CN102278263A - 绞盘式波浪发电装置 - Google Patents

Abstract

一种绞盘式波浪发电装置，它是由截波船、截波船控制架、动能绞盘、势能绞盘、发电机以及相应的轴和轴承连接件等机件所组成，由于截波船在波浪的作用下在水面上相对于某一固定点不断地产生位移而使之绞绳牵动着截波船上的绞盘转动，从而带动发电机发电，截波船的绞盘均设置有回位装置，这相对于绞盘上的绞绳能起到回位收紧以便再用的作用，该装置由于对波浪能的转换率和利用率都较现技术高，这将会增强人们对波浪能源的开发信心。

Description

绞盘式波浪发电装置

技术领域：本发明属海洋能利用技术领域里的一种波浪能发电技术装置。

技术背景：人类的生存与发展离不开对能源的依赖，现代，由于人们所习惯用的石油、天然气、煤等可燃能源即将枯竭耗尽，以及与之有关连的气候环境恶化问题，寻找新的、清洁的，并可再生的能源更为人们所关注，在此时人们已把目光投向海洋，相对于人类而言，海洋蕴藏着人类取之不尽用之不竭的且清洁的，又可再生的能源，波浪能就是其中之一种，海洋上的波浪可把飘浮在水面上的并具有一定质量的物体托起、放下，或前或后不断地往复变换位置，这就是波浪蕴藏着一定能量的具体表现。早些时代就有人想利用它来作些什么，并作有在这方面的研究或实验，不过由于某些原因未能继续下去，近些年来由于在能源方面出现了一些问题，人们又开始对波浪能的开发利用兴趣起来，并又发明了或设计出许多各式各样的波浪能利用机具或设备，有的先将波浪能转为水位落差，通过水能轮机的运转带动发电机，有的将波浪能转变为空气压力或油压力驱动发电机(北京大学出版社2010年9月出版的“新能源与分布式发电技术”一书有所记载)，但这些技术都不为人们所理想，这主要表现在该类机具或设备对波浪能的转换效率方面较差，或成本较高，或实施有一定的难度等方面，人们难以较为广泛地接受，这将直接或间接地影响到对波浪的开发或利用。

发明内容：本绞盘式发电装置是针对现技术所存在的一些技术问题或不足之处而设计的，其主要部件为一个飘浮在海面上的船即截波船，并由固定竖立于海底的且具有一定间隔距离的两个控制架，通过两根绳子与截波船的两端部相连接，使该截波船能控制在海面上的一定范围内并具有一定的活动余地，截波船上安置有一个动能绞盘和一个势能绞盘，动能绞盘上绞绳的外端固定连接于截波般下方的海底定点，势能绞盘上绞绳的外端固定连接于截波船之上空横垮两控制架空间且与之相固定连接的一根势能天线上的一定位置，动能绞盘和势能绞盘的一端部均加设有回位绞绳，在回位绞绳的外端均连接有一个具有一定质量的回位坠砣，动能绞盘与势能绞盘均组合在同一轴上，并由此轴与截波船上的发电机转轴相连接，动能绞盘和势能绞盘均有支撑体与截波船相固定连接。由于截波船在海面上不停上下波动而形成位移，使动能绞盘绞绳海底一方的固定点和势能绞盘绞绳在截波船上方的势能天线固定点都能及时地相对于各自的绞盘形成牵动效应，使之均能在同一轴上轮番地并能在时间上相配合地相对于在同一轴上形成向同一方向连续地实施旋转推动力并带动发电机发电，由于动能绞盘和势能绞盘均设有回位绞绳，并在绞盘单向轴承和各自的回位绞绳坠砣重力的作用下及时地将动能绞盘绞绳和势能绞盘绞绳回位收紧，以便重复使用。本发明的动能绞盘和势能绞盘，由于它的结构特殊，与现技术相比，能更深层次地提高对波浪能转换率和利用率。

附图说明：下面用实施例结合附图对本发明之技术要点作以较详细说明。

图1为绞盘式波浪发电装置的结构剖面视图。

图2为绞盘式波浪发电装置的动能绞盘与单向轴承和动力轴之间的组合以及动能绞盘的着力绞绳和回位绞绳的组合剖面视图。

如图1、2所示的绞盘式波浪发电装置，它是由截浪船、截波船控制架、动能绞盘、势能绞盘、动力轴、发电机以及相应的轴承连接件和支撑体等机件所组成。其特征在于所述绞盘式波浪发电装置1的截波船2之左右两端通过绳子4-2、4-1与固定竖立于海底且具有一定间隔距离的两个控制架3-2、3-1相定位连接并能在海面上保持有一定的活动余地，控制架的上端之间定位连接有一绞绳天线11，动能绞盘5-1与势能绞盘5-2通过单向轴承8-1、8-2与动力轴6定位单向转动连接，动力轴6的两端和中部均由支撑体9-3、9-1、9-2并通过轴承10-3、10-1、10-2与之定位转动连接，动力轴6的右端连接发电机7，动能绞盘5-1所缠绕的着力绞绳15-1的外端与海底固定点14相固定连接，动能绞盘5-1上所缠绕的回位绞绳16-1的外端上连接一个具有一定质量的回位坠砣17-1。势能绞盘5-2上所缠绕的着力绞绳15-2的外端与控制架3-2、3-1之间的绞绳天线11上的定点12相连接，势能绞盘5-2上所缠绕的回位绞绳16-2的外端连接一个具有一定质量的回位坠砣17-2。

附图1上的机件编号18-1、18-2均为着力绞绳或回位绞绳在截波船底上的运行通道，编号19表示海水。

附图2上的机件编号21为单向轴承内套与动力轴6之间接合处的锁销，编号20为单向轴承外套与动能绞盘5-1之间接合处的锁销。附图2下方三个一组的箭头表示动能绞盘5-1在往上行，附图2上方的弧开箭头表示动能绞盘5-1在往上行时的旋转方向，附图2右边的箭头表示动能绞盘5-1在往上行时其回位绞绳16-1和回位坠砣17-1的运行方向。动能绞盘5-1和势能绞盘5-2在结构和性能上均相同，所不同的是它们的着力绞绳外端固定连接点的方向盘不同，一个位于截波船2之下方，一个位于截波船2之上方。

具体实施方式：所述的绞盘式波浪发电装置1的截波船2它飘浮在海面上随波逐流，时而被掀上波峰，时而又被掉下波谷，这样的动作反复不断，因此而产生的动能与势能相互交替着。而装置在截波船2上的动能绞盘5-1和势能绞盘5-2由于各自的着力绞绳外端所固定连接点不同，一个在截波船2之下，一个截波船2之上。当截波船2在随波作上下运动时，截波船2上的动能绞盘5-1和势能绞盘5-2由于各自着力绞绳外端的固定点所相连的各自的着力绞绳均在不同时间内相互交替着相对于各自的绞盘，并在其各自绞盘内所设单向轴承的防滑作用下各自形成相对于动力轴6交替牵动力而使之旋转，并带动与动力轴6右端相连的发动机7转动发电。又因截波船2在海面上的波动均有上、下终止点，这也就要求动能绞盘5-1和势能绞盘5-2在作波能量转换到终止点后，各自的着力绞绳必须回到原来的缠绕状态才能起到继续相对于动力轴6的着力牵动作用，为此，动能绞盘5-1和势能绞盘5-2均设置有回位绞绳15-1和15-2，当动能绞盘5-1在随波而作向上运动时，受着力绞绳15-1的牵扯而转动，此时设在动能绞盘5-1上的回位绞绳16-1及坠砣17-1也随之被动能绞盘5-1绞缠而往上行，当动能绞盘5-1上行至终点后而将往下行时，动能绞盘5-1上的回位绞绳16-1外端在坠砣17-1重力的向下牵动作用下，以及在单向轴承8-1在其之间的滑动作用下，驱使动能绞盘5-1-在动力轴6上作反向旋转，从而使得其着力绞绳15-1回缠并收紧以便再用，势能绞盘5-2的着力绞绳15-2相对于动力轴6的着力推动原理以及回位原理与过程均与动能绞盘5-1相同，动能绞盘5-1的着力绞绳15-1和回位绞绳16-1均能在同一绞盘5-1上相互驱使与回缠，而势能绞盘5-2也能相协调配合，至使绞盘式波浪发电装置1能对波浪能转换为电能不间断地连续工作下去。在对动能绞盘5-1和势能绞盘5-2的设计上，回位绞绳所缠内径尺寸均比着力绞绳所缠内径要大，这有利于着力绞绳回位之敏捷。绞盘式波浪发电装置的动能绞盘和势能绞盘的着力绞绳外端的固定连接点仅是以截波船下、上之动、势能相互变换而设立，以这种方法也可以在截波船的前、后或左、右，只要具有动、势能相存在并可互为转换的方位均可设立着力绞绳外端的固定点，这有利于充分发挥对波浪能的转换作用。

Claims (2)

1.一种绞盘式波浪发电装置，它是由截波船、截波船控制架、动能绞盘、势能绞盘、动力轴、发电机以及相应的轴承连接件和支撑体等机件所组成，其特征在于所述绞盘式波浪发电装置(1)的截波船(2)之左右两端通过绳子(4-2)、(4-1)与固定竖立于海底的控制架(3-2)、(3-1)相定位连接并能保持截波船(2)在海面上有一定的活动余地，截波船控制架(3-2)、(3-1)的上端之间连接有一绞绳天线(11)，动能绞盘(5-1)与势能绞盘(5-2)通过单向轴承(8-1)、(8-2)与动力轴(6)定位单向转动连接，动力轴(6)的两端和中部均有支撑体(9-3)、(9-1)、(9-2)并通过轴承(10-3)、(10-1)、(10-2)与之定位转动连接，动力轴(6)的右端连接发电机(7)，动能绞盘(5-1)上所缠绕的着力绞绳(15-1)的外端与海底固定点(14)相固定连接，动能绞盘(5-1)上所缠绕的回位绞绳(16-1)的外端上连接一个具有一定质量的回位坠砣(17-1)，势能绞盘(5-2)上所缠绕的着力绞绳(15-2)的外端与截波船控制架(3-2、(3-1)之间的绞绳天线(11)上的定点(12)相连接，势能绞盘(5-2)上所缠绕的回位绞绳(16-2)的外端连接一个具有一定质量的回位坠砣(17-2)，当绞盘式波浪发电装置(1)的截波船(2)在海面上受波动力的作用而作上下运动时，这对截波船(2)上的动能绞盘(5-1)的着力绞绳(15-1)和势能绞盘(5-2)的着力绞绳(15-2)分别并轮流相对于自己在截波船(2)之外的固定连接点(14)和固定连接点(12)产生牵动拉力而驱使动能绞盘(5-1)和势能绞盘(5-2)在同一动力轴(6)上交替着力而使之转动，此时又因动能绞盘(5-1)的单向轴承(8-1)和势能绞盘(5-2)的单向轴承(8-2)的防滑作用而至使与之相连接的动力轴(6)也一同受力而转动，并带动发电机(7)转动发电，由于动能绞盘(5-1)和势能绞盘(5-2)的往复运动过程均有终止点，相对于各自的着力绞绳也必须回位，才能继续对波能的转换过程，这项工作均由各绞盘所设置的回位绞绳结合回位坠砣并利用回位坠砣的重力来反缠着力绞绳使之回位。

2.如权利要求1所述，绞盘式波浪发电装置(1)所述的动能绞盘(5-1)和势能绞盘(5-2)，其特征在于动能绞盘(5-1)的右端上缠有一着力绞绳(15-1)，其绞绳的外端经过截波船底上的通道(18-1)与海底固定连接点(14)相连接，动能绞盘(5-1)的左端上缠有一回位绞绳(16-1)，该绞绳的外端经截波船底上的通道(18-1)伸向海底一方，并在其端部连接一个具有一定质量的坠砣(17-1)，回位绞绳(16-1)在动能绞盘(5-1)上所缠绕的内径要比着力绞绳(15-1)在其绞盘上所缠绕的内径要大一定的尺寸，在动能绞盘(5-1)的中部通过单向轴承(8-1)与动力轴(6)实施单向转动连接，单向轴承(8-1)与动能绞盘(5-1)相接合处有锁销(20)，单向轴承(8-1)与动力轴(6)相接合处有锁销(21)，所述的势能绞盘(5-2)在结构和性能方面与动能绞盘(5-1)相同，所不同的是势能绞盘(5-2)上的着力绞绳(15-2)的外端与截波船(2)上方的绞绳天线上的固定连接点(12)相连接，回位绞绳(16-2)及外端所连接的坠砣(17-2)经截波船底上的通道(18-2)伸向海底一方。

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