CN102748199A

CN102748199A - 一种海波能量收集装置

Info

Publication number: CN102748199A
Application number: CN2012102040697A
Authority: CN
Inventors: 杜立彬; 吕斌; 曲君乐; 吴承璇; 贺海靖; 李正宝; 刘杰; 雷卓; 王章军; 祁国梁; 张�浩; 杨倩; 王秀芬
Original assignee: Oceanographic Instrumentation Research Institute Shandong Academy of Sciences
Current assignee: Oceanographic Instrumentation Research Institute Shandong Academy of Sciences
Priority date: 2012-06-20
Filing date: 2012-06-20
Publication date: 2012-10-24

Abstract

本发明提供一种海波能量收集装置。海波能量收集装置，包括：发电机、扇形齿轮、固定座和两个棘轮传动装置；扇形齿轮设置有同轴设置的内齿条和外齿条，扇形齿轮还固设有摆动杆，摆动杆上还设置有浆状浮筒；棘轮传动装置包括内啮合棘轮机构、从动齿轮和连接轴，内啮合棘轮机构包括棘轮和棘爪，棘轮的外圆周设置有外齿轮，连接轴固设在从动齿轮上，棘轮套在连接轴上，棘爪铰接在连接轴的端部；从动齿轮与发电机的转轴传动连接，其中一棘轮传动装置中棘轮的外齿轮与外齿条啮合，另一棘轮传动装置中棘轮的外齿轮与内齿条啮合，扇形齿轮铰接在固定座上。实现减小了海波能量收集装置的体积，提高了海波能量收集装置的电能转化效率，以充分利用海洋能。

Description

一种海波能量收集装置

技术领域

本发明涉及机械设备，尤其涉及一种海波能量收集装置。

背景技术

地球表面积的71%是海洋, 而海洋蕴藏着巨大的能源。近20多年来, 作为主要可再生能源之一的清洁的海洋能事业取得了很大发展。海洋能发电和海洋能的综合利用为人类生存的发展开拓了更广阔的空间。海洋能发电原理主要有海洋温差热能转换、潮汐能和波浪能三种形式。现有技术中的利用海洋能进行发电的发电装置通常存在体积较为庞大，且电能转化效率低的缺陷，限制海洋能的充分利用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种海波能量收集装置，解决现有技术中因发电装置体积庞大且电能转化效率低，而限制海洋能的充分利用的缺陷，实现减小海波能量收集装置的体积，提高海波能量收集装置的电能转化效率，以充分利用海洋能。

本发明提供的技术方案是，一种海波能量收集装置，包括：发电机、扇形齿轮、固定座和两个棘轮传动装置；所述扇形齿轮设置有同轴设置的内齿条和外齿条，所述扇形齿轮还固设有摆动杆，所述摆动杆上还设置有浆状浮筒；所述棘轮传动装置包括内啮合棘轮机构、从动齿轮和连接轴，所述内啮合棘轮机构包括棘轮和棘爪，所述棘轮的外圆周设置有外齿轮，所述连接轴固设在所述从动齿轮上，所述棘轮套在所述连接轴上，所述棘爪铰接在所述连接轴的端部；所述从动齿轮与所述发电机的转轴传动连接，其中一所述棘轮传动装置中所述棘轮的外齿轮与所述外齿条啮合，另一所述棘轮传动装置中所述棘轮的外齿轮与所述内齿条啮合，所述扇形齿轮铰接在所述固定座上。

本发明提供的海波能量收集装置，通过将浆状浮筒放入到水中，浆状浮筒在波浪的作用下将通过摆动杆带动扇形齿轮往复转动，扇形齿轮通过内齿条和外齿条将交替驱动两个棘轮传动装置中的棘轮转动，从而可以通过两个棘轮传动装置实现连续驱动发电机的转轴转动，实现发电机连续发电，海波能量收集装置采用扇形齿轮和棘轮传动装置配合实现驱动发电机发电，使海波能量收集装置的整体结构更加简单和紧凑，实现减小了海波能量收集装置的体积，提高了海波能量收集装置的电能转化效率，以充分利用海洋能。

如上所述的海波能量收集装置，所述发电机的转轴设置有双头齿轮，其中一所述棘轮传动装置的从动齿轮与所述双头齿轮的一齿轮啮合，另一所述棘轮传动装置的从动齿轮与所述双头齿轮的另一齿轮啮合。

如上所述的海波能量收集装置，所述连接轴还设置有限位柱，所述限位柱位于所述棘爪的一侧。

如上所述的海波能量收集装置，所述连接轴的端部设置有多个所述棘爪。

如上所述的海波能量收集装置，所述浆状浮筒滑设在所述摆动杆上。

如上所述的海波能量收集装置，所述浆状浮筒中设置有滑槽，所述摆动杆插在所述滑槽中，所述滑槽和所述摆动杆的横截面为多边形结构。

如上所述的海波能量收集装置，所述浆状浮筒内设置有多个可开闭的腔体。

如上所述的海波能量收集装置，还包括保护箱体，所述发电机、所述扇形齿轮、所述固定座和所述棘轮传动装置位于所述保护箱体中，所述摆动杆和所述浆状浮筒位于所述保护箱体外。

如上所述的海波能量收集装置，还包括支撑架，所述保护箱体固设在所述支撑架上，所述保护箱体通过所述支撑架支撑位于水面以上。

如上所述的海波能量收集装置，还包括蓄电电站，所述蓄电电站与所述发电机电连接。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明海波能量收集装置实施例的结构示意图；

图2为本发明海波能量收集装置实施例中的局部结构示意图；

图3为本发明海波能量收集装置实施例中浆状浮筒的结构示意图；

图4为本发明海波能量收集装置实施例中内啮合棘轮机构的结构示意图一；

图5为本发明海波能量收集装置实施例中内啮合棘轮机构的结构示意图二。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-图5所示，本实施例海波能量收集装置，包括：发电机1、扇形齿轮2、固定座3和两个棘轮传动装置4；扇形齿轮2设置有同轴设置的内齿条22和外齿条21，扇形齿轮2还固设有摆动杆5，摆动杆5上还设置有浆状浮筒6；棘轮传动装置4包括内啮合棘轮机构、从动齿轮41和连接轴42，内啮合棘轮机构包括棘轮43和棘爪44，棘轮43的外圆周设置有外齿轮431，连接轴42固设在从动齿轮41上，棘轮43套在连接轴42上，棘爪44铰接在连接轴42的端部；从动齿轮41与发电机1的转轴10传动连接，其中一棘轮传动装置中棘轮43的外齿轮431与外齿条21啮合，另一棘轮传动装置中棘轮43的外齿轮431与内齿条22啮合，扇形齿轮2铰接在固定座3上。

具体而言，本实施例海波能量收集装置中的浆状浮筒6放置在水中，浆状浮筒6将随着波浪往复移动，浆状浮筒6通过摆动杆5便可以带动扇形齿轮2往复转动。扇形齿轮2的内齿条22和外齿条21分别与一棘轮传动装置中的棘轮43的外齿轮431啮合。在内啮合棘轮机构的作用下，当扇形齿轮2向上转动时，将其中一内啮合棘轮机构中的棘轮43和棘爪44啮合，另一内啮合棘轮机构中的棘轮43和棘爪44脱开；相反的，当扇形齿轮2向上转动时，将其中一内啮合棘轮机构中的棘轮43和棘爪44脱开，另一内啮合棘轮机构中的棘轮43和棘爪44啮合，带动发电机1的转轴10以相同的旋转方向连续转动，从而驱动发电机1连续发电。本实施例海波能量收集装置仅需要将浆状浮筒6放入到水中，而其他部件均设置在水面以上，可以降低本实施例海波能量收集装置对密封性能的要求，有效的简化了本实施例海波能量收集装置的整体结构，从而缩小了本实施例海波能量收集装置的体积；另外，由于可以实现发电机1连续发电，可以有效的提高了本实施例海波能量收集装置的电能转化效率，以充分利用海洋能。其中，本实施例中的从动齿轮41可以通过变速箱等传动设备与发电机1传动连接，优选的，本实施例中的发电机1的转轴10设置有双头齿轮11，其中一棘轮传动装置4的从动齿轮41与双头齿轮11的一齿轮啮合，另一棘轮传动装置4的从动齿轮41与双头齿轮11的另一齿轮啮合。

进一步的，为了避免处于脱开状态的棘轮43和棘爪44相互摩擦，本实施例中的连接轴42可以还设置有限位柱45，限位柱45位于棘爪44的一侧。具体的，当棘轮43和棘爪44相互脱开后，由于从动齿轮41将带动连接轴2转动，在离心力的作用下容易出现棘爪44反转与棘轮43相互摩擦的现象。通过设置限位柱45，可以有效的阻挡棘爪44在脱离开棘轮43后反转转动过大而与棘轮43发生摩擦。在离心力的作用下，棘爪44将抵靠在限位柱45上而无法继续转动。优选的，为了有效的通过内啮合棘轮机构传递扇形齿轮2的动力，本实施例中的连接轴42的端部可以设置有多个棘爪44，通过多个棘爪44与棘轮43配合，可以更加可靠的将扇形齿轮2的动力传递给发电机1。

又进一步的，为了充分的利用波浪的能量，以高效的通过波浪带动浆状浮筒6往复摆动，本实施例中的浆状浮筒6可以滑设在摆动杆5上。具体的，浆状浮筒6中设置有滑槽64，摆动杆5插在滑槽64中，滑槽64和摆动杆5的横截面为多边形结构。浆状浮筒6可以在摆动杆5上滑动，从而在涨潮或退潮的不同情况下，浆状浮筒6能够始终漂浮在水中，确保浆状浮筒6能够充分的利用波浪的能量；另外，通过将滑槽64和摆动杆5的横截面设置为多边形结构，可以避免浆状浮筒6相对于摆动杆5发生转动。摆动杆5的底端设置有挡板51，通过挡板51可以避免浆状浮筒6从摆动杆5上脱离。其中，为了方便根据需要调节浆状浮筒6位于水中的深度，本实施例中的浆状浮筒6内设置有多个可开闭的腔体62。具体的，浆状浮筒6中的多个可开闭的腔体62中可以根据需要注满空气或水，从而调节浆状浮筒6位于水中的深度。每个可开闭的腔体62上可以设置有开关63，通过开关63实现控制可开闭的腔体62的开闭。

更进一步的，本实施例海波能量收集装置可以还包括保护箱体7，发电机1、扇形齿轮2、固定座3和棘轮传动装置4位于保护箱体7中，摆动杆5和浆状浮筒6位于保护箱体7外。具体的，通过设置保护箱体7可以有效的保护发电机1等部件免受海水的腐蚀，以提高本实施例海波能量收集装置的可靠性。其中，本实施例海波能量收集装置可以还包括支撑架8，保护箱体7固设在支撑架8上，保护箱体7通过支撑架8支撑位于水面以上。优选的，为了方便向外界持续供电，本实施例海波能量收集装置可以还包括蓄电电站9，蓄电电站9与发电机1电连接。具体的，蓄电电站9和支撑架8设置在陆地100上，支撑架8将支撑保护箱体7位于水面200以上，从而可以有效的降低保护箱体7的密封等级和整体体积，有效的降低了本实施例海波能量收集装置的整体成本。

本实施例海波能量收集装置，通过将浆状浮筒放入到水中，浆状浮筒在波浪的作用下将通过摆动杆带动扇形齿轮往复转动，扇形齿轮通过内齿条和外齿条将交替驱动两个棘轮传动装置中的棘轮转动，从而可以通过两个棘轮传动装置实现连续驱动发电机的转轴转动，实现发电机连续发电，海波能量收集装置采用扇形齿轮和棘轮传动装置配合实现驱动发电机发电，使海波能量收集装置的整体结构更加简单和紧凑，实现减小了海波能量收集装置的体积，提高了海波能量收集装置的电能转化效率，以充分利用海洋能。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims

1.一种海波能量收集装置，其特征在于，包括：发电机、扇形齿轮、固定座和两个棘轮传动装置；所述扇形齿轮设置有同轴设置的内齿条和外齿条，所述扇形齿轮还固设有摆动杆，所述摆动杆上还设置有浆状浮筒；所述棘轮传动装置包括内啮合棘轮机构、从动齿轮和连接轴，所述内啮合棘轮机构包括棘轮和棘爪，所述棘轮的外圆周设置有外齿轮，所述连接轴固设在所述从动齿轮上，所述棘轮套在所述连接轴上，所述棘爪铰接在所述连接轴的端部；所述从动齿轮与所述发电机的转轴传动连接，其中一所述棘轮传动装置中所述棘轮的外齿轮与所述外齿条啮合，另一所述棘轮传动装置中所述棘轮的外齿轮与所述内齿条啮合，所述扇形齿轮铰接在所述固定座上。

2.根据权利要求1所述的海波能量收集装置，其特征在于，所述发电机的转轴设置有双头齿轮，其中一所述棘轮传动装置的从动齿轮与所述双头齿轮的一齿轮啮合，另一所述棘轮传动装置的从动齿轮与所述双头齿轮的另一齿轮啮合。

3.根据权利要求1所述的海波能量收集装置，其特征在于，所述连接轴还设置有限位柱，所述限位柱位于所述棘爪的一侧。

4.根据权利要求3所述的海波能量收集装置，其特征在于，所述连接轴的端部设置有多个所述棘爪。

5.根据权利要求1所述的海波能量收集装置，其特征在于，所述浆状浮筒滑设在所述摆动杆上。

6.根据权利要求5所述的海波能量收集装置，其特征在于，所述浆状浮筒中设置有滑槽，所述摆动杆插在所述滑槽中，所述滑槽和所述摆动杆的横截面为多边形结构。

7.根据权利要求5所述的海波能量收集装置，其特征在于，所述浆状浮筒内设置有多个可开闭的腔体。

8.根据权利要求1-7任一所述的海波能量收集装置，其特征在于，还包括保护箱体，所述发电机、所述扇形齿轮、所述固定座和所述棘轮传动装置位于所述保护箱体中，所述摆动杆和所述浆状浮筒位于所述保护箱体外。

9.根据权利要求8所述的海波能量收集装置，其特征在于，还包括支撑架，所述保护箱体固设在所述支撑架上，所述保护箱体通过所述支撑架支撑位于水面以上。

10.根据权利要求8所述的海波能量收集装置，其特征在于，还包括蓄电电站，所述蓄电电站与所述发电机电连接。