CN102787965A - 一种利用惯性和调向齿轮箱开发波浪能的发电技术 - Google Patents

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Abstract

本发明提出的波浪发电技术，追求经济、耐久、高效和稳定的目标，利用重锤的惯性性质，使浮体在波浪力的作用下与重锤产生往复摆动，通过调向齿轮箱换向、飞轮储能直接发电，是一种以机械转换装置为核心的海浪直接发电技术。系统由吸能装置、转换装置、储能装置和发电系统组成。优点表现三个方面：一是吸能装置利用海浪蠕动带动浮体，使浮体与其内置的重锤产生相互运动吸收海浪的能量；二是转换装置采用调向齿轮箱，能够把摆体往复摆动的能量均转换传递给储能装置，实现双向吸能的作用；三是发电系统采用的交流发电机和逆变器等设备均是常规的成熟产品，不需要单独开发研究，成本低。

Description

一种利用惯性和调向齿轮箱开发波浪能的发电技术
技术领域
本发明是一种波浪发电技术，将一个重锤以摆体的方式置于浮体内，利用重锤的惯性，在海浪推动浮体的过程中使浮体与重锤产生相互的往复摆动，利用调向齿轮箱将往复运动转换为单向圆周运动，经增速、储能后直接带动发电机发电。
背景技术
目前，利用海浪发电的技术和装置多种多样，但是满足经济、耐久、高效和稳定的波浪发电技术仍不成熟，因此，海洋波浪能仍未能大规模商业开发。
随着科学技术的发展，多个国家均在试验一些海浪发电装置，比如海蛇等装置。最近美国的研究机构据称研究出一种吸能效率达到99％的技术，正在开展室内研究。我国也在加紧研究的步伐，广州某公司提出的飘浮式海洋发电站也正在搞海况试验，某机构正在研究一种利用金属磁流体发电机的波浪发电装置。
发明内容
本发明提出的波浪能发电技术，追求经济、耐久、高效和稳定的目标，利用重锤的惯性性质，使浮体和重锤在波浪力和惯性的作用下产生摆动，并通过调向齿轮箱将这种往复运动转换为单向圆周运动、储能后直接发电，是一种以机械转换装置为核心的直接发电技术。
系统由吸能装置、转换装置、储能装置和发电装置组成。吸能装置布置由浮体、重锤摆体、摆轴和支撑座组成，摆体支撑在支撑座上，可以自由摆动，当浮体在波浪的推动下起伏摆动时，重锤摆体在惯性作用下往复摆动，带动摆轴往复转动，完成吸能；转换装置为调向齿轮箱，是一个双向输入、不限行程、单向输出且输出独立的刚体传动装置，集成了增速功能；储能装置采用飞轮；发电装置采用交流发电机，发电机经整流器和电压调节器处理后形成电压稳定的直流电，然后通过逆变器转换为电压、频率稳定的交流电。
附图说明
图1为系统横剖面布置图；
图2为系统纵向布置图；
具体实施方式
本技术是将重锤形成的往复摆动做的功通过调向齿轮箱转换为单向圆周运动，然后通过储能带动发电机发电。
图1是系统布置的典型横剖面图，包括浮体1、重锤2、摆体仓3、支撑座4、摆轴5、刚连杆6、横向铰7和发电系统8组成。系统采用了T型布置，摆动仓3置于水下，浮体1飘浮在海面上，重锤2由刚连杆6、横向铰7和摆轴5连接置于支撑座4上，在纵向可以自由摆动。摆轴5两侧连接发电系统8，一方面是使受力平衡，一方面是减小每套设备的规模。其中横向铰7可以使重锤2横向产生摆动，纵向仍然能够传递力矩，是为了防止浮体1横向摆动时重锤2产生横向弯矩对支撑座4和刚连杆6产生破坏。浮体1和摆体仓3是一个封闭的空间，所有设备均布置在仓内，防止海水对设备产生腐蚀作用。
图2是系统纵向布置图，包括浮体1、重锤2、摆体仓3、迎浪板9和系锚10。当海浪推动迎浪板9时，带动浮体和摆动仓运动，重锤在惯性作用下，与浮体产生往复运动，通过连杆和摆轴将此往复过程传递给发电系统，完成吸能过程。
发电系统8由调向齿轮箱、飞轮、交流发电机、蓄电池和逆变器组成。浮体和重锤的往复运动通过调向齿轮箱转换为单向圆周运动并增速，传递给飞轮，使飞轮高速旋转储能，然后带动交流发电机发电，经整流和电压调节后形成稳定电压的直流电给蓄电池充电，或通过逆变器转换为电压、频率稳定的交流电供用户使用。

Claims (3)

1.本发明提出的波浪发电技术，是利用重锤的惯性性质，使浮体在波浪力的作用下与重锤产生往复摆动，通过调向齿轮箱换向、飞轮储能后直接发电，是一种以机械转换装置为核心的波浪直接发电技术。
2.系统采用了T型布置，包括浮体1、重锤2、摆体仓3、支撑座4、摆轴5、刚连杆6、横向铰7、发电系统8、迎浪板9和系锚10组成。摆动仓3置于水下，浮体1飘浮在海面上，重锤2由刚连杆6、横向铰7和摆轴5连接置于支撑座4上，摆轴5两侧连接发电系统8，其中横向铰7可以使重锤2横向产生摆动，纵向仍然能够传递力矩。浮体1和摆体仓3是一个封闭的空间，所有设备均布置在仓内，海水对设备无腐蚀作用。
3.发电系统8由调向齿轮箱、飞轮、交流发电机、蓄电池和逆变器组成。
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Addressee: Liu Weiqi

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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20121121