CN101825053B - 能量转换装置与应用 - Google Patents

Abstract

一种能量转换装置，包括装置架、重物、载物架、组合弹簧、链条、棘轮、传动轴、飞轮、限位闩和回位弹簧。传动轴设置于装置架上，飞轮置于传动轴两端，棘轮置于传动轴上，棘轮上链条，链条的一端固定于限位闩，另一端连接于组合弹簧的一端。装置架的内侧壁同一水平面上设置有与限位闩相配合的棘爪对；回位弹簧一端固定于限位闩，另一端固定于载物架上；组合弹簧的另一端与载物架相连，载物架上设置有弹簧钢板，重物固定于弹簧钢板上。本发明装置结构简单，造价低廉，占位少，效力高，随源性能好，海上、陆上和空中都有可使用。

Description

能量转换装置与应用

技术领域

本发明涉及一种能源利用装置，尤其涉及一种能源转换装置，对具有振动特性的物体或过程中的能量进行转换为机械能后加以利用。

背景技术

能源问题，尤其是环保能源(如：风能、太阳能和潮汐能等)的利用与开发是当前的突出问题，也是技术难点。其中，风能和太阳能都得以一定程度的应用，太阳能热水器也被人们日常生活广泛接受。对于海洋能源，尤其是波浪和潮汐的利用和开发方面显得相对较为滞后。

因地球等天体之间的相对转动而产生的作用力的影响下，使海水形成波浪，把这些波动的水体中蕴含的大量能量转换为电能、机械能和势能等可用于生产和生活的实际需要。

发明专利CN87106130公开了一种振动能转换装置，在减振弹簧交通车辆上增设有联接于车架或车管轴的碗形节杆和球形节杆，利用车架相对于车管轴的振动能转换为交通车辆动力的电能、液体压力能、气体压力能，以此代替现交通车辆用燃料或电力为动力的能量装置。本装置是通过弹簧的弹性势能经碗形节杆和球形节杆转换为其它形式的能量。

发明专利CN200810031082.0公开了一种绿色发动机，包括绿色能源生成系统和发动机系统，该绿色能源生成系统通过管道与发动机系统相连接，该绿色能源生成系统包括惯性块、谐振弹簧、油泵或空压机。本发明的发动机以机械运动时产生的振动能量，驱动油泵转换成液压能源或驱动空压机转换成气压能源，实现驱动发动机的目的，但是没有解决波动物体中的能量转换问题。

发明专利CN01137205.2公开了一种机械式波浪发电装置，将海水波浪能转变成电能的机械式波浪发电装置，在浮筒内按序安装有通道、单向传动装置和发电机，有不少于四个的通道，每个通道的底部有连杆槽孔，并在连杆槽孔上安装有连杆，在连杆两侧的通道上放置有滚动体，每个单向传动装置包括连杆、棘爪、弹簧、棘轮和支架，通过轴承安装在低速轴上。在波浪的振动下，使浮筒内的滚动体滚动，滚动体驱动；连杆实现能量转换。

实用新型专利CN02203431.5公开了一种利用海浪能量转换为电能海浪发电转换装置，包括箱体、能量输入机构、储能转换机构和能量输出机构。其中，能量输入机构由浮筒、摇臂、内啮合棘轮机构、摇臂轴和输入齿轮组成；储能转换机构由储能齿轮、主轴、平面窝卷弹簧、棘轮机构和壳体组成；能量输出机构由圆柱销盘、太阳轮、行星轮和偏心轴组成。通过输入齿轮与储能齿轮的啮合将能量从能量输入机构传入储能转换机构，通过主轴与圆柱销盘的配合将能量从储能转换机构传入能量输出机构。该装置需要使用多个相互连接的部件，部件之间需要紧密配合，不适于波动幅度较大的情况。

发明专利CN 200610128746.6公开了一种曲面绳轮波浪能转换与发电系统，利用能跟随波浪弯曲起伏的易弯面，来接受波浪的推动，通过一端系在其上而另一端缠绕在转轮上的绳拉动转轮，实现将获得的无规律的波浪推力，转换成旋转动力(波浪推力消失阶段，依靠弹簧或外加动力，带动转轮反转，将绳收回)，然后再通过棘轮实现动力单向输出，通过液压系统实现能量汇集，通过发电机组实现发电，最后通过交配电系统实现将不规则的电流转换成可使用的电流，输出电力。该项技术方案有效的利用了潮汐能，但是在抗腐蚀性等方面存在一些不足，且无法在船载和车载中广泛应用。

目前，已知的海洋能源开发设施，系统复杂、造价高、效力低、气候适应性差、耐腐性差、难以大规模商业化运作。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能量转换装置，将振动源振动中的能量转换为机械能。

本发明的另一个目的在于提供一种能量转换装置，配合以传动部件后能用于航行中船舶的、颠簸行驶的车辆的发动机或发电机。

一种能量转换装置，包括装置架、重物、载物架、组合弹簧、链条、棘轮、传动轴、飞轮、限位闩和回位弹簧。传动轴设置于装置架上，飞轮置于传动轴两端，一个以上的棘轮平行置于传动轴上，每个棘轮上有一根链条，链条的一端固定于限位闩，另一端连接于组合弹簧的一端；装置架的内侧壁同一水平面上设置有与限位闩相配合的棘爪对；回位弹簧一端固定于限位闩，另一端固定于载物架上；组合弹簧的另一端与载物架相连，载物架上设置有弹簧钢板，重物固定于弹簧钢板上。

在振动源(如：波浪、摇晃和颠簸等)一波次的作用下，装置架会发生振动，带动传动轴、棘轮和链条产生向上的位移。同时链条一端则拉动组合弹簧，载物架受重物的作用而没有发生位移，从而使得组合弹簧被拉伸。当弹簧拉到位后，载物架被提起，其上重物的惯性被延时。这时，装置架向上的位移达到最高处后会向下掉落，弹簧因发生弹性形变也要复位，而被提起的重物继续惯性的作用下向上运动，这样形成了零点几秒的相反运动。在回位弹簧的作用下拉动链条使得重物与传动轴的距离被进一步缩短，重物势能得以增加。重物落下时通过拉动链条，使得棘轮带动传动轴，并带动飞轮转动直至限制闩碰触到棘爪而到达限制位。

随着振动源的第二波次，本发明装置再次重复上述过程，使得飞轮持续转动，如此循环往复就不断将振动中的能量转换为机械能。在飞轮上连接上传动部件，如：皮带、齿轮和轴承等，就能作为发动机或发电机使用，尤其是海洋中行驶的船舶，还可作为车辆的补充能源，把行驶中摇晃或颠簸产生的能量作为动力加以利用。

为使飞轮匀速作功，在装置架的不同高度上设置3对以上的棘爪对。

为便于限位闩调整的需要，棘爪与装置架之间设置有弹簧，使棘爪伸缩。

本发明技术方案实现的有益效果：

本发明公开的一种能量转换的装置，通过利用多组弹簧和机械转动装置，把振动中的能量转换为势能后，在转换为机械能，再配合以传动部件就能作为发动机使用，尤其是海洋中行驶的船舶，还可作为车辆的补充能源，把行驶中摇晃或颠簸产生的能量作为动力加以利用。本发明装置结构简单造价低廉，占位少，效力高，随源性能好(只要有振动源)，海上、陆上和空中都有可使用。

附图说明

图1为本发明能量转换的装置一实施例的结构示意图；

图2为本发明能量转换的装置图1所示的侧视结构示意图；

图3为本发明能量转换的装置图2中A部分的局部放大结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图详细描述本发明的技术方案。

如图1、图2和图3所示，本发明能量转换的装置，包括装置架1、传动轴2、棘轮3、飞轮4、限位闩5、链条6、组合弹簧7、重物8、载物架9和回位弹簧10。

传动轴2设置于装置架1上，飞轮4置于传动轴2两端，一个以上的棘轮3平行置于传动轴2上，每个棘轮3上有一根链条6，链条6的一端固定于限位闩5，另一端连接于组合弹簧7的一端；装置架1的内侧壁同一水平面上设置有与限位闩相配合的3组棘爪对11，棘爪11与装置架1之间设置有弹簧111，使棘爪11伸缩。回位弹簧10一端固定于限位闩5，另一端固定于载物架9上；组合弹簧7的另一端与载物架9相连，载物架9上设置有弹簧钢板91，重物固定于弹簧钢板91上。

把本发明装置设置在船上，本装置就随着波浪振动，装置架1也会发生振动，带动传动轴2、棘轮3和链条6产生向上的位移。同时链条一端则拉动组合弹簧7，载物架9受重物8的作用而没有发生位移，从而使得组合弹簧7被拉伸。当弹簧7拉到位后，载物架9被提起，其上重物8的惯性被延时。这时，装置架1向上的位移达到最高处后会向下掉落，弹簧7因发生弹性形变也要复位，而被提起的重物8继续惯性的作用下向上运动，这样形成了零点几秒的相反运动。在回位弹簧7的作用下拉动链条6使得重物8与传动轴2的距离被进一步缩短，重物势能得以增加。重物8落下时通过拉动链条6，使得棘轮3带动传动轴2，并带动飞轮4转动直至限制闩5碰触到棘爪11而到达限制位。

当飞轮4上连接有变速器12和发电机13后，飞轮4的转动带动了变速器12，进而在由振动源转换的机械能的作用下带动发电机13，实现发电。

Claims (5)

1.一种能量转换装置，其特征是包括装置架、重物、载物架、组合弹簧、链条、棘轮、传动轴、飞轮、限位闩和回位弹簧；其中，

装置架，内侧壁同一水平面上设置有棘爪对，所述棘爪对与所述限位闩相配合；

载物架，其上设置有弹簧钢板；

所述传动轴设置于所述装置架上，所述飞轮置于传动轴两端，一个以上的所述棘轮平行置于所述传动轴上；每个所述棘轮上有一根所述链条，所述链条的一端固定于所述限位闩，另一端连接于所述组合弹簧的一端；所述组合弹簧的另一端与载物架相连；所述回位弹簧一端固定于所述限位闩，另一端固定于所述载物架上；所述重物固定于所述弹簧钢板上。

2.根据权利要求1所述的能量转换装置，其特征是所述装置架的不同高度上设置3对以上的所述棘爪对。

3.根据权利要求1所述的能量转换装置，其特征是所述棘爪与装置架之间设置有弹簧。

4.根据权利要求1所述的能量转换装置，用于发动机。

5.根据权利要求1所述的能量转换装置，用于发电机。

Images