CN106368889A - 重锤摇摆发电装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种重锤摇摆发电装置，本装置由浮力舱、重锤摇摆装置、单向转换装置、增速齿轮箱、水位平衡装置和发电机组件构成。浮力舱可以以各种形状浮体构成特别是以船体结构或者类似椭圆形空心密封舱体结构，重锤摇摆装置悬挂在浮力舱上，在海浪的作用下重锤摇摆装置与浮力舱产生相对性的摇摆并带动单向转换装置同时带动增速齿轮箱和带动发电机组件发电，浮力舱外部安装水位平衡装置以后，水位平衡装置相当于跷跷板上的支撑点，整个重锤摇摆发电装置在海浪的作用下平衡点受到改变，有效的加大摇摆角度提高发电效率，水位平衡装置在海浪高低起伏的作用下上下滚动并带动单向转换装置同时带动增速齿轮箱和带动发电机组件发电。

Description

重锤摇摆发电装置

技术领域

本发明涉及能量转换技术领域，尤其是涉及一种海洋发电技术。

背景技术

世界能源危机、环境污染是全人类共同面对的一大难题，现在急需一种绿色的新能源来补助现有的能源危机，海能发电产业潜力巨大，用之不竭取之不尽蕴藏着巨大的能量，由于海洋其不规则能量极具破坏力、现有技术能量难以有效吸收，现有海能发电技术大多存在着产品结构复杂造价太高、维护成本太高、故障率太高、机械转换效率低、应付极端天气承受力低等弊端。就连被世界所公认机械转换效率最高的“点头鸭”海能发电技术也因其造价成本太高、故障率太高、维护成本高等因素而暂时被搁置，由于“点头鸭”的固定座固定于海底，在不规则海浪的作用下也未能很好的发挥其效率。

发明内容

为了克服现有技术的故障率高、造价成本高、机械转换效率低、能量转换不够直接等不足，本发明其目的在于提供一种机械转换效率高、产品结构紧凑、抗自然灾害能力强、维护保养成本低、造价成本相对较低的重锤摇摆式发电装置。本发明的传动部件与海水直接接触点较小，当浮力舱迎浪部位增设整流鳍时，整流鳍可以更好的吸收导流海浪的冲击力可以提高浮力舱高低起伏力的摇摆力，浮力舱尾部整流鳍的长度、大小形状应确保浮力舱在海浪的作用下可以让浮力舱前端始终保持迎接海浪头的姿势。浮力舱尾部增设整流鳍，浮力舱底部设有水位平衡装置可以让浮力舱不管是在高潮水位还是在低潮水位始终保持一个良好的吸收海浪的角度，水位平衡装置在海浪的作用下具有跷跷板支撑点的作用可以让重锤摇摆装置做出更大的摆动角度从而更有效的带动单向转换装置发电，水位平衡装置在海浪的作用下上下滑动同时也带动单向转换装置旋转发电。当重锤摇摆发电装置安装于船只上时，船只在行驶过程中在海浪的作用下也可以很好的带动重锤摇摆旋转装置发电。本发明的单向转换装置使用三个齿轮两个超越离合器就实现了双向输入单向全能输出的特点，具有结构紧凑机械转换效率直接等特点。

本发明一种重锤摇摆发电装置包括：浮力舱、单向转换装置、增速齿轮箱、发电机组件、水位平衡装置；所述的重锤摇摆装置安装悬挂于浮力舱外部或者内部，重锤摇摆装置有一输出轴，该输出轴固定于重锤摇摆装置或者固定于浮力舱体支架；单向转换装置的输入轴与重锤摇摆装置的动力输出轴相连接或者为一体，单向装换装置输出轴与增速齿轮箱输入轴相连，增速齿轮箱输出轴与发电机组件相连，浮力舱至少安装一个重锤摇摆装置，浮力舱至少有一个舱盖，浮力舱可以船体结构设计或类似椭圆形全封闭浮力舱结构设计，浮力舱可选择安装或者不安装水位平衡装置；水位平衡装置包括固定锚、平衡重锤、滑动绳、滚轴、其特征在于：所述的滚轴上包括安装有动力输出轴、单向转换装置、增速齿轮箱、发电机组件；所述的滚轴安装在浮力舱的外部，滚轴上的动力输出轴与浮力舱体上的安装部位上装有油封装置和轴承；所述的固定锚整体质量大于平衡重锤的整体质量；所述的滑动绳缠绕于滚轴上，滑动绳的一端固定在平衡重锤上另一端固定在固定锚上；所述的固定锚沉定于海底，平衡重锤在海水最高潮或最低潮时始终保持悬挂于海平面与海底之间的一定距离。

本发明的有益效果是：整个发电装置主要旋转部件不与海水直接接触延长了使用寿命，该装置机械转换效率直接、结构简单紧凑具有造价相对低廉、维护成本低等有益效果，浮力舱选用全封闭结构具有抗自然灾害能力强的特点，浮力舱安装水位平衡装置和整流鳍以后可以很好的吸收海浪的冲击力和加大上下浮动的角度从而更好的提高发电效率。

附图说明

图1、单向转换装置方法1剖面示意图

图2、单向转换装置方法2剖面示意图

图3、单向转换装置方法3剖面示意图

图4、单向转换装置方法4剖面示意图

图5、全封闭浮力舱重锤摇摆发电装置侧视剖面示意图；

图6、变形例1船体结构浮力舱重锤摇摆发电装置侧视剖面示意图；

图7、变形例2船只安装重锤摇摆装置侧视剖面示意图；

图8、全封闭浮力舱重锤摇摆发电装置俯视剖面示意图；

图9、全封闭浮力舱重锤摇摆发电装置后视剖面示意图；

附图中：1、单向转换装置第一齿轮 2、单向转换装置第二齿轮 3、单向转换装置第三齿轮 4、单向转换装置第一超越离合器 5、单向转换装置第二超越离合器 6、单向转换装置左半轴 7、单向转换装置右半轴 8、单向转换装置输出轴 9、惯性飞轮 10、单向转换装置齿轮箱 11、轴承 12、油封 13、浮力舱 14、重锤摇摆装置 15、重锤摇摆装置输出轴 16、支架 17、浮力舱舱盖 18、增速齿轮箱 19、单向转换装置 20、发电机组件 21、滚轴 22、滚轴动力输出轴 23、滑动绳 24、平衡重锤 25、固定锚 26、水位平衡装置 27、单向转换装置输入轴 28、增速齿轮箱输入轴 29、增速齿轮箱输出轴 30、整流鳍。

具体实施方式

在本实施方式中，关于实施本发明的优选方式的一个例子，举出全封闭浮力舱重锤摇摆发电装置为例进行说明。首先，参照以上附图对全封闭浮力舱重锤摇摆发电装置的概略结构进行说明。 另外，在下面的说明中，所谓的前后方向是指浮力舱迎接浪头的一面为前面，另一部位为浮力舱尾部。所谓的单向转换装置左半轴6和单向转换装置右半轴7相或两轴连接也称为单向转换装置输入轴。

一种重锤摇摆发电装置，包括重锤摇摆装置14、单向转换装置19、增速齿轮箱18、发电机组件20、浮力舱13、水位平衡装置26构成，其特征在于：所述的浮力舱13前面装有两支成八字形朝外的整流鳍30，尾部装有一支或一支以上的整流鳍30（注：整流鳍是起到海水导流的效果），浮力舱13上安装有舱盖17，水位平衡装置26安装在浮力舱13尾部中间或者其它位置，重锤摇摆装置输出轴15两端安装悬挂于浮力舱13后部的支架16上，单向转换装置输出轴8与增速齿轮箱输入轴29相连接或者啮合，增速齿轮箱输出轴29与发电机组件20相连接或啮合。单向转换装置齿轮箱10、增速齿轮箱18、发电机组件20均安装固定在重锤摇摆装置14上，重锤摇摆装置输出轴15与单向转换装置输入轴共享同一根轴，该轴左右两端固定于浮力舱13内后部的支架16上，单向转换装置第一齿轮1和单向转换装置第二齿轮2两个齿轮的齿轮面相向中间夹啮合单向转换装置第三齿轮3，单向转换装置第三齿轮3连接单向转换装置输出轴8或为一体并垂直于单向转换装置输入轴，单向转换装置第一超越离合器4输出部分紧靠并固定或啮合于单向转换装置第一齿轮1，单向转换装置第一超越离合器4输入部分啮合于单向转换装置左半轴6，单向转换装置第二超越离合器5输出部分紧靠并固定或啮合于单向转换装置第二齿轮2，单向转换装置第二超越离合器5输入部分啮合于单向转换装置右半轴7。当浮力舱13受外部海浪的作用下产生先对性的摇摆，重锤摇摆装置14受地心的引力相对性的静止，由于单向转换装置输入轴固定于浮力舱13内部的支架16上，在浮力舱13相对性的摇摆作用下带动单向转换装置输入轴左右摇摆旋转，单向转换装置第一超越离合器4捕捉单向转换装置输入轴上的顺向旋转动力带动单向转换装置第一齿轮1和单向转换装置第三齿轮3做单向旋转，单向转换装置第二超越离合器5捕捉单向转换装置输入轴上的逆向旋转动力带动单向转换装置第二齿轮2和单向转换装置第三齿轮3做单向旋转。(另外，在本实施方式中，对该重锤摇摆装置输出轴15与单向转换装置输入轴共享同一根轴，该轴左右两端固定于浮力舱13内后部的支架16上进行了说明。但是，本发明并不限定于此结构。例如重锤摇摆装置输出轴15与单向转换装置输入轴共享同一根轴，但该轴也可以左半轴6和右半轴7分开不为一体，该轴左右两端还可以悬挂在浮力舱13内后部左右两端的支架16上，浮力舱13内后边左右两边的均可安装一支以上的支架16，该部位为的所有支架16的轴承座在同一轴线上，并可安装油封，单向转换装置第一超越离合器4安装在左边支架16的左边，同时单向转换装置第一超越离合器4的动力输入部分固定或啮合于左边支架16，第一超越离合器4的动力输出部分固定或啮合于单向转换装置左半轴6的左端，单向转换装置第二超越离合器5安装在右边支架16的右边，同时单向转换装置第二超越离合器5的动力输入部分固定或啮合于右边支架16，第二超越离合器5的动力输出部分固定或啮合于单向转换装置右半轴7的右端。在浮力舱13相对性的摇摆作用下，单向转换装置第一超越离合器4捕捉浮力舱13左边支架16的顺向旋转动力，并带动单向转换装置左半轴6、单向转换装置第一齿轮1和单向转换装置第三齿轮3做单向旋转，单向转换装置第二超越离合器5捕捉浮力舱右边支架16的逆向旋转动力，并带动单向转换装置右半轴7、单向转换装置第二齿轮2和单向转换装置第三齿轮3做单向旋转）

第二个重锤摇摆装置14两端有重锤摇摆装置输出轴15两端安装悬挂于浮力舱13内前部的支架16上，每个支架16至少安装有一个轴承，该重锤摇摆装置输出轴15固定或啮合于该重锤摇摆装置14，该重锤摇摆装置输出轴15左右两端的任意一端与单向转换装置输入轴27啮合或相连接，单向转换装置齿轮箱10、增速齿轮箱18、发电机组件20均安装固定、固定于浮力舱13内部或者内部的支架16上，增速齿轮箱，单向转换装置输出轴8与增速齿轮箱输入轴29相连接或者啮合，增速齿轮箱输出轴29与发电机组件20相连接或啮合；单向转换装置第一齿轮1和单向转换装置第二齿轮2两个齿轮的齿轮面相向中间夹啮合单向转换装置第三齿轮3，单向转换装置第三齿轮3连接单向转换装置输出轴8或为一体并垂直于单向转换装置输入轴，单向转换装置第一超越离合器4输出部分紧靠并固定或啮合于单向转换装置第一齿轮1，单向转换装置第一超越离合器4输入部分啮合于单向转换装置左半轴6，单向转换装置第二超越离合器5输出部分紧靠并固定或啮合于单向转换装置第二齿轮2，单向转换装置第二超越离合器5输入部分啮合于单向转换装置右半轴7。当浮力舱13受外部海浪的作用下产生先对性的摇摆，该重锤摇摆装置14受地心的引力相对性的静止，由于，该重锤摇摆装置输出轴15固定或啮合于该重锤摇摆装置14，在该重锤摇摆装置14和重锤摇摆装置输出轴15相对性的摇摆作用下带动单向转换装置输入轴27左右摇摆旋转，单向转换装置第一超越离合器4捕捉单向转换装置输入轴27上的顺向旋转动力带动单向转换装置第一齿轮1和单向转换装置第三齿轮3做单向旋转，单向转换装置第二超越离合器5捕捉单向转换装置输入轴27上的逆向旋转动力带动单向转换装置第二齿轮2和单向转换装置第三齿轮3做单向旋转。（另外，在本实施方式中，对该重锤摇摆装置14两端有该重锤摇摆装置输出轴15两端安装悬挂于浮力舱13内前部左右两端的支架16上进行了说明。但是，本发明并不限定于此结构。例如该重锤摇摆装置14两端有重锤摇摆装置输出轴两端也可以安装悬挂于浮力舱13外部左右两端的支架16上或者把省略不安装，同时本发明也不限定重锤摇摆装置的形状）

所述的水位平衡装置26，包括固定锚25、平衡重锤24、滑动绳23、滚轴21、其特征在于：滚轴21安装在浮力舱13的外部，滑动绳23缠绕于滚轴21上，滑动绳23的一端固定在平衡重锤24上另一端固定在固定锚上25，固定25整体质量大于平衡重锤24的整体质量，固定锚25沉定于海底，平衡重锤24在海水最高潮或最低潮时始终保持悬挂于海平面与海底之间的一定距离并确保浮力舱13处于一个较好迎接海浪的角度；滚轴动力输出轴22上装有油封12装置和轴承11确保海水不渗透到内部的旋转装置，滚轴21与滚轴动力输出轴22可为一体也可以连接或者其它结构的连接部件用螺丝固定方式连接，滚轴动力输出轴22安装在浮力舱13舱体上并其中的一端通往浮力舱13内部并与单向转换装置输入轴27相连接或相互啮合，单向转换装置输出轴8与增速齿轮箱输入轴28相连接或相互啮合，增速齿轮箱输出轴29与发电机组件20连接或相互啮合；当浮力舱13受外部海浪的作用上下摇摆浮动，由此也改变了平衡重锤24在海水中的悬挂深度，经滚动绳23的连动作用带动了滚轴21来回旋转，滚轴21带动滚轴动力输出轴22和单向转换装置输入轴27来回旋转；单向转换装置第一超越离合器4捕捉单向转换装置输入轴27上的顺向旋转动力带动单向转换装置第一齿轮1和单向转换装置第三齿轮3做单向旋转，单向转换装置第二超越离合器5捕捉单向转换装置输入轴上的逆向旋转动力带动单向转换装置第二齿轮2和单向转换装置第三齿轮3做单向旋转。（另外，在本实施方式中，对水位平衡装置26的结构及工作方式进行了说明。但是，本发明并不限定于此。例如水位平衡装置26可以以其它岸上的固定支架代替或者海底的固定支架代替或者不安装水位平衡装置等方式执行）

另外在以上实施方式中，所有的单向转换装置输出轴8均可增加惯性飞轮9以确保动力输出的平稳性，所有的重锤摇摆装置安装位置最大限度的考虑在最极端的天气下所有重锤装置摇摆时的最大角度不会去撞击到浮力舱13，浮力舱13有一个防渗漏海水出口安装电缆以便把电力输送出去。

变形例1

如附图6所示，在以上实施方式中，对本发明做了详细说明。但是，本发明并不限定于此结构。例如浮力舱13也可以船体封闭结构，重锤摇摆装置14也可以安装3个或者更多或更少，重锤摇摆装置14、单向转换装置19、增速齿轮箱18、发电机组件20均可安装在浮力舱13外部或者内部。

变型例2

如附图7所示，在以上实施方式中，对本发明做了详细说明。但是，本发明并不限定于此结构。例如浮力舱13也可以以船只代替，或者重锤摇摆装置14、单向转换装置19、增速齿轮箱18、发电机组件20均可安装在船只上。

其他变形例

在以上实施方式中，对本发明做了详细说明。但是，本发明并不限定于此。例如在不改变本发明的整体基础构思上，增加电池组件、电力的并网或者对本发明的整体外形结构所做的改变、对本发明的重锤摇摆装置、单向转换装置的内部部件形状所做的改变、对本发明的传动部件的传动连接方式、摆放方式、安装位置所做的改变均在本发明的权利保护范围之内。

Claims (10)

1.一种重锤摇摆发电装置，包括重锤摇摆装置、单向转换装置、增速齿轮箱、发电机组件、浮力舱、水位平衡装置构成，其特征在于：所述的重锤摇摆装置安装悬挂于浮力舱外部或者内部；所诉的重锤摇摆装置有一输出轴，该输出轴固定于重锤摇摆装置或者固定于浮力舱体支架；所述的单向转换装置输入轴与重锤摇摆装置的输出轴相连，单向转换装置的输出轴与增速齿轮箱输入轴相连接，所述的增速齿轮箱输出轴与发电机组件相连；所述的浮力舱至少安装一个重锤摇摆装置；所述的浮力舱可根据设计需要安装舱盖；所述的浮力舱以船体结构设计还可以类似椭圆形空心密封舱体结构设计；所述的浮力舱可根据用途需要选择安装或者不安装水位平衡装置。

2.根据权利要求1所述的一种重锤摇摆发电装置，其特征在于所述的重锤摇摆装置的动力输出轴当选择固定于浮力舱体支架上时，单向装换装置、增速齿轮箱、发电机组件安装固定于重锤摇摆装置上。

3.根据权利要求1所述的一种重锤摇摆发电装置，其特征在于所述的重锤摇摆装置的动力输出轴当选择固定于重锤摇摆装置时，单向转换装置、增速齿轮箱、发电机组件安装固定于浮力舱体支架上。

4.根据权利要求1所述的一种重锤摇摆发电装置，其特征在于所述的浮力舱也可以增加安装整流鳍，整流鳍可以有两个整流鳍摆放成八字形向前安装在浮力舱的前端，在浮力舱尾部可安装至少一个整流鳍，浮力舱尾部整流鳍的长度、大小形状应确保浮力舱在海浪的作用下可以让浮力舱前端始终保持迎接海浪头的姿势。

5.根据权利要求1和权利要求2所述的一种重锤摇摆发电装置，其特征在于所述的单向转换装置固定于重锤摇摆装置上，所述的浮力舱左右两端的支架上安装有轴承，左支架左的左端安装有第一超越离合器，右支架的右端安装有第二超越离合器，两个超越离合器外部分别安装有密封式的机油壳，左半轴啮合第一齿轮，第一齿轮啮合于第三齿轮的左边，右半轴啮合于第二齿轮，第二齿轮啮合于第三齿轮的右边，第一齿轮和第二齿轮、第三齿轮安装于单向转换装置的齿轮箱内，第三齿轮与输出轴啮合或连为一体并垂直于输入轴，输出轴上安装有惯性飞轮。

6.根据权利要求1和权利要求2所述的一种重锤摇摆发电装置，其特征在于所述的单向转换装置固定于重锤摇摆装置上，所述的单向转换装置也可以直接把输入轴的左右两端直接固定于左右支架上，所诉的输入轴的左半轴和右半轴连为一体，第一超越离合器输入端啮合于输入轴，第一超越离合器的输出端啮合于第一齿轮，第一齿轮啮合于第三齿轮的左端，第二超越离合器输入端啮合于输入轴，第二超越离合器的输出端啮合于第二齿轮，第二齿轮啮合于第三齿轮的右端，第一超越离合器和第二超越离合器、第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮安装于单向转换装置的齿轮箱内，第三齿轮与输出轴啮合或连为一体并垂直于输入轴，输出轴上安装有惯性飞轮。

7.根据权利要求1和权利要求3所述的一种重锤摇摆发电装置，其特征在于所述的单向转换装置固定于浮力舱体支架上，重锤摇摆装置的输出轴直接啮合或连接单向装换装置的输入轴，单向转换装置的输入轴上的左半轴和右半轴连为一体，第一超越离合器输入端啮合于输入轴，第一超越离合器的输出端啮合于第一齿轮，第一齿轮啮合于第三齿轮的左端，第二超越离合器输入端啮合于输入轴，第二超越离合器的输出端啮合于第二齿轮，第二齿轮啮合于第三齿轮的右端，第一超越离合器和第二超越离合器、第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮安装于单向转换装置的齿轮箱内，第三齿轮与输出轴啮合或连为一体并垂直于输入轴，单向转换装置的输出轴上安装有惯性飞轮，单向转换装置的输出轴可以短距离连接增速齿轮箱的输入轴，单向转换装置的输出轴也可以加长从浮力舱体外部直接通往浮力舱体内部增速齿轮箱的输入轴相连接。

8.一种水位平衡装置，包括固定锚、平衡重锤、滑动绳、滚轴、其特征在于：所述的滚轴上包括安装有动力输出轴、单向转换装置、增速齿轮箱、发电机组件；所述的滚轴安装在浮力舱的外部，滚轴上的动力输出轴装在浮力舱体上，浮力舱体上的安装有油封装置和轴承；所述的固定锚整体质量大于平衡重锤的整体质量；所述的滑动绳缠绕于滚轴上，滑动绳的一端固定在平衡重锤上另一端固定在固定锚上；所述的固定锚沉定于海底，平衡重锤在海水最高潮或最低潮时始终保持悬挂于海平面与海底之间的一定距离。

9.根据权利要求8所述的一种水位平衡装置，其特征在于所述滚轴上的动力输出轴连接单向转换装置的输入轴，单向转换装置安装固定于浮力舱体内部，单向转换装置的输出轴连接增速齿轮箱的输入轴，增速齿轮箱的输出轴连接发电机组件。

10.根据权利要求8-9所述的一种水位平衡装置，其特征在于所述的单向转换装置其输入轴上的左半轴和右半轴连为一体，第一超越离合器输入端啮合于单向转换装置的输入轴，第一超越离合器的输出端啮合于第一齿轮，第一齿轮啮合于第三齿轮的左端；第二超越离合器输入端啮合于单向转换装置的输入轴，第二超越离合器的输出端啮合于第二齿轮，第二齿轮啮合于第三齿轮的右端，第一超越离合器和第二超越离合器、第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮安装于单向转换装置的齿轮箱内，第三齿轮与输出轴啮合或连为一体并垂直于输入轴，单向转换装置的输出轴上安装有惯性飞轮，单向转换装置的输出轴连接增速齿轮箱的输入轴，增速齿轮箱输出轴与发电机组件相连。