CN105804926A - 海岛远洋平台万向波浪发电单元及发电装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种海岛远洋平台万向波浪发电单元及发电装置，悬臂一端连接有浮箱，悬臂另一端穿过槽型的钢架连接有主动齿轮，主动齿轮上下端分别啮合有从动飞轮二和从动飞轮三，从动飞轮二和从动飞轮三同轴设置于动力轴上；动力轴上位于钢架的上方还设置有从动飞轮一和主动飞轮，从动飞轮一和主动飞轮分别啮合于从动齿轮的上下两端，主动飞轮与钢架连接；从动齿轮、从动飞轮一和主动飞轮组成单向转化齿轮群一；主动齿轮、从动飞轮二和从动飞轮三组成单向转化齿轮群二；本发明采用了一种全新的齿轮传动结构，巧妙地利用了单向齿轮，可同时捕获波浪在上下左右无规则运动时多个方向的力，实现万向捕能，提高了波浪能的捕获效率。

Description

海岛远洋平台万向波浪发电单元及发电装置

技术领域

本发明是涉及波浪发电装置，具体地说是涉及海岛远洋平台万向波浪发电单元及发电装置。

背景技术

随着全球经济的发展，能源紧缺问题日益突出，波浪能蕴藏量极为丰富，波浪能主要指海面波浪中的机械能,是一种在风的作用下产生的,并以势能和动能的形式由短周期波储存的机械能。波浪能蕴藏量极为丰富，倍受青睐。波浪发电是利用波浪能的主要方式，但波能密度小、分布不均、不稳定的特点成了波浪发电技术发展的瓶颈，此外，现有的机械波浪发电装置结构复杂、波能捕获效率低、能量转换损耗大。

本发明克服了传统波浪发电装置波能捕获效率低、转化结构复杂、能量损耗大的缺点，采用了一种全新的齿轮传动结构，巧妙地利用了单向齿轮，可同时捕获波浪在上下左右无规则运动时多个方向的力，实现万向捕能，结构简单，安全可靠,具有极大的推广应用价值，是一种高效的波浪发电装置。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种海岛远洋平台万向波浪发电单元及发电装置。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现：

一种海岛远洋平台万向波浪发电单元，包括一个悬臂，悬臂一端连接有浮箱，悬臂另一端穿过槽型的钢架连接有主动齿轮，主动齿轮上下端分别啮合有从动飞轮二和从动飞轮三，从动飞轮二和从动飞轮三同轴设置于动力轴上；动力轴上位于钢架的上方还设置有从动飞轮一和主动飞轮，从动飞轮一和主动飞轮分别啮合于从动齿轮的上下两端，主动飞轮与钢架连接；从动齿轮、从动飞轮一和主动飞轮组成单向转化齿轮群一；主动齿轮、从动飞轮二和从动飞轮三组成单向转化齿轮群二。

还包括一个支撑框架，从动齿轮通过转轴安装于支撑框架上；单向转化齿轮群一、单向转化齿轮群二和动力轴均设置于支撑框架中；动力轴上设置有发电机。

一种海岛远洋平台万向波浪发电单元，还包括一个平台，所述支撑框架、动力轴和浮箱均设置于该平台上。

一种海岛远洋平台万向波浪发电装置，包括若干个海岛远洋平台万向波浪发电单元，每个海岛远洋平台万向波浪发电单元，包括一个悬臂，悬臂一端连接有浮箱，悬臂另一端穿过槽型的钢架连接有主动齿轮，主动齿轮上下端分别啮合有从动飞轮二和从动飞轮三，从动飞轮二和从动飞轮三同轴设置于动力轴上；动力轴上位于钢架的上方还设置有从动飞轮一和主动飞轮，从动飞轮一和主动飞轮分别啮合于从动齿轮的上下两端，主动飞轮与钢架连接；从动齿轮、从动飞轮一和主动飞轮组成单向转化齿轮群一；主动齿轮、从动飞轮二和从动飞轮三组成单向转化齿轮群二。

还包括一个支撑框架，从动齿轮通过转轴安装于支撑框架上；单向转化齿轮群一、单向转化齿轮群二和动力轴均设置于支撑框架中；动力轴上设置有发电机；每个海岛远洋平台万向波浪发电单元的发电机单独发电完成后将电能储存至与发电机配套的蓄电池中。

以上所述整体结构装置均经过防腐处理或为防腐蚀性材料。

本发明所述浮箱、悬臂均满足所在海域的强度要求，且其尺寸将结合所在海域经相关计算确定。

上述发电机上连有增速齿轮箱，为达发电机额定转速，增速齿轮箱增速倍速将视计算结果而定。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明采用了一种全新的齿轮传动结构，巧妙地利用了单向齿轮，可同时捕获波浪在上下左右无规则运动时多个方向的力，实现万向捕能，提高了波浪能的捕获效率；单向化转换结构巧妙地将飞轮和齿轮相结合，简单可靠，进而降低了中间环节对能量的损耗；在波浪产生上下浮动、左右摆动、混合摆动等各种无规律运动时，本发明均可适应，提高了对海洋环境的适应性，可广泛应用于海岛军民、远洋钻井平台、航标灯供电。

附图说明

图1是本发明结构示意图；

图2是本发明水平往复推力单向转化齿轮群一示意图；

图3是本发明垂向浮动往复力单向转化齿轮群二示意图。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：

如图1-3所示，本发明包括单向转化齿轮群一1、单向转化齿轮群二2、支撑框架3、浮箱4、平台5、发电机6、悬臂7、钢架8、从动齿轮9、动力轴10、从动飞轮一11、主动飞轮12、主动齿轮13、从动飞轮二14、从动飞轮三15等技术特征。

实施例1

一种海岛远洋平台万向波浪发电单元，包括一个悬臂，悬臂一端连接有浮箱，悬臂另一端穿过槽型的钢架连接有主动齿轮，主动齿轮上下端分别啮合有从动飞轮二和从动飞轮三，从动飞轮二和从动飞轮三同轴设置于动力轴上；动力轴上位于钢架的上方还设置有从动飞轮一和主动飞轮，从动飞轮一和主动飞轮分别啮合于从动齿轮的上下两端，主动飞轮与钢架连接；从动齿轮、从动飞轮一和主动飞轮组成单向转化齿轮群一；主动齿轮、从动飞轮二和从动飞轮三组成单向转化齿轮群二。

还包括一个支撑框架，从动齿轮通过转轴安装于支撑框架上；单向转化齿轮群一、单向转化齿轮群二和动力轴均设置于支撑框架中；动力轴上设置有发电机。

一种海岛远洋平台万向波浪发电单元，还包括一个平台，所述支撑框架、动力轴和浮箱均设置于该平台上。

实施例2

一种海岛远洋平台万向波浪发电装置，包括若干个海岛远洋平台万向波浪发电单元，每个海岛远洋平台万向波浪发电单元的发电机单独发电完成后将电能储存至与发电机配套的蓄电池中。

实施例3

一种海岛远洋平台万向波浪发电装置，包括若干个海岛远洋平台万向波浪发电单元，每个海岛远洋平台万向波浪发电单元的单向转化齿轮群一和单向转化齿轮群二均套设于同一个动力轴，若干个海岛远洋平台万向波浪发电单元驱动动力轴，使发电机发电。

如图1-3所示，当利用本发明海岛远洋平台万向波浪发电单元发电时，首先将整体装置通过平台下部支架固定于海底，浮箱浮于海面，对所在海域的波浪能的位能和势能进行同时捕获。

水平往复推力单向转化齿轮群一实现位能的捕获，当一列波浪来临时，波峰推动浮箱左右摆动，浮箱通过悬臂带动钢架左右转动，进而带动主动飞轮转动，假设令主动飞轮在钢架顺时针转动时实转，从动飞轮一空转，此时，动力轴在主动飞轮的带动下顺时针转动；钢架8逆时针转动时，主动飞轮逆时针空转，不带动动力轴转动，经过与之啮合的从动齿轮变向，使得从动飞轮一顺时针实转，带动动力轴顺时针转动。

垂向往复推力单向转化齿轮群二实现势能的捕获，浮箱在波浪的上下浮动力之下，上下运动，带动悬臂转动，进而带动主动齿轮转动，此时，与主动齿轮啮合的从动飞轮二、三开始转动，而从动飞轮二、三由于分别布置于主动齿轮的上下两侧进而产生相对反向的转动，假令浮箱在上浮时，下侧逆时针转动的从动飞轮三空转，上侧顺时针从动飞轮二实传，带动动力轴顺时针转动，在浮箱下沉时，从动飞轮三顺时针实转转动，带动动力轴顺时针转动，而此时的从动飞轮二逆时针空转，进而实现垂向浮动往复力的单向转化，从而避免变向力带动发电机产生正负交替的电流。

通过以上设计，本发明实现了对波浪垂向往复力和水平往复力的同时捕获、单向化以及同轴输出。此外，本发明可以适应所有不规则波浪运动的组合，包括上下、上右、上左、下右、下左、左右，实现波浪能的万向捕获。

本发明中涉及的未说明部份与现有技术相同或采用现有技术加以实现。

Claims (3)

1.一种海岛远洋平台万向波浪发电单元，其特征在于，包括一个悬臂，悬臂一端连接有浮箱，悬臂另一端穿过槽型的钢架连接有主动齿轮，主动齿轮上下端分别啮合有从动飞轮二和从动飞轮三，从动飞轮二和从动飞轮三同轴设置于动力轴上；动力轴上位于钢架的上方还设置有从动飞轮一和主动飞轮，从动飞轮一和主动飞轮分别啮合于从动齿轮的上下两端，主动飞轮与钢架连接；从动齿轮、从动飞轮一和主动飞轮组成单向转化齿轮群一；主动齿轮、从动飞轮二和从动飞轮三组成单向转化齿轮群二；

还包括一个支撑框架，从动齿轮通过转轴安装于支撑框架上；单向转化齿轮群一、单向转化齿轮群二和动力轴均设置于支撑框架中；动力轴上设置有发电机。

2.根据权利要求1所述的一种海岛远洋平台万向波浪发电单元，其特征在于，还包括一个平台，所述支撑框架、动力轴和浮箱均设置于该平台上。

3.一种海岛远洋平台万向波浪发电装置，其特征在于，包括若干个海岛远洋平台万向波浪发电单元，每个海岛远洋平台万向波浪发电单元，包括一个悬臂，悬臂一端连接有浮箱，悬臂另一端穿过槽型的钢架连接有主动齿轮，主动齿轮上下端分别啮合有从动飞轮二和从动飞轮三，从动飞轮二和从动飞轮三同轴设置于动力轴上；动力轴上位于钢架的上方还设置有从动飞轮一和主动飞轮，从动飞轮一和主动飞轮分别啮合于从动齿轮的上下两端，主动飞轮与钢架连接；从动齿轮、从动飞轮一和主动飞轮组成单向转化齿轮群一；主动齿轮、从动飞轮二和从动飞轮三组成单向转化齿轮群二；

还包括一个支撑框架，从动齿轮通过转轴安装于支撑框架上；单向转化齿轮群一、单向转化齿轮群二和动力轴均设置于支撑框架中；动力轴上设置有发电机；每个海岛远洋平台万向波浪发电单元的发电机单独发电完成后将电能储存至与发电机配套的蓄电池中。