能、波浪、潮流能有效地转化为动能传递转轴的机械能,最终用动能输出装置将动能传递转轴的动能输出发电,转化效率高,能不间断长时间有效地运行。

Description

风、潮流、波浪合能发电装置的能量采集装置
技术领域
[0001] 本发明涉及海洋发电领域,具体地讲是一种风、潮流、波浪能联合发电装置的能量
采集装置。背景技术
[0002] 海洋上的波浪、潮流、风能是无穷无尽的可再生资源,怎样利用这些能源一直是当代人们所研究的一项重要课题,随着石油、煤等不可再生燃料的渐渐消耗,人们也越来越把关注的焦点放在对海洋能源的利用上,而海洋上的波浪、潮流、风能具有巨大的利用空间,而且也是无污染的环保能源。
[0003] 利用海洋能源发电是对海洋利用的重要组成部分,风能发电已经比较成熟,将风轮安装在塔架上,在风力的作用下,风轮随之转动,从而将风能转化为机械能,而该机械能就是发电的动力,以实现风能发电。波浪能发电装置就原理上可大致分为三种:1、利用海面波浪的上下运动产生空气流或水流使轮机转动;2、利用波浪装置前后摆动或转动产生空气流或水流而使轮机转动;3、把低压大波浪变为小体积高压水,然后把水引入某一高位水池积蓄起来,使其产生一个水头从而冲动水轮机;第二种方式摆动体的运动适合波浪的大推力和低频的特性,而且转化效率高,能适应波浪的大小变化,易于设计制造。潮流能源于太阳和月球的引力,与波浪、潮汐、太阳、风和生物质能一样,潮流能属于一种可再生的自然能源,国内关于潮流能发电的专利很少,而仅有的几项中都是关于大型的发电机组和潮流能发电的小型实验模拟装置。
[0004] 在此之前已经有人提出将风能、波浪能、潮流能联合发电的构思,国家知识产权局网站公布的专利号为:200510091855.0的"圆弧齿形链式风浪潮流联合发电装置",该专利并没有提出实际的具体实施方式,也并未获授权。在海上,有多风的季节,多浪的季节,潮流比较强的季节,如果单独采用风能、波浪能、潮流能发电中的一种,则一年中的发电量不稳定,受季节影响较大。
发明内容
[0005] 本发明要解决的技术问题是,提供一种能长时间有效稳定发电的风、潮流、波浪合能发电装置的能量采集装置。
[0006] 本发明的技术解决方案是,提供一种以下结构的风、潮流、波浪合能发电装置的能量采集装置,包括风能采集装置、波浪能采集装置、潮流能采集装置、动能传递转轴、支架、动能输出装置,所述的风能采集装置为设置在动能传递轴顶端的万向风轮,所述的波浪能采集装置包括摇摆浮板、受力挡板、着力带动杆、万向轴承,所述的若干块摇摆浮板固定连接万向轴承的周围,万向轴承则套接在动能传递转轴上,并与动能传递转轴无间隙配合,所述的受力挡板设置在摇摆浮板端部,所述的着力带动杆的一端固定于摇摆浮板上,另一端连接在动能传递转轴上,它与动能传递转轴的连接是径向固定而轴向可自由运动,所述的潮流能采集装置为设置在动能传递转轴下端的潮流驱动浆,所述的潮流驱动浆由三片或三片以上的浆叶组成,所述的浆叶为奇数片。
[0007] 采用以上结构,本发明与现有技术相比具有以下优点:采用本发明结构,通过风能采集装置将海洋风能转化为动能传递转轴的转动,波浪能采集装置是浮在海面上的,在波浪的作用下拍打受力挡板从而带动摇摆浮板转动,以驱动着力杆来带动动能传递转轴转动,当潮流流过潮流能采集装置时,桨叶吃水受力,驱动潮流驱动浆转动,三种能量采集装置均将海洋能有效地转化为动能传递转轴的机械能,最终用动能输出装置将动能传递转轴的动能输出发电。本发明将风能、潮流能、波浪能的合能转化为动能从而利用该动能进行发电,转化效率高,能不间断长时间有效地运行。
[0008] 作为改进,所述的摇摆浮板上设置有圆形轨道,在轨道内放入圆钢球,这样摇摆浮板在波浪冲击下摆动或转动的时候,轨道内的圆钢球也会在轨道内滚动,这时圆钢球的滚动能够增强摇摆浮板的摆动或转动,起到借力助力的作用。
[0009] 作为进一步改进,所述的潮流驱动浆的浆叶内凹成勺形,并与水平方向成15到50度角。这样,潮流冲击勺形的浆叶,而浆叶背面受到的侧向冲击就会减小,这时桨叶运动的阻力也会减小。
[0010] 作为又一步改进,所述的万向风轮上的叶片、受力挡板、潮流驱动浆的浆叶均为倾斜安装,且倾斜方向一致。这样能保证万向风轮、受力挡板和潮流驱动浆的转动方向一致,提高能量采集的效率。
[0011] 作为更一步改进,所述的动能传递转轴上套有支撑套架,所述的套架和摇摆浮板之间设置有套筒。在摇摆浮板上浮的时候,推动支撑套架和套筒上升,这样,提高了本发明的强度,在波浪和潮流冲击的时候,有较强的抗冲击的能力。
[0012] 作为又更进一步改进,所述的动能传递转轴由三根轴固定连接而成,所述的连接为可拆式连接,这样在出现故障的时候,就可以针对故障部位进行拆卸,而无需对整个装置进行拆卸,方便了维修。
附图说明
[0013] 图1为本发明风、潮流、波浪合能发电装置的能量采集装置的结构示意图。[0014] 图2为本发明圆形轨道的结构示意图。[0015] 图3为本发明潮流驱动浆的结构示意图。
[0016] 如图所示1、万向风轮,2、摇摆浮板,3、受力挡板,4、着力带动杆,5、万向轴承,6、动能传递转轴,7、潮流驱动浆,8、浆叶,9、圆形轨道,10、圆钢球,11、支撑套架,12、套筒,13、支架,14、动能输出装置,15、叶片。
具体实施方式
[0017] 下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
[0018] 本发明的风、潮流、波浪合能发电装置的能量采集装置,包括风能采集装置、波浪能采集装置、潮流能采集装置、动能传递转轴6、支架13、动能输出装置14,所述的风能采集装置为设置在动能传递轴顶端的万向风轮l,所述的波浪能采集装置包括摇摆浮板2、受力挡板3、着力带动杆4、万向轴承5,所述的若干块摇摆浮板2固定连接万向轴承5的周围,万向轴承5则套接在动能传递转轴6上,并与动能传递转轴6无间隙配合,所述的受力挡板3设置在摇摆浮板2端部,所述的着力带动杆的一端固定于摇摆浮板2上,另一端连接在动能传递转轴6上,在连接处的动能传递转轴6上开有轴向滑槽,着力带动杆可以沿轴向滑槽上下运动但径向固定,所述的潮流能采集装置为设置在动能传递转轴6下端的潮流驱动浆7,所述的潮流驱动浆由三片或三片以上的浆叶8组成,所述的浆叶8为奇数片,所述的摇摆浮板采用空气囊或泡沫制成。
[0019] 所述的摇摆浮板2上设置有圆形轨道9,在轨道内放入圆钢球10。
[0020] 所述的潮流驱动浆的浆叶8内凹成勺形,并与水平方向成15到50度角。
[0021] 所述的万向风轮1上的叶片15、受力挡板3、潮流驱动浆7的浆叶8均为倾斜安装,
且倾斜方向一致。
[0022] 所述的动能传递转轴6上套有支撑套架ll,所述的支撑套架11和摇摆浮板2之间设置有套筒12。
[0023] 所述的动能传递转轴6由三根轴固定连接而成,所述的连接为可拆式连接,所述
的可拆式连接为键槽套装连接。
[0024] 本发明的工作原理如下:
[0025] 将本发明摇摆浮板2以下浸入海水中,此时,摇摆浮板2在浮力的作用下带动受力挡板、着力带动杆沿着动能传递转轴6上浮至海面,在波浪的拍打受力挡板3下,摇摆浮板2转动,着力带动杆4由于和动能传递转轴6是轴向可自动运动而径向固定的,在摇摆浮板的转动下,着力带动杆就会带动动能传递转轴6转动,从而将波浪能转化为动能。摇摆浮板2在波浪冲击下摆动或转动的时候,轨道内的圆钢球10也会在轨道内滚动,这时圆钢球10的滚动能够增强摇摆浮板的摆动或转动,起到借力助力的作用,从而提高能量的采集效率。[0026] 万向风轮1在风力吹动下,万向风轮1转动,从而带动动能传递转轴6转动,实现将风能转化为动能。
[0027] 潮流驱动浆7在潮流的冲击下,由于其浆叶内凹成勺形,所以正面受冲击力大,而背面的侧向阻碍其转动的冲击就较小,潮流驱动浆转动带动动能传递转轴6转动,从而实现将潮流能转化为动能。
[0028] 采集风能、波浪能、潮流能后,能量均转化为动能传递转轴6的转动动能,该能量就可以通过动能输出装置14输出,并用于发电。
[0029] 以上仅就本发明较佳的实施例作了说明,但不能理解为是对权利要求的限制。本发明不仅局限于以上实施例,其具体结构允许有变化,如:圆形轨道和圆钢球的大小和数量可以有变化。总之,凡在本发明独立权利要求的保护范围内所作的各种变化均在本发明的保护范围内。

Claims (6)

  1. 一种风、潮流、波浪合能发电装置的能量采集装置,包括风能采集装置、波浪能采集装置、潮流能采集装置、动能传递转轴(6)、支架(13)、动能输出装置(14),其特征在于:所述的风能采集装置为设置在动能传递轴顶端的万向风轮(1),所述的波浪能采集装置包括摇摆浮板(2)、受力挡板(3)、着力带动杆(4)、万向轴承(5),所述的若干块摇摆浮板(2)固定连接万向轴承(5)的周围,万向轴承(5)则套接在动能传递转轴(6)上,并与动能传递转轴(6)无间隙配合,所述的受力挡板(3)设置在摇摆浮板(2)端部,所述的着力带动杆的一端固定于摇摆浮板(2)上,另一端连接在动能传递转轴(6)上,它与动能传递转轴(6)的连接是径向固定而轴向可自由运动,所述的潮流能采集装置为设置在动能传递转轴(6)下端的潮流驱动浆(7),所述的潮流驱动浆由三片或三片以上的浆叶(8)组成,所述的浆叶(8)为奇数片。
  2. 2. 根据权利要求1所述的风、潮流、波浪合能发电装置的能量采集装置,其特征在于: 所述的摇摆浮板(2)上设置有圆形轨道(9),在轨道内放入圆钢球(10)。
  3. 3. 根据权利要求1所述的风潮浪合能发电装置的能量采集装置,其特征在于:所述的 潮流驱动浆的浆叶(8)内凹成勺形,并与水平方向成15到50度角。
  4. 4. 根据权利要求1所述的风、潮流、波浪合能发电装置的能量采集装置,其特征在于: 所述的万向风轮(1)上的叶片(15)、受力挡板(3)、潮流驱动浆(7)的浆叶(8)均为倾斜安 装,且倾斜方向一致。
  5. 5. 根据权利要求1所述的风、潮流、波浪合能发电装置的能量采集装置,其特征在于: 所述的动能传递转轴(6)上套有支撑套架(ll),所述的支撑套架(11)和摇摆浮板(2)之间 设置有套筒(12)。
  6. 6. 根据权利要求1所述的风、潮流、波浪合能发电装置的能量采集装置,其特征在于: 所述的动能传递转轴(6)由三根轴固定连接而成,所述的连接为可拆式连接。
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