CN103867374A

CN103867374A - 波浪发电装置

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Publication number: CN103867374A
Application number: CN201410066421.4A
Authority: CN
Inventors: 覃清
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2014-02-26
Filing date: 2014-02-26
Publication date: 2014-06-18
Anticipated expiration: 2034-02-26
Also published as: CN103867374B

Abstract

本发明公开了波浪发电装置，包括浮箱、第一支架、第一转动轴、圈尺弹簧、大齿轮、大皮带轮、线圈轮、皮带、绳索、第二支架、第二转动轴、惯性轮、小齿轮、小皮带轮、发电机；第一支架固定在浮箱内底面上，第一转动轴两端与第一支架以轴承连接；圈尺弹簧的两端分别固定在第一支架和第一转动轴上；大齿轮、大皮带轮、线圈轮安装在第一转动轴上；绳索的一头固定在线圈轮线槽内，另一头固定在水底；第二转动轴一端以轴承连接第一支架，另一端连接发电机；第二支架固定在浮箱内底面上，发电机固定在第二支架上；惯性轮、小齿轮、小皮带轮安装在第二转动轴上；本发明利用波浪的上下浮动推动发动机发电，有效利用海洋资源，成本低、结构简单、环保。

Description

波浪发电装置

技术领域

本发明属于海洋能源利用技术领域，具体涉及波浪发电装置。

背景技术

随着世界经济的极速发展，能源消耗越来越大，绿色能源的开发成为全球热点研究的课题。海洋蕴藏着丰富的能源，其中波浪可以将物体高高抛起，甚至可以冲毁堤坝、掀翻船只，可见其蕴藏的能量，而且波浪能源属于无污染、可再生的绿色能源，是人们渴望开发利用的能源，近年来也不断地有各种利用波浪能源发电的技术问世，但或因结构比较复杂难于安装应用，或因使用寿命不长而实用性不大，或因造价大而未能广泛应用。因此，研究开发一种结构简单、安装方便、成本低、操作简单、可广泛应用的绿色环保波浪发电装置，成为开发利用波浪能源的热门课题。

发明内容

本发明的目的是提供一种波浪发电装置，利用波浪的上下浮动来推动发动机发电，有效的进一步利用海洋资源，结构简单、安装方便、成本低、环保、实用性强。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：

波浪发电装置，包括浮箱、第一支架、第一转动轴、圈尺弹簧、大齿轮、大皮带轮、线圈轮、皮带、绳索、第二支架、第二转动轴、惯性轮、小齿轮、小皮带轮、发电机；

波浪发电装置的第一支架、第一转动轴、圈尺弹簧、大齿轮、大皮带轮、线圈轮、皮带、第二支架、第二转动轴、惯性轮、小齿轮、小皮带轮、发电机全部安装在密封的浮箱内部；

所述第一支架固定在浮箱内底面上，所述第一转动轴两端与两个第一支架分别以轴承连接；

所述圈尺弹簧的两端分别固定在第一支架和第一转动轴上；

所述大齿轮、大皮带轮、线圈轮按顺序安装在第一转动轴上；

所述线圈轮的线槽内绕有绳索，绳索的一头固定在线圈轮线槽内，另一头穿出浮箱底部并固定在水底；

所述第二转动轴一端以轴承连接第一支架，另一端连接发电机；

所述第二支架固定在浮箱内底面上，所述发电机固定在第二支架上；

所述惯性轮、小齿轮、小皮带轮按顺序安装在第二转动轴上。

所述第一转动轴与线圈轮固定连接。

所述圈尺弹簧的功率为第一转动轴转动功率的一半。

所述大齿轮、大皮带轮与第一转动轴均为轴承连接；所述小齿轮、小皮带轮与第二转动轴均为轴承连接。

所述大皮带轮侧面固定有逆时针定向轮；小皮带轮侧面固定有第一顺时针定向轮；大齿轮侧面固定有第二顺时针定向轮；小齿轮侧面固定有第三顺时针定向轮。

所述定向轮由内圈、外圈、至少两个弹簧和两个弹珠组成；所述外圈内表面呈锯齿状；内圈外环面上至少有两个弹簧弹珠孔，每个弹簧弹珠孔内均有弹簧和弹珠；顺时针定向轮的内圈相对于外圈只能顺时针转动，逆时针定向轮的内圈相对于外圈只能逆时针转动。

所述逆时针定向轮的外圈固定在大皮带轮侧面，其内圈与第一转动轴固定连接；所述第一顺时针定向轮的外圈固定在小皮带轮侧面，其内圈与第二转动轴固定连接；所述第二顺时针定向轮的外圈与大齿轮固定连接，其内圈与第一转动轴固定连接；所述第三顺时针定向轮的外圈与小齿轮固定连接，其内圈与第二转动轴固定连接。

所述惯性轮为实心铁轮，与第二转动轴固定连接。

所述线圈轮外的线圈罩分为上半罩、下半罩两部分，分别罩住线圈轮的上半部和下半部，上半罩和下半罩密封连接；下半罩下部的管状通道的底端密封固定在浮箱内底面，绳索一端由管状通道里穿出浮箱底部并固定在水底；第一转动轴与线圈罩的交汇处密封。

本发明的有益效果是实现了有效利用海洋资源、成本低、结构简单、环保、不需要修建大坝，只要波浪的浪高能达到一米以上就可以使用为发电，不仅适用于海洋，而且也适用于波浪超过一米的江河湖泊。

附图说明

图1是本发明波浪发电装置的结构示意图。

图2是本发明的定向轮中的逆时针定向轮的结构示意图。本图中的定向轮有两个弹簧弹珠孔。

图3是本发明线圈罩罩在线圈轮外的分解示意图。

图4是本发明的大齿轮安装轴承的组合示意图。

图5是本发明的大齿轮侧面安装第二顺时针定向轮的组合示意图。

图中，1：浮箱，2：第一支架，3：第一转动轴，4：圈尺弹簧，5：大齿轮，6：大皮带轮，7：线圈轮，8：皮带，9：绳索，10：第二支架，11：第二转动轴，12：惯性轮，13：小齿轮，14：小皮带轮，15：发电机，16：线圈罩，17：第二顺时针定向轮，18：第三顺时针定向轮，19：逆时针定向轮，20：第一顺时针定向轮；

101：外圈，102：内圈，103：第一弹簧弹珠孔，104：第一弹簧，105：第一弹珠，106：第二弹簧弹珠孔，107：第二弹簧，108：第二弹珠，109：定向轮的中心孔；

201：上半罩，202：下半罩，203：线圈罩的中心孔，204：管状通道，205：法兰；

301：轴承。

具体实施方式

下面结合图1至图5对本发明的具体实施方式进行详细的说明：

波浪发电装置，包括浮箱1、两个第一支架2、第一转动轴3、圈尺弹簧4、大齿轮5、大皮带轮6、线圈轮7、皮带8、绳索9、第二支架10、第二转动轴11、惯性轮12、小齿轮13、小皮带轮14、发电机15；第一支架2、第一转动轴3、圈尺弹簧4、大齿轮5、大皮带轮6、线圈轮7、皮带8、第二支架10、第二转动轴11、惯性轮12、小齿轮13、小皮带轮14、发电机15全部安装在密封的浮箱1内部；两个第一支架2对称固定在浮箱1内底面上的两端，第一转动轴3的两端分别与两个第一支架2轴承连接；圈尺弹簧4的一头固定在一个第一支架2侧面上，另一头固定在第一转动轴3上；大齿轮5、大皮带轮6、线圈轮7按顺序安装在第一转动轴3上；线圈轮7的线槽内绕有绳索9，绳索9的一头固定在线圈轮7线槽内，另一头穿出浮箱1底部并固定在水底；第二转动轴11位于第一转动轴3的下方，第二转动轴11一端以轴承连接第一支架2，另一端连接发电机15；第二支架10固定安装于浮箱1内部的底侧上，所述发电机15固定安装在第二支架10上面；惯性轮12、小齿轮13、小皮带轮14按顺序安装在第二转动轴11上；皮带8连接大皮带轮6和小皮带轮14；大齿轮5和小齿轮13啮合。

第一转动轴3穿过线圈轮7中心孔并与线圈轮7固定连接。

圈尺弹簧4的功率为第一转动轴3转动功率的一半，当第一转动轴3顺时针转动的时候一半力直接带动大皮带轮6运动，一半力储存到圈尺弹簧4中。

第一转动轴3穿过大齿轮5的中心孔并以轴承301连接，第一转动轴3穿过大皮带轮6的中心孔并与之轴承连接，第二转动轴11分别穿过小齿轮13、小皮带轮14的中心孔并与之轴承连接。

大皮带轮6侧面设有逆时针定向轮19；小皮带轮14侧面设有第一顺时针定向轮20；大齿轮5侧面设有第二顺时针定向轮17；小齿轮13侧面设有第三顺时针定向轮18。

定向轮由外圈101、内圈102、第一弹簧104、第一弹珠105、第二弹簧107、第二弹珠108组成；外圈101内表面呈锯齿状；内圈102有中心孔109，其外环面上设有第一弹簧弹珠孔103和第二弹簧弹珠孔106，第一弹簧104和第一弹珠105置于第一弹簧弹珠孔103内，第二弹簧107和第二弹珠108置于第二弹簧弹珠孔106内；内圈102相对于外圈101只能朝一个方向转动，不能回转，因为内圈102回转时会被弹起的第一弹珠105和第二弹珠108卡住；逆时针定向轮的内圈102相对于外圈101只能逆时针转动，顺时针定向轮的内圈相对于外圈只能顺时针转动。

逆时针定向轮19的外圈101固定在大皮带轮6侧面，第一转动轴3穿过逆时针定向轮19的中心孔109并与内圈102固定连接；第一顺时针定向轮20的外圈固定在小皮带轮14侧面，第二转动轴11穿过第一顺时针定向轮20的中心孔并与其内圈固定连接；第二顺时针定向轮17的外圈固定在大齿轮5侧面，第一转动轴3穿过第二顺时针定向轮17的中心孔并与其内圈固定连接；第三顺时针定向轮18的外圈固定在小齿轮13侧面，第二转动轴11穿过第三顺时针定向轮18的中心孔并与其内圈固定连接。

惯性轮12为实心铁轮，第二转动轴11穿过该惯性轮12的中心孔并与该惯性轮12固定连接。

线圈轮7外罩有线圈罩16，该线圈罩16分为上半罩201和下半罩202，分别罩住线圈轮7的上半部和下半部，上半罩201和下半罩202密封连接；下半罩202下部有一个管状通道204，其底端的法兰205将管状通道紧密固定在浮箱1内底面上；绳索9一端由管状通道204里穿出浮箱1底部并固定在水底，另一端缠在线圈轮上；该线圈罩16上半罩201、下半罩202紧密连接后，第一转动轴3从线圈罩16的中心孔203穿过，橡皮圈套在第一转动轴3与线圈罩16的交汇处起密封作用，防止水浸入浮箱1内。

波浪发电装置是利用波浪的上下浮动来推动浮箱1一起运动，当浮箱1从波浪的最低点升到最高点时：绳索9由于一头被固定在水底，浮箱1与水底的相对距离逐渐变大，绳索9即拉动线圈轮7作顺时针转动，由于线圈轮7直接固定在第一转动轴3上，所以第一转动轴3也作顺时针转动，圈尺弹簧4则同时开始卷缩储存力量；由于与大皮带轮6固定连接的逆时针定向轮19的内圈固定连接第一转动轴3，故逆时针定向轮19的内圈也顺时针转动；由于两个弹珠分别被两个弹簧弹起突出弹簧弹珠孔的孔口，卡住逆时针定向轮19的外圈，带动该外圈一起顺时针转动，因逆时针定向轮19的外圈固定连接大皮带轮6，使大皮带轮6也带动小皮带轮14一起顺时针转动；与小皮带轮14固定连接的第一顺时针定向轮20的外圈也顺时针转动，第一顺时针定向轮20的两个弹珠卡住内圈使内圈也顺时针转动，由于该内圈固定在第二转动轴11上，所以第二转动轴11也作顺时针转动；此时，由于第二顺时针定向轮17和第三顺时针定向轮18的作用，大齿轮5与小齿轮13不能转动，而固定在第二转动轴11上的惯性轮12也随着第二转动轴11一起转动，由于第二转动轴11是直接连接发电机15的，所以发电机15此时已经开始发电。当浮箱1由波浪的最高点向最低点下降时，浮箱1与水底的相对距离逐渐变小，绳索9就没有作用力传到波浪发电装置里面了，在失去绳索9的作用力后圈尺弹簧4开始将反作用力输入到第一转动轴3上，推动第一转动轴3逆时针转动，同时也带动线圈轮7收回绳索9卷入线圈轮7的线槽中；由于逆时针定向轮19与第一顺时针定向轮20的分别作用，大皮带轮6与小皮带轮14并没有受到圈尺弹簧4反作用力转动的影响，而由于摩擦力开始减速，圈尺弹簧4推动第一转动轴3作逆时针转动，大齿轮5被装在其上的第二顺时针定向轮17作用而逆时针转动，从而带动小齿轮13顺时针转动，小齿轮13通过安装在其上的第三顺时针定向轮18的作用推动第二转动轴11继续顺时针转动，此时发动机15继续发电。当浮箱1降到最低点波浪发电装置就完成了一个周期的运动，由于波浪是不断的上下浮动，所以波浪发电装置的周期也不断的进行，因而发动机15就有了不间断的发电能力保持发电。惯性轮12的作用是当浮箱1在波浪的最高点和最低点时，浮箱1会出现一个短暂的停顿，此时惯性轮12的惯性会继续推动第二转动轴11转动，进而推动发电机15运转，第二转动轴11上的小皮带轮14、小齿轮13由于其上安装的第一顺时针定向轮20、第三顺时针定向轮18的作用并没有被推动，所以惯性轮12的惯性只会作用到发动机15。线圈罩16的作用是在浮箱1随波浪上下运动时保证水不会浸入浮箱1内部。

作为一个实施例，浮箱1大小为3立方米，重量大约300公斤，大齿轮5直径37厘米，小齿轮13直径7厘米，大皮带轮6直径35厘米，小皮带轮14直径5厘米，线圈轮7直径10厘米。发电机采用明达发电机，转速1000转/分，输出功率0.6kw。

Claims

1.波浪发电装置，其特征在于，包括浮箱、第一支架、第一转动轴、圈尺弹簧、大齿轮、大皮带轮、线圈轮、皮带、绳索、第二支架、第二转动轴、惯性轮、小齿轮、小皮带轮、发电机；

所述圈尺弹簧的两端分别固定在第一支架和第一转动轴上；

所述惯性轮、小齿轮、小皮带轮分别安装在第二转动轴上。

2.根据权利要求1所述的波浪发电装置，其特征在于，第一转动轴与线圈轮固定连接。

3.根据权利要求1所述的波浪发电装置，其特征在于，所述圈尺弹簧的功率为第一转动轴转动功率的一半。

4.根据权利要求1所述的波浪发电装置，其特征在于，所述大齿轮、大皮带轮与第一转动轴均为轴承连接；所述小齿轮、小皮带轮与第二转动轴均为轴承连接。

5.根据权利要求1所述的波浪发电装置，其特征在于，所述大皮带轮侧面固定有逆时针定向轮；小皮带轮侧面固定有第一顺时针定向轮；大齿轮侧面固定有第二顺时针定向轮；小齿轮侧面固定有第三顺时针定向轮。

6.根据权利要求5所述的波浪发电装置，其特征在于，所述定向轮由内圈、外圈、至少两个弹簧和两个弹珠组成；所述外圈内表面呈锯齿状；内圈外环面上至少有两个弹簧弹珠孔，每个弹簧弹珠孔内均有弹簧和弹珠；顺时针定向轮的内圈相对于外圈只能顺时针转动，逆时针定向轮的内圈相对于外圈只能逆时针转动。

7.根据权利要求6所述的波浪发电装置，其特征在于，所述逆时针定向轮的外圈固定在大皮带轮侧面，其内圈与第一转动轴固定连接；所述第一顺时针定向轮的外圈固定在小皮带轮侧面，其内圈与第二转动轴固定连接；所述第二顺时针定向轮的外圈与大齿轮固定连接，其内圈与第一转动轴固定连接；所述第三顺时针定向轮的外圈与小齿轮固定连接，其内圈与第二转动轴固定连接。

8.根据权利要求1所述的波浪发电装置，其特征在于，所述惯性轮为实心铁轮，与第二转动轴固定连接。

9.根据权利要求1所述的波浪发电装置，其特征在于，所述线圈轮外的线圈罩分为上半罩、下半罩两部分，分别罩住线圈轮的上半部和下半部，上半罩和下半罩密封连接；下半罩下部的管状通道的底端密封固定在浮箱内底面，绳索一端由管状通道里穿出浮箱底部并固定在水底；第一转动轴与线圈罩的交汇处密封。