CN106762375A - 一种往复式浮子海浪发电装置 - Google Patents

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Abstract

一种往复式浮子海浪发电装置，包括浮子、沉子、定子、牵引件、电机、壳体及设置在壳体内部的转换机构；所述定子通过连接绳与壳体底部连接；所述浮子位于转换机构的上方，沉子相对位于转换机构的下方，所述浮子与沉子分别通过牵引件带动转换机构运动；所述转换机构包括传输轴和同向器；所述传输轴的一端经同向器后与电机连接；另一端通过牵引件分别与浮子和沉子连接；所述电机通过电缆将电能输出至外接设备。本发明结构简单，安装便捷，较传统海浪发电装置相比，不仅能够对海浪能具有较高的收集性，还具有较高的转换效率，适用于在任何海洋中使用。

Description

一种往复式浮子海浪发电装置
技术领域
本发明涉及一种发电装置，特别是一种能够将海浪上、下起伏运动的机械能转换为电能的发电装置，属于发电技术领域。
背景技术
随着人们对能源需求的与日俱增，如何开发新能源、如何提高能源利用率，成为了人们广泛关注的热点。其中，海洋波浪作为一种能流密度高、储量巨大且分布广泛的可再生能源,逐步成为了未来海洋能利用的主要发展方向。
目前,海洋波浪能发电技术已取得了长足的进步，海浪发电装置种类繁多，绝大多数波浪能发电装置都是先将波浪能转换成某个载体的机械能，再将得到的能量转换成旋转机械(如水力透平、空气透平、液压电动机、齿轮增速机构等)或其它机械的机械能，最后再利用发电机将旋转机械等机械能转换成电能。但是，由于波浪运动的多向性和往复性,造成了现有的海浪发电装置普遍存在结构复杂、能量转换效率低、可靠性差的问题，从而大大影响了该项技术的进一步发展。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种结构简单、操作便捷、既能将海浪起伏的机械能转化为电能，又能提高转换效率的往复式浮子海浪发电装置。
本发明所述问题是通过以下技术方案解决的：
一种往复式浮子海浪发电装置，包括浮子、沉子、定子、牵引件、电机、壳体及设置在壳体内部的转换机构；所述定子通过连接绳与壳体底部连接；所述浮子位于转换机构的上方，沉子相对位于转换机构的下方，所述浮子与沉子分别通过牵引件带动转换机构运动；所述转换机构包括传输轴和同向器；所述传输轴的一端经同向器后与电机连接；另一端通过牵引件分别与浮子和沉子连接；所述电机通过电缆将电能输出至外接设备。
上述往复式浮子海浪发电装置，所述同向器包括齿轮离合器、链条离合器、连接离合器、齿轮传动副和链条传动副；所述传输轴经齿轮离合器后与连接离合器构成传动连接；所述连接离合器通过连接轴与链条离合器构成传动连接后，将动能传输至电机；所述齿轮离合器的下端与齿轮传动副相齿合，所述齿轮传动副与链条传动副通过连接杆构成传动连接；所述链条传动副与链条离合器链条连接。
上述往复式浮子海浪发电装置，增设隔板，所述隔板设置为四个，间隔设置在传输轴的始动端，所述隔板将传输轴的一端分隔成三个区域，分别为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ区域，所述Ⅰ、Ⅲ区域均设有与浮子连接的牵引件；所述Ⅱ区域设有与沉子连接的牵引带。
上述往复式浮子海浪发电装置，所述齿轮离合器、链条离合器和连接离合器均为单向超越离合器；所述齿轮离合器与链条离合器的方向相同，连接离合器与齿轮离合器方向相反。
上述往复式浮子海浪发电装置，所述牵引件为高分子材料制品的牵引带。
上述往复式浮子海浪发电装置，增设增速器，所述增速器设置在同向器与电机之间。
本发明通过浮子与沉子间的相互配合，有效实现了对海浪能的收集与利用，避免了能源浪费。其中，浮子能够随着浪涌的上升，将海浪的上涌能量进行收集，并传输至转换机构处；沉子则能够在浪涌下降时，将海浪的下伏能量进行收集，并传输至转换机构，从而使转换机构在浮子与沉子间的相互拉、拽作用下，将动能不断的传输至发电机处进行发电，使海浪能变为电能使用。使本发明不仅能够对海浪能源进行有效地收集利用，还能够有效地提高海浪花能的利用率，充分地从海浪的起、伏(即波峰、波谷)动作中收集能量，以避免能源的浪费，适用于海浪的往复特性。另外，为了更好地提高本发明的转换效率，特设有同向器，它能够有效地将浮子与沉子之间对传输轴，造成的反向转向，变为同向转向，以避免机械能的损耗，造成转换时的能量浪费。
本发明结构简单，安装便捷，较传统海浪发电装置相比，不仅能够对海浪能具有较高的收集性，还具有较高的转换效率，适用于在任何海洋中使用。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明中同向器的机构运动简图；
图3为本发明的俯视图。(未按比例画出)
图中各标号清单为：1.浮子、2.牵引件、3.同向器、4.增速器、5.壳体、6.电机、7.连接绳、8.沉子、9.定子、10.隔板、11.传输轴、12.密封件、13.齿轮离合器、14.连接离合器、15.连接轴、16.链条离合器、17.齿轮传动副、18.连接杆、19.链条传动副、20.电缆。
具体实施方式
参看图1、2和图3，本发明包括浮子1、沉子8、定子9、牵引件2、电机6、壳体5及设置在壳体5内部的转换机构；所述定子9通过连接绳7与壳体5底部连接，用于对壳体进行固定和定位，以使沉子、定子和转换机构能够正常工作；所述浮子1位于转换机构的上方，沉子8相对浮子设置，位于转换机构的下方。所述浮子1与沉子8分别通过牵引件2带动转换机构运动；当浮子在浪涌的起伏动作中浮起时，与之连接的牵引件，则缠绕在传输轴上，而沉子下降，使沉子与传输轴连接的牵引件从缠绕状态变为松绑状态，从而带动传输轴旋转。所述转换机构包括传输轴11和同向器3；所述传输轴11的一端经同向器3后与电机6连接；另一端通过牵引件2分别与浮子1和沉子8连接；所述电机6通过电缆20将电能输出至外接设备，供于人们使用。
本发明中的传输轴在浮子与沉子间的两个相反方向的施力作用下，形成了两个相反方向的动能，这种动能并不能供于发电机使用，所以为了解决该问题，本发明特通过所设置的同向器进行整合，将传输轴的两个相反的旋转方向(即使能端)变为相同方向的旋转(使能端)，从而变成发电机所能使用的动能，它包括齿轮离合器13、链条离合器16、连接离合器14、齿轮传动副17和链条传动副19；所述传输轴11经齿轮离合器13后与连接离合器14构成传动连接；所述连接离合器14通过连接轴11与链条离合器19构成传动连接后，将动能传输至电机6；所述齿轮离合器13的下端与齿轮传动副17相齿合，所述齿轮传动副17与链条传动副19通过连接杆18构成传动连接；所述链条传动副19与链条离合器16链条连接。所述齿轮离合器13、链条离合器16和连接离合器14均为单向超越离合器；所述齿轮离合器13与链条离合器16的方向相同，连接离合器14与齿轮离合器13方向相反。当传输轴正转时，齿轮离合器和链条离合器不工作，动能直接通过连接离合器传输至电机；当传输轴旋转时，齿轮离合器工作，将动能通过齿轮副改向，再通过连接杆传输至链条副和链条离合器，最后将动能输出至电机，作为供于电机使用的动能。
另外，本发明为了避免牵引件之间的相互干扰，而造成的设备故障，特增设隔板10，所述隔板10设置为四个，间隔设置在传输轴11的始动端，所述隔板10将传输轴11的一端分隔成三个区域，分别为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ区域，所述Ⅰ、Ⅲ区域均设有与浮子1连接的牵引件2；所述Ⅱ区域设有与沉子8连接的牵引件2。所述牵引件2为高分子材料制品的牵引带，以保障牵引件的拉拽力，防止设备损坏。
本发明为了匹配各型号的发电机，特增设增速器10，以满足各型号发电机的转速需求，所述增速器为常用增速器，它设置在同向器与电机M的输出轴之间。
本发明中所述的壳体横截面为两端封闭中间开口的矩形结构，所述壳体两端的封闭腔室，通过密封件进行密封，其一端的腔室用于固定传输轴，另一端的腔室用于放置发电机、同向器和增速器。

Claims (6)

1.一种往复式浮子海浪发电装置，其特征在于：包括浮子(1)、沉子(8)、定子(9)、牵引件(2)、电机(6)、壳体(5)及设置在壳体(5)内部的转换机构；所述定子(9)通过连接绳(7)与壳体(5)底部连接；所述浮子(1)位于转换机构的上方，沉子(8)相对位于转换机构的下方，所述浮子(1)与沉子(8)分别通过牵引件(2)带动转换机构运动；所述转换机构包括传输轴(11)和同向器(3)；所述传输轴(11)的一端经同向器(3)后与电机(6)连接；另一端通过牵引件(2)分别与浮子(1)和沉子(8)连接；所述电机(6)通过电缆(20)将电能输出至外接设备。
2.根据权利要求1所述的往复式浮子海浪发电装置，其特征在于：所述同向器包括齿轮离合器(13)、链条离合器(16)、连接离合器(14)、齿轮传动副(17)和链条传动副(19)；所述传输轴(11)经齿轮离合器(13)后与连接离合器(14)构成传动连接；所述连接离合器(14)通过连接轴(11)与链条离合器(19)构成传动连接后，将动能传输至电机(6)；所述齿轮离合器(13)的下端与齿轮传动副(17)相齿合，所述齿轮传动副(17)与链条传动副(19)通过连接杆(18)构成传动连接；所述链条传动副(19)与链条离合器(16)链条连接。
3.根据权利要求1或2所述的往复式浮子海浪发电装置，其特征在于：增设隔板(10)，所述隔板(10)设置为四个，间隔设置在传输轴(11)的始动端，所述隔板(10)将传输轴(11)的一端分隔成三个区域，分别为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ区域，所述Ⅰ、Ⅲ区域均设有与浮子(1)连接的牵引件(2)；所述Ⅱ区域设有与沉子(8)连接的牵引件(2)。
4.根据权利要求3所述的往复式浮子海浪发电装置，其特征在于：所述齿轮离合器(13)、链条离合器(16)和连接离合器(14)均为单向超越离合器；所述齿轮离合器(13)与链条离合器(16)的方向相同，连接离合器(14)与齿轮离合器(13)方向相反。
5.根据权利要求4所述的往复式浮子海浪发电装置，其特征在于：所述牵引件(2)为高分子材料制品的牵引带。
6.根据权利要求5所述的往复式浮子海浪发电装置，其特征在于：增设增速器(4)，所述增速器(4)设置在同向器(3)与电机(6)之间。
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