CN104863782B - 海洋风、浪发电装置 - Google Patents

Abstract

迄今为止，全世界还没开发出真正意义上的在海洋中随海平面升降的海洋风、潮、浪能直接转化成电能的装置。这套海洋风、浪发电装置，是综合利用海洋风、潮、浪的动能推动发电装置上的多个密闭的浮翅的升降和高悬氢(氦)气球的摇摆、升降所产生的力量，通过传动系统带动双磁极套定向转动，电枢固定的双向发动机。这套装置靠风和浪颠簸大起大落，又必须稳稳地坐落在海面上，它是矛盾的综合体。它可以安装在海洋风浪较大的任何海域，随海平面升降。有浪有风有潮就能发电。可以把它设在海岛边，为远离大陆的海岛供电。也可以成群设在沿海某处的海洋之中，集成电网为国家电网供电。

Description

海洋风、浪发电装置

技术领域

本发明属于海洋风、潮、浪动力能量的转化利用领域。具体地说它是一种如何利用海洋风、潮、浪的动能在一套装置中转化成电能的综合发电设备。

背景技术

深入研究和利用海洋资源是人类永恒的课题，其中海风、潮汐和海浪蕴含着巨大的能量，用之不完，取之不竭。法国于1967年建成世界上第一座大型的朗斯潮汐电站，中国杭州湾的江夏潮汐电站，自1985年以来一直在运行之中。世界上有20多个国家适合建潮汐电站。风力发电，包括海滩风力的利用正在迅速发展之中，今年南高齿厂就将生产一千多套风力电机的增速齿轮装置，可见一斑。在海浪的利用方面，据说葡萄牙正在研究之中，但没有成功的例子。总之，对海洋风、潮、浪动力的开发利用研究正在掀起，方兴未艾。值得指出的是，真正意义上的在海洋中随海平面升降的海洋风、潮、浪动力能量的直接转化装置未见问世。

发明目的

可以预见，海洋风、潮、浪能量的转化利用，一旦有突破性技术出现，它就会像火车、汽车发展的模式一样蓬勃发展壮大起来。中国有广阔的海域，漫长的海岸线和许多离大陆很远的海岛，如果能开发出高效的海洋风、潮、浪能转化设备，这将对国家乃至于世界的电网和低碳经济的发展起到巨大的促进和补充作用，海岛的供电将不用燃料。本发明就是为了在这一领域作出突破性的尝试，希望中国捷足先登这一领域的至高点。

发明内容

本发明海洋风、浪发电装置，是综合利用海洋风、潮、浪动能推动发电装置上的多个密闭的浮翅的升降和高悬氢气球的摇摆、升降所产生的力量，通过传动系统带动双磁极套定向转动，电枢固定的双向发动机。这套装置靠风和浪颠簸大起大落，又必须稳稳地坐落在海面上，它是矛盾的综合体。它可以安装在海洋风浪较大的任何海域，随海平面升降。有浪有风有潮就能发电。

用附图说明

图1为海洋风、浪发电装置示意图。

图2为棘齿轮机构I II示意图。

如图所示，本发明海洋风、浪发电装置其特征主要由：铰座1，浮翅2，水下平衡管柱和配重3，水上立柱4，压簧支撑平台5，平面轴承支撑平台6，固定电枢I II7，磁极套大伞齿轮转动体I II8，氢(氦)气球9，氢气球网罩10，齿条11，棘齿轮机构I II12，伞齿轮对III13，压簧14，钢绳I II15，绳16等组成，其中I7、I8、I12、I13为上层设备序号，II7、II8、II12、II13为下层设备序号。

对照图1、2再作详细阐述

铰座1：四周铰接4-8个浮翅2，下接水下平衡管柱和配重3，上接水上立柱4作为安装所有传动设备和发电机组的基础和支撑。

浮翅2：是独立的空心密闭浮体，按伞形设计分布在铰座1的四周，它的一头铰接于铰座1，另一头连接钢绳I II15。4-8个浮翅2的总浮力将使全套设备浮游在海面上。海风和海浪会使整套装置摇晃，部分浮翅入水，另一部份上抬，或直接将某个浮翅尾部推出海面。此时与它相连的钢绳I15松动，齿条11在压簧14弹力作用下向上滑动，带动棘齿轮机构I12转动(II12空转)，再带动伞齿轮对I13转动(II13空转)，此时磁极套大伞齿轮转动体I8转动，磁力线切割固定电枢I7的导体发电。当这个浮翅2下落时，将钢绳I15绷紧，齿条11被下拉，与它啮合的棘齿轮机构II12转动(I12空转)，带着磁极大伞齿轮转动体II8转动(I8空转)固定电枢II7发电，其中同系统的棘齿轮机构只要其中一个转动，其他就空转，这样磁极大伞齿轮转动体8会始终不停地转动。水下平衡管柱和配重3：主要作用是降低设备的重心，不让铰座1以上设备倾倒在海面上。另外它与铰座1连成一体方案也可成立。

水上立柱4是铰座1上部设备的基础和支撑，其上焊接有平台5、6，安装有固定电枢I II7以及所有相关的其他设备，是整套设备最重要的部件之一。

压簧支撑平台5：它支撑4-8个齿条11和压簧14以及相关的所有设备。

平面轴承支撑平台6：与水上立柱4整体加工或组装，作为平面轴承支撑磁极套大伞齿轮转动体I II8。

固定电枢I II7：安装在水上立柱4上，与一般发动机之区别是它不转动。电枢III7上下两部分可以独立，也可以做成整体。

磁极大伞齿轮转动体I II8：是将电机磁极转动体和大伞齿轮结合在一起，上下两个转动体与固定电枢I II7构成两台发电机。也就是浮翅2遇风浪上抬或下落时带动齿条11上下运动时所产生的能量都能被利用，构成双向发动机组。

氢(氦)气球9：是悬在设备高处，利用海洋风能的装置。它的主要功能是：1接受海风，利用风能帮助整套设备摇晃。当海浪弱小时也能让浮翅2抬高落下。2扶持整套发电装置始终耸立在海面上。3能给齿条11提供上升能量。4增加齿条11的行程。

氢气球网罩10：用高强绳索结网罩住氢气球9，同时下挂多根钢绳II15和绳16(绳II15和绳16也可用弹性很强的其他材料制成)与水上立柱4顶端相连，另外4-8根绳II15与浮翅2外端相连，参与浮翅2的提升。齿条11：其数量与浮翅2的数量相等，下端与绳I15相连接，落坐于压簧14之中，带齿部分与棘齿轮机构I II12的棘齿轮套(1)相啮合，能上下滑行。当浮翅2被上抬，绳I15松动时，它在压簧14弹力作用下，向上滑动带动它所啮合的上层的棘齿轮机构I12转动。当浮翅2下落时，绳I15被绷紧，齿条11复位，压簧14被压缩。在齿条11下降的过程中与下层的另一个棘齿轮套(1)啮合，便带动棘齿轮机构II12转动。

棘齿轮机构I II12：如图2所示，它主要由：棘齿轮套(1)，滚柱(2)，棘轮(3)，轴(4)等组成。棘齿轮套(1)与齿条11的渐开线齿相啮合，轴(4)的出轴轴头安装伞齿轮对I II13的小伞齿轮。这是一套机械上常用成熟的机构。

伞齿轮对I II13：小伞齿轮安装在棘齿轮机构I II12的出轴上，大伞齿轮安装或制作在磁极套转动体I II8的壳体外，大小伞齿轮相互啮合。每个大伞齿轮由4-8个小伞齿轮带动，当其中一个或几个小伞齿轮给力时，其余的则自由转动(空转)。

压簧14：数量与齿条11相等，释放行程大小与整套系统的设计要求有关。它是大螺距的压缩弹簧，它的作用是积储浮翅2下落时的能量，当绳I15绷紧时被压缩，绳I15松动时托举齿条11上行，释放能量。

钢绳I II15：可以用不锈钢丝绳，绳I15一头连浮翅2，另一头连齿条11下端。当浮翅2遇海浪、海风托举上抬时松动，下落时绷紧。绳II15它上连氢(氦)气球网罩，下连浮翅2外端，让海风参与浮翅2上下颠簸，让绳I15反复受力。

Claims (6)

1.一种综合利用海洋风、潮、浪动能的海洋风、浪发电装置，该发电装置安装在海洋风浪较大的任何海域，随海平面升降，该发电装置包括：铰座，浮翅，浮翅一头连接在铰座上，铰座下部连接水下平衡管柱和配重，铰座上部连接水上立柱，水上立柱向上依次焊接有压簧支撑平台和平面轴承支撑平台，齿条通过压簧支撑在压簧支撑平台上，浮翅的远离铰座的一头通过钢绳连接齿条，其中齿条上端与棘齿轮机构啮合，棘齿轮机构与伞齿轮对转动连接，伞齿轮对与磁极套大伞齿轮转动体转动连接，平面轴承支撑平台作为平面轴承支撑磁极套大伞齿轮转动体，水上立柱上还固定有固定电枢，磁极套大伞齿轮转动体与固定电枢组成发电机结构，水上立柱顶部通过绳连接有氢或氦气球，氢或氦气球通过钢绳与浮翅远离铰座的一头相连。

2.根据权利要求1所述的发电装置，其特征在于：该发电装置以铰座为中心连接4-8个浮翅作用于发电装置的水上浮动平台；下连水下平衡管柱和配重，以便降低重心；上连水上立柱，作为安装所有传动设备和发电机组的基础和支撑，成为既稳定，又始终能飘浮在海面上的平台。

3.根据权利要求2所述的发电装置，其特征在于：4-8个浮翅是空心密闭体，远离铰座的一头能利用海风和海浪的冲击大起大落，通过钢绳传递能量。

4.根据权利要求3所述的发电装置，其特征在于：钢绳传递的能量是通过压簧，齿条和棘齿轮机构输出轴上的伞齿轮对的小伞齿轮带动磁极套大伞齿轮转动体的大伞齿轮转动的。

5.根据权利要求1所述的发电装置，其特征在于：固定电枢不转动，靠磁极套大伞齿轮转动体的转动组成双向发电机组，产生电流。

6.根据权利要求1所述的发电装置，其特征在于：氢或氦气球用氢或氦气球网罩套住后，高悬于该发电装置之上，并通过绳与水上立柱顶端相连。