CN101900074B

CN101900074B - 海浪发电设备

Info

Publication number: CN101900074B
Application number: CN2009101520661A
Authority: CN
Inventors: 王月安; 李兆成
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-05-26
Filing date: 2009-07-28
Publication date: 2012-05-16
Anticipated expiration: 2029-07-28
Also published as: CN101900074A

Abstract

本发明是一种海浪发电设备，是在海岸边缘的海域垂向固定一立柱，该立柱顶端高出海平面，并在该立柱顶端设置有发电室；该立柱超出海平面以上的部分还环套连接有一个可作360度旋转的防水轴承，一根拉杆的一端枢接在该防水轴承上，该拉杆的另一端则连接一漂浮室；该漂浮室与一根拉顶杆的下端枢接，该拉顶杆的上端穿伸在该发电室中；且该拉顶杆的上端与该发电设备动力连接，借助该漂浮室的浮沉运动而发出电力。本发明适合一些偏远的海岛、渔村使用。

Description

海浪发电设备

技术领域

本发明涉及一种发电设备，特别涉及一种利用海浪起伏交叉不断地运动为动力发电，产生交流电的发电设备。

背景技术

当今世界各国火力发电因资源有限和产生温室效应，同时污染环境而被逐步裁减；原子发电投资大，环境隐患大，也不便普及。所以各国正在努力发展水电和风电绿色能源，然而水电风电也及其受地理环境影响不均衡。而我国是一个具有48000公里海岸线的国家，甚至世界上有些岛国其领海面积是其国土的多少倍。所以利用海浪发电对世界绝大多数国家都是成本最低、投资最小、输送方便、绿色环保、资源稳定、万古不竭的最好能源渠道。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于：提供一种海浪发电设备，利用海浪来发电，解决能源问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案包括：

一种海浪发电设备，其特征在于：在海岸边缘的海域垂向固定一立柱，该立柱顶端高出海平面，并在该立柱顶端设置有发电室；该发电室通过轴承可转动地与立柱连接，并在该发电室中设置有发电设备；该立柱超出海平面以上的部分还环套连接有一个可作360度旋转的防水轴承，一根拉杆的一端枢接在该防水轴承上，该拉杆的另一端则连接一漂浮室；该漂浮室与一根拉顶杆的下端枢接，该拉顶杆的上端穿伸在该发电室中；且该拉顶杆的上端与该发电设备动力连接，借助该漂浮室的浮沉运动而发出电力。

在上述海浪发电设备中，该发电室中平行穿设有一根主轴与一根副轴，一个正齿轮穿套在该主轴上，且该正齿轮与主轴之间以单向转动飞轮连接，一个反齿轮穿套在该副轴上，且该反齿轮与副轴之间以另一个单向转动飞轮连接；该两个单向转动飞轮的安装方向相同；

该拉顶杆穿伸在发电室中的一端设有双刃面齿条，该双刃面齿条的两个刃面分别与该正齿轮和反齿轮啮合；

该主轴与副轴之间设置有传动副，该传动副带动主轴与副轴同向旋转；

该主轴与该发电设备动力连接。

在上述海浪发电设备中，该主轴与副轴之间设置有传动副，该传动副带动主轴与副轴同向旋转。

在上述海浪发电设备中，该传动副包括固定在主轴上的一个链轮、固定在副轴上的一个链轮、以及绕设在该两个链轮上的链条。

在上述海浪发电设备中，该传动副包括固定在主轴上的一个齿轮、固定在副轴上的一个齿轮、以及啮合在该两个齿轮之间的一个惰轮。

在上述海浪发电设备中，在其中一个链轮与主轴或者副轴之间设置一个单向转动飞轮，所有的单向转动飞轮的安装方向均保持一致。

在上述海浪发电设备中，在两个链轮与主轴以及副轴之间各设置一个单向转动飞轮，所有的单向转动飞轮的安装方向均保持一致。

在上述海浪发电设备中，该主轴上设有至少一个惯性飞轮。

在上述海浪发电设备中，该漂浮室是耐腐蚀的中空容器，且该漂浮室上设一风向舵，下设一流向舵。

在上述海浪发电设备中，该传动副可以由链轮与链条组成，也可以由皮带、皮带轮组成，或者类似的钢索、液压传动形式，还可以使用齿轮传动副。

在上述海浪发电设备中，该正齿轮以及反齿轮均是链轮，双刃面齿条是固定在拉顶杆的两个相对侧的两根链条。

与现有技术相比较，本发明具有的有益效果是：

(1)投资少，见效快。本发明的设备可在一个固定厂家生产。用一载重汽车便可运送至需要安装的地点，把现成的设备运到现场，2个月便可安装完毕。(我们现已成功生产出小型发电设备)

(2)可供一些边散地区用电。特别是一些偏远的海岛、渔村、引航灯等不便架通电网的地方使用。

(3)隐藏性强。可供特殊的军用设施用电，可在远离大陆的某岛上的军用设施附近设一个隐蔽发电场所，避免远距离架线，暴露目标。

附图说明

图1是本发明海浪发电设备的主视图；

图2是本发明海浪发电设备的俯视图；

图3是本发明海浪发电设备的双面啮合单向传动的装置的原理图。

具体实施方式

参见图1和图2，本发明是在海岸边缘较浅的海域垂向固定一立柱11，该立柱11为钢混或者完全金属结构，其顶端高出海平面(一般是高出海潮和大浪最高点4至5米)。该立柱11超出海平面以上的部分环套连接有一个可作360度旋转的防水轴承5，一根拉杆13的一端通过一个牵引销17枢接在该防水轴承5上，拉杆13的另一端则连接一漂浮室6。漂浮室6与一根拉顶杆10的下端枢接，拉顶杆10的上端穿伸在立柱11顶端上的发电室16中。发电室16通过轴承4可转动地与立柱11连接，从而可以随着漂浮室6的转动而转动。发电室16中设有发电设备9，该发电设备9与该拉顶杆10的上端动力连接，从而借助该漂浮室6的浮沉运动而发出电力。

举例来说，可以在发电室16内设有正齿轮15和反齿轮1，而拉顶杆10穿伸在发电室16中的一端设有双刃面齿条8，该双刃面齿条8的两个刃面分别与该正齿轮15和反齿轮1啮合。该正齿轮15与反齿轮1的旋转则可带动至少一个发电设备9产生直流电或交流电。

因此，采用上述结构，漂浮室6随着海浪20上下起伏，就会推动正齿轮15和反齿轮1不断转动，从而产生电能。

另外，该漂浮室6不受材质、形状以及规格的限制，为耐腐蚀的中空容器，以作为发电装置的动力源。漂浮室6上设一风向舵7以及下设一流向舵，随着风向及洋流的变动，漂浮室6可围绕立柱11作360度旋转，而该发电室16随拉顶杆10带动，保持与漂浮室6平转一致。

同时，考虑到海水潮汐和风暴造成海平面高低不同，所以该拉顶杆10上端的双刃面齿条8的啮合长度最好留有一定的长度余量，这样一来，无论是有风无风，潮起潮落都能保证正常发电。

电产生以后，可在空中架线，或在海底铺设电缆线输向电网或用户。

为了提高发电设备运转的稳定性，避免漂浮室6的浮沉运动导致给发电设备输出动力方向不断改变，本发明采用了双面啮合单向传动的装置，请参阅图2、图3所示，是其结构示意图，发电室16上平行穿设有一根主轴14与一根副轴3，该正齿轮15穿套在该主轴14上，且正齿轮15与主轴14之间以单向转动飞轮(或者称单向轴承)连接，该反齿轮1穿套在该副轴3上，且反齿轮1与副轴3之间以另一个单向转动飞轮连接。其中：两个单向转动飞轮的安装方向必须相同，即以本实施例为例，若限定正齿轮15只能相对于主轴14顺时针方向旋转，则从同一方向看过去，反齿轮1也只能相对于副轴3顺时针方向旋转；当然，反之亦然。从图2、图3中还可以看到，该主轴14与副轴3还以传动副带动作同向旋转，在本实施例中，该传动副包括在该主轴14与副轴3上分别固定连接的一个传动轮18、以及在该两个传动轮18上绕设的一根传动带19。该主轴14还与该发电设备9动力连接。

该发电室的工作原理如下：当漂浮室6上浮时，双刃面齿条8带动正齿轮15作逆时针旋转(从图1的角度来看)，并带动反齿轮1作顺时针旋转。由于单向转动飞轮的存在，正齿轮15不会带动主轴15旋转，而反齿轮1会带动副轴3作顺时针旋转，副轴3又通过传动带19与传动轮18带动主轴14作顺时针旋转，由于单向转动飞轮的存在，主轴14的顺时针旋转与正齿轮15的逆时针旋转不会产生干扰，而主轴14的顺时针旋转将带动发电设备9进行发电动作。当漂浮室6下沉时，随着漂浮室6自重和海水的吸力拉回，双刃面齿条8带动正齿轮15作顺时针旋转，并带动反齿轮1作逆时针旋转。由于单向转动飞轮的存在，反齿轮1不会带动副轴3旋转，而正齿轮15将带动主轴14作顺时针旋转，主轴14的顺时针旋转将带动发电设备9继续进行发电动作。可见，不论漂浮室6上浮或是下沉，均带动发电设备朝同一个方向旋转，可以实现持续发电的目的。

以上只是单向转动飞轮作顺时针传动设置的情况，而当单向转动飞轮作逆时针传动设置时，也一样可以实现带动发电设备朝同一个方向旋转，并持续发电的目的，其过程与上述类似，就不予赘述了。

另外，上述传动副可以由链轮与链条组成，还可以使用齿轮传动副以及由皮带、钢索、液压等类似装置完成。例如：该齿轮传动副包括固定在主轴14上的一个齿轮、固定在副轴3上的一个齿轮、以及啮合在该两个齿轮之间的一个惰轮，以保证主轴14与副轴3同向转动。

并且，发电设备9可以是被主轴14直接带动运转的发电机，也可以在主轴14与发电设备9之间连接以变速机构，这些都可以根据实际需要进行灵活调整，在此不予赘述了。

而且，为了提高发电机的工作稳定性，还可以在该主轴14上增设至少一个转动惯量较大的惯性飞轮(图中未示)，可有效避免因正反转的变换，在主轴与副轴之间带来的干扰。同时在主轴14转动较快的时候将动能收集起来，而在主轴14转动较慢的时候将动能释放出去，从而保证主轴14的转速保持在一个较窄的变化范围内，以提高发电机的工作稳定性。

需要补充的是，由于拉顶杆10的下端不停地随着漂浮室6上下移动，会导致双刃面齿条8与发电室16的相交角度在时刻变化，双刃面齿条8与正齿轮15以及反齿轮1的啮合位置也会不断变化，长期下来很容易造成不必要的磨损。所以，本发明采用的技术方案是，正齿轮15以及反齿轮1是链轮，而双刃面齿条8是固定在拉顶杆10的两个相对侧的两根链条(当然，两根链条的端部也可以结合在一起，而称为一条链条)，由于链条与链轮的啮合传动对啮合位置、啮合角度的要求较低，不会产生传动装置的损伤。

以上说明对本发明而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可作出许多修改、变化或等效，但都将落入本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种海浪发电设备，其特征在于：在海岸边缘的海域垂向固定一立柱，该立柱顶端高出海平面，并在该立柱顶端设置有发电室；该立柱超出海平面以上的部分还环套连接有一个可作360度旋转的防水轴承，一根拉杆的一端枢接在该防水轴承上，该拉杆的另一端则连接一漂浮室；该漂浮室与一根拉顶杆的下端枢接，该拉顶杆的上端穿伸在该发电室中；且该拉顶杆的上端与该发电设备动力连接，借助该漂浮室的浮沉运动而发出电力。

2.根据权利要求1所述的海浪发电设备，其特征在于：该发电室中平行穿设有一根主轴与一根副轴，一个正齿轮穿套在该主轴上，且该正齿轮与主轴之间以单向转动飞轮连接，一个反齿轮穿套在该副轴上，且该反齿轮与副轴之间以另一个单向转动飞轮连接；该两个单向转动飞轮的安装方向相同；

该主轴与该发电设备动力连接。

3.根据权利要求2所述的海浪发电设备，其特征在于：该传动副包括固定在主轴上的一个链轮、固定在副轴上的一个链轮、以及绕设在该两个链轮上的链条。

4.根据权利要求2所述的海浪发电设备，其特征在于：该传动副包括固定在主轴上的一个齿轮、固定在副轴上的一个齿轮、以及啮合在该两个齿轮之间的一个惰轮。

5.根据权利要求3所述的海浪发电设备，其特征在于：在其中一个链轮与主轴或者副轴之间设置一个单向转动飞轮，所有的单向转动飞轮的安装方向均保持一致。

6.根据权利要求3所述的海浪发电设备，其特征在于：在两个链轮与主轴以及副轴之间各设置一个单向转动飞轮，所有的单向转动飞轮的安装方向均保持一致。

7.根据权利要求2所述的海浪发电设备，其特征在于：该主轴上设有至少一个惯性飞轮。

8.根据权利要求1所述的海浪发电设备，其特征在于：该漂浮室不受材质、形状、规格限制，为耐腐蚀的中空容器作为发电装置的动力源，且该漂浮室上设一风向舵，下设有流向舵，以保证系统获得最大动力。

9.根据权利要求2所述的海浪发电设备，其特征在于：传动副由链轮与链条组成，或者由皮带、皮带轮组成，或者是齿轮传动副。

10.根据权利要求2所述的海浪发电设备，其特征在于：该正齿轮以及反齿轮均以链轮替换，该双刃面齿条以固定在拉顶杆的两个相对侧的两根链条替换。