CN105402077B - 往复式运动海浪发电装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种往复式运动海浪发电装置，它借助于海浪在近海岸传播方向几乎垂直于海岸线、并周期性运动的特性，利用海浪推动椭圆形的浮筒、滑杆以及齿条，沿着滑杆的轴向在海水中往复运动，进而利用与齿条相啮合的主齿轮、主轴和齿轮传动副带动发电机发电。它利用海浪这种清洁、绿色的能源，结合本装置独创的扭矩传递结构，最终实现将海浪动能转化为电能的目的。并且它的两个浮筒在全部浸入海水中时，两个浮筒所受到的总的浮力与浮筒、护板和滑杆的累计重力相等，这样就可以避免克服重力做功，进而有效提高机械效率。因此可以说它具备了多种优点，特别适合于在本领域中推广应用，其市场前景十分广阔。
Description
技术领域
本发明涉及一种发电装置，特别是一种往复式运动海浪发电装置。
背景技术
海浪是水质点离开平衡位置，作周期性振动，并向一定方向传播而形成的一种波动，水质点的振动能形成动能，海浪起伏能产生势能，这两种能的累计数量是巨大的。因此人们纷纷把发展新能源的目光锁定在海洋能开发上。在已有的海浪发电技术中，大多数是利用海浪势能对各种浮漂做功推动发电机工作的，而利用海浪动能实施发电技术相对较少，究其原因是处于深海中海浪传播方向一般是随着风向变化而变化的。但也有例外，如处于近海岸不管风向如何变化，海浪传播方向一般总是垂直于海岸线的。因此需要研究一种能够在近海岸利用海浪动能来产生电能的装置，以弥补这方面的空白。
发明内容
本发明是为了解决现有技术所存在的上述不足，提出一种结构简单，设计巧妙，能够将海浪周期性运动的能量转化为电能的往复式运动海浪发电装置。
本发明的技术解决方案是：一种往复式运动海浪发电装置，包括主支座1，其特征在于：在所述的主支座1内滑动连接有水平设置的滑杆2，滑杆2中部的截面为矩形，滑杆2两端的截面为圆形，转动支承在主支座1内的主轴4上设置有与齿条3相啮合的主齿轮5，且在滑杆2的中部面向主轴4的一侧沿滑杆2的轴向设置有齿条3，主轴4的顶端通过齿轮传动副与固定支撑在主支座1顶端的发电机6的输入端相连，在主支座1的两侧对称地设置有副支座7，副支座7内设置有滑道8，所述的滑杆2的两端均滑动连接在两个副支座7的滑道8内，在滑杆2的两端等距地开设有多个沿其轴向分布的螺栓孔9，与其中一个螺栓孔9通过螺栓连接有护板10，护板10上固定设置有椭圆形的浮筒11，在护板10与副支座7之间的滑杆2上套接有弹簧12，并且所述弹簧12的一端与副支座7固定连接，所述的滑杆2的轴线方向垂直于海岸线，当所述的两个浮筒11完全浸入水中时，浮筒11所受到的总的浮力与浮筒11、护板10和滑杆2的累计重力相等。
所述的滑道8的截面为圆形，滑道8包括直接与副支座7连接的壳体13，在壳体13内通过保持架14设置有多个在圆周上均匀分布的滚珠15，滚珠15与滑杆2的外壁接触。
所述主轴4的底端和中上部与轴承16的内圈相连，所述轴承16的外圈与主支座1固定连接。
本发明同现有技术相比，具有如下优点：
本种结构形式的往复式运动海浪发电装置，借助于海浪在近海岸传播方向几乎垂直于海岸线、并周期性运动的特性，利用海浪推动椭圆形的浮筒、滑杆以及齿条，沿着滑杆的轴向在海水中往复运动，进而利用与齿条相啮合的主齿轮、主轴和齿轮传动副带动发电机发电。它利用海浪这种清洁、绿色的能源，结合本装置独创的扭矩传递结构，最终实现将海浪动能转化为电能的目的。并且它的两个浮筒在全部浸入海水中时，两个浮筒所受到的总的浮力与浮筒、护板、滑杆和齿条的累计重力相等，这样就可以避免克服重力做功，进而有效提高机械效率；同时为了避免在海浪动能过大时造成的发电机输出功率不稳定的问题，为护板和浮筒设计了能够削弱部分动能的高强度的减振弹簧，弹簧的存在一方面可以防止护板与副支座碰撞，避免二者因碰撞而破损，另一方面还能够保证滑杆以及主齿轮的运动速度相对稳定，进而保证发电机的输出功率的相对稳定。因此可以说它具备了多种优点，特别适合于在本领域中推广应用，其市场前景十分广阔。
附图说明
图1为本发明实施例俯视的局部剖视图。
图2为本发明实施例主支座部分的剖视图。
图3为本发明实施例滑道部分的剖视图。
具体实施方式
下面将结合附图说明本发明的具体实施方式。如图1、图2、图3所示：一种往复式运动海浪发电装置，包括主支座1，在主支座1内滑动连接有滑杆2，这个滑杆2水平设置，且与海岸线相垂直，滑杆2的中部的截面为矩形，在这部分矩形界面上沿着滑杆2的轴向设置有齿条3，滑杆2的两端部分的截面为圆型，且所述的齿条3设置在滑杆2朝向主轴4的一侧，所述的齿条3与主齿轮5相啮合，这个主齿轮5位于转动支承在主支座1内的主轴4的中下部，所述主轴4的底端和中上部与轴承16的内圈相连，所述轴承16的外圈与主支座1固定连接，并且主轴4的顶端通过齿轮传动副与发电机6的输入端相连，即主轴4转动时能够通过齿轮传动副驱动发电机6的输入端转动；在所述主支座1的两侧各对称地设置有一个副支座7，在副支座7内设置有滑道8，而所述滑杆2的两端则滑动连接在两个副支座7的滑道8内，为了降低滑杆2与滑道8之间在运动过程中产生的摩擦力，所述滑道8采用以下独特的结构：滑道8包括直接与副支座7连接的壳体13，在壳体13内通过保持架14设置有多个在圆周上均匀分布的滚珠15，所有的滚珠15都与滑杆2的外壁接触（如图3所示）；在滑杆2的两端等距地开设有多个沿其轴向分布的螺栓孔9，与其中一个螺栓孔9通过螺栓连接有护板10，护板10上固定设置有椭圆形的浮筒11，在护板10与副支座7之间的滑杆2上则套接有弹簧12，并且这个弹簧12的一端与副支座7之间固定连接；并且当所述的两个浮筒11完全浸入水中时，两个浮筒11所受到的总的浮力与浮筒11、护板10和滑杆2的累计重力相等。
本发明实施例的往复式运动海浪发电装置的工作过程如下：首先检测需要设置本装置的海岸海浪的平均波长，并根据其检测结果调整两个浮筒11之间的间距，以保证两个浮筒11之间的间距是海浪平均波长的整数倍，并加以锁定，具体调整方式是利用螺栓将护板10以及其上的浮筒11连接在不同的螺栓孔9中；在海浪涌动的过程中，海浪会冲击浮筒11，海浪的动能转化为机械能，即使浮筒11带动机械传动机构的滑杆2以及其上的齿条3沿着滑杆2的轴线方向做往复的直线运动，齿条3驱动与其啮合的主齿轮5作交替的顺时针运动和逆时针运动（或逆时针运动和顺时针运动），让主轴4顶端的齿轮传动副将扭矩传递给发电机6的输入端，发电机6得以发电；同时由于上述的浮筒11完全浸入水中时，两个浮筒11所受到的总的浮力与浮筒11、护板10和滑杆2的累计重力相等，这样就可以避免克服重力做功，进而有效提高机械效率；
而当海浪的动能较大时，浮筒11带动滑杆2往复运动的过程中，护板10会与弹簧12接触并压缩弹簧12，利用弹簧12来削弱一部分功能，保证滑杆2以及主齿轮5运动速度的相对稳定，进而保证发电机6的输出功率的相对稳定。
Claims (3)
1.一种往复式运动海浪发电装置，包括主支座（1），其特征在于：在所述的主支座（1）内滑动连接有水平设置的滑杆（2），滑杆（2）中部的截面为矩形，滑杆（2）两端的截面为圆形，转动支承在主支座（1）内的主轴（4）上设置有与齿条（3）相啮合的主齿轮（5），且在滑杆（2）的中部面向主轴（4）的一侧沿滑杆（2）的轴向设置有齿条（3），主轴（4）的顶端通过齿轮传动副与固定支撑在主支座（1）顶端的发电机（6）的输入端相连，在主支座（1）的两侧对称地设置有副支座（7），副支座（7）内设置有滑道（8），所述的滑杆（2）的两端均滑动连接在两个副支座（7）的滑道（8）内，在滑杆（2）的两端等距地开设有多个沿其轴向分布的螺栓孔（9），与其中一个螺栓孔（9）通过螺栓连接有护板（10），护板（10）上固定设置有椭圆形的浮筒（11），在护板（10）与副支座（7）之间的滑杆（2）上套接有弹簧（12），并且所述弹簧（12）的一端与副支座（7）固定连接，所述的滑杆（2）的轴线方向垂直于海岸线，当所述的两个浮筒（11）完全浸入水中时，浮筒（11）所受到的总的浮力与浮筒（11）、护板（10）和滑杆（2）的累计重力相等。
2.根据权利要求1所述的往复式运动海浪发电装置，其特征在于：所述的滑道（8）的截面为圆形，滑道（8）包括直接与副支座（7）连接的壳体（13），在壳体（13）内通过保持架（14）设置有多个在圆周上均匀分布的滚珠（15），滚珠（15）与滑杆（2）的外壁接触。
3.根据权利要求1所述的往复式运动海浪发电装置，其特征在于：所述主轴（4）的底端和中上部与轴承（16）的内圈相连，所述轴承（16）的外圈与主支座（1）固定连接。
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