CN103089531B - 一种海洋波能发电装置 - Google Patents

Abstract

一种海洋波能发电装置，解决目前发电设备无法连续无冲击运行的问题。它包括发电机、皮带轮轴、皮带、叶片和支架，所述发电机是通过皮带轮轴带动发电的，皮带上安装支架，支架上安装叶片，其特征在于，还包括成对设置的楔形起波堤，至少两皮带轮轴平行安装在起波堤之间，且在所述皮带轮轴上设有橡胶充气轮胎，所述皮带套置在橡胶充气轮胎之间，所述起波堤和皮带之间设有轨道导向机构；所述支架上具有限制叶片沿皮带轨道面前后摆动角度的限位挡块。该装置是一种综合性能比较好的设备，综合考虑了制造、安装、维护和长期发电的诸多因素。

Description

一种海洋波能发电装置

技术领域

本发明涉及海洋发电装置技术领域，具体的说是一种海洋波能发电装置。

背景技术

本申请人2011年申请了一种海流发电装置的发明专利，申请号为2011102370993，其中公开了部分结构，主要包括发电机、皮带轮、皮带、叶片和T形支架，其中的发电机通过皮带轮带动进行发电，皮带上安装有T形支架，T形支架上安装有叶片，叶片和T形支架之间通过折页进行连接。该装置使用时，皮带沿洋流的方向进行布置，上面的叶片与洋流的方向垂直在洋流的推动下做有用功，下面的叶片与洋流方向平行，逆流返回。实现带动带轮转动的目的，进而带动发电机发电。该装置利用洋流对叶片的推力进行发电，可以实现比较好的发电功能，但是在实际使用的过程中存在一定的冲击，主要表现在在叶片转换方向的时候叶片和T形支架之间会产生冲击，同时带轮每旋转一周都会翻转两次，磨损比较严重。

再如，中国专利201010549418X公布的《一种垂直轴菱形流体动能发电转换装置》，其中公开了框架、齿轮、同步带、同步轴和叶片等功能部件，在该装置运行发电的过程中，还是存在以下问题，一是该同步带和齿轮之间是依靠二者的啮合实现同步运行的，在长期运行过程中，上下同步带存在不同步的问题，使得叶片发生偏转，影响叶片的受力状态，降低发电效率；二是，海洋洋流中含有泥沙，沙粒进入同步带和齿轮之间，会对齿轮表面造成磨损；三是叶片在同步带运行一周的过程中，需要变换两次角度，实质上是利用洋流的水平推力推动叶片做功的，四是海洋洋流为椭圆形洋流，方向不定，当洋流方向不垂直与装置的迎面时，容易发生同步带脱落现象。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明提供一种海洋波能发电装置，设计一种可连续平稳运行的无冲击的发电装置，具有长期运行免维护的特点。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案为：一种海洋波能发电装置，包括发电机、皮带轮轴、皮带、叶片和支架，所述发电机是通过皮带轮轴带动发电的，皮带上安装支架，支架上安装叶片，其特征在于，还包括成对设置的楔形起波堤，至少两皮带轮轴平行安装在起波堤之间，且在所述皮带轮轴上设有橡胶充气轮胎，所述皮带套置在橡胶充气轮胎之间，所述起波堤和皮带之间设有轨道导向机构；所述支架上具有限制叶片沿皮带轨道面前后摆动角度的限位挡块。

在所述起波堤周边设有环形轨道，在所述皮带上均匀设有支撑杆，所述支撑杆两端设有万向轮，所述万向轮上设有与环形轨道配合的环形槽。

所述环形轨道是由两端的抛物线段和中间的直线段组成的无冲击轨道，抛物线段和直线段过渡过程中平滑过渡，无冲击。

所述叶片为中空结构。

所述叶片或为平面叶片或为曲面叶片。

所述叶片可沿皮带轨道面前后摆动45度。

所述起波堤为中空结构，且在所述起波堤壳体上设有充放气口。

还包括与海床进行安装的人字形支撑，所述起波堤两端安装在人字形支撑内部，所述电机和皮带轮轴之间通过传动机构进行传动。

本发明的有益效果是：该装置具有以下特点：

1、安装方便，首先在陆地厂房内装配完毕，中空状态的起波堤和充气状态的橡胶充气轮胎使得整个装置可以漂浮在海面上，用拖船拖至安装地点，然后通过起波堤放气口放气后，整个装置下沉，利用潜水原理，最终人字形支撑与海床固定即可。

2、运行平稳，皮带按照起波堤的环形轨道进行运行，利用洋流对叶片的升力推动作用进行推动，整个过程中叶片无换向动作，叶片与皮带运行轨道始终处于45度夹角范围内，无冲击，运行平稳。

3、可双向运行，海洋洋流一般每六个小时换向（涨潮或者退潮）一次，对应的叶片进行转换方位，安装时，皮带运行轨道垂直于洋流方向，海洋涨潮和落潮时都可以实现发电，该功能的实现是通过叶片的转换实现的，简单易行。

4、叶片中空状态，所以叶片在水中的自重和浮力相当，提高发电效率。

5、环形轨道为无冲击设计，万向轮在直线段和抛物线段进行转换的过程中无冲击，运行平稳。

6、该装置中传动使用轮胎和皮带，模拟汽车车轮与地面的摩擦效果进行传动，抗泥沙作用强，在含砂洋流中具有很好的使用寿命。

7、起波堤设计，使得洋流在此处进行加速上扬和下沉，提高了叶片处的水流速度，使得发电效率成倍提高。

所以该装置是一种综合性能比较好的设备，综合考虑了制造、安装、维护和长期发电的诸多因素。

附图说明

图1为本发明的部分结构结构图；

图2为本发明的原理示意图；

图3为叶片和支架的立体图；

图4为图3的俯视图；

图5为支撑杆和万向轮的立体图；

图6为本发明的主视图。

图中：1起波堤，11环形轨道，12抛物线段，13直线段，14充放气口，2皮带轮轴，21橡胶充气轮胎，3皮带，4支架，41限位挡块，5支撑杆，51万向轮，52环形槽，6叶片，7人字形支撑，8电机，81传动机构。

具体实施方式

如图1至图5所示，一种海洋波能发电装置，包括发电机、皮带轮轴、皮带、叶片、支架和起波堤。发电机为发电设备，安装在适当的位置。

楔形起波堤1成对设置，起波堤1周边设有环形轨道11，环形轨道11是由两端的抛物线段12和中间的直线段13组成的无冲击轨道。起波堤为中空结构，且在起波堤壳体上设有充放气口14，下侧设有进排水口。皮带轮轴2安装在起波堤1之间，皮带轮轴2成对设置，发电机是通过其中的一个皮带轮轴带动发电的。在皮带轮轴2中部固定一个橡胶充气轮胎21，橡胶充气轮胎可以参考汽车轮胎的结构形式，皮带3套置在橡胶充气轮胎21之间，当皮带运动时，可以带动皮带轮轴进行转动，进而带动发电。皮带与橡胶充气轮胎表面之间模拟汽车轮胎滚动的效果，所以洋流中的泥沙不会对其造成不良影响。

为达到皮带有序无冲击连续运行的目的，详细结构如下：

若干T形支架4均匀的安装在皮带3的周向，在每一个支架4的两侧分别固定安装一个支撑杆5，支撑杆5两端设有万向轮51，由于万向轮在整个过程中需要不停的运行，万向轮使用烧结的自润滑轴瓦，同时在万向轮51上设有与起波堤环形轨道11配合的环形槽52，形成皮带运行的轨道导向机构，使得皮带运行过程中万向轮起到支撑的作用。

所述叶片6为中空结构的平面叶片，在水中时，达到一种悬浮的状体，克服自重，降低阻力，在支架4上具有限制叶片6沿皮带轨道面前后摆动角度的限位挡块41，最佳的，叶片前后摆动45度，叶片跟随洋流每六个小时转换一次。

如图6所示，还包括与海床进行安装的人字形支撑7，起波堤前后两端安装在人字形支撑内部，电机8和皮带轮轴2之间通过传动机构81进行传动，该传动机构可以为转向伞齿轮、链传动等结构。

上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域相关技术人员对本发明的各种变形和改进，均应扩如本发明权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (5)

1.一种海洋波能发电装置，包括发电机、皮带轮轴、皮带、叶片和支架，所述发电机是通过皮带轮轴带动发电的，皮带上安装支架，支架上安装叶片，其特征在于，还包括成对设置的中空结构的楔形起波堤，且在所述起波堤壳体上设有充放气口，所述起波堤两端安装在人字形支撑内部，所述人字形支撑固定安装在海床上，至少两皮带轮轴平行安装在起波堤之间，且在所述皮带轮轴上设有橡胶充气轮胎，所述皮带套置在橡胶充气轮胎之间，所述起波堤和皮带之间设有轨道导向机构，所述轨道导向机构是指：在所述起波堤周边设有环形轨道，在所述皮带上均匀设有支撑杆，所述支撑杆两端设有万向轮，所述万向轮上设有与环形轨道配合的环形槽且与环形轨道配合；所述支架上具有限制叶片沿皮带轨道面前后摆动角度的限位挡块。

2.根据权利要求1所述的一种海洋波能发电装置，其特征是，所述环形轨道是由两端的抛物线段和中间的直线段组成的无冲击轨道。

3.根据权利要求1所述的一种海洋波能发电装置，其特征是，所述叶片为中空结构。

4.根据权利要求3所述的一种海洋波能发电装置，其特征是，所述叶片或为平面叶片或为曲面叶片。

5.根据权利要求1所述的一种海洋波能发电装置，其特征是，所述叶片可沿皮带轨道面前后摆动45度。