CN106870266B - 一种用于水下的直线差速发电装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于水下的直线差速发电装置，包括主壳体，所述主壳体内安装有螺旋拉杆，所述螺旋拉杆包含拉环、防水塞、蜗杆和防脱环，所述拉环与防水塞固定连接，防水塞与蜗杆螺纹连接，在第一传动舱和第二传动舱内分别安装有第一直齿轮，第一直齿轮的两面均延伸有齿轮轴肩，蜗杆穿过第一直齿轮，齿轮轴肩外套有轴承，轴承安装在第一传动舱和第二传动舱内，在第一传动舱或第二传动舱内，第一直齿轮均与若干个第二直齿轮啮合，第二直齿轮通过连接轴与位于第一发电舱或第二发电舱内的永磁体连接，在第一发电舱或第二发电舱内固定安装有线圈。本发明能够捕获海洋结构物和系泊缆引起的周期性直线运动并将捕获的机械能转化为电能加以利用。

Description

一种用于水下的直线差速发电装置
技术领域
本发明涉及用于水下的直线差速发电装置，属于发电领域。
背景技术
海洋结构物在波浪载荷作用下会发生升沉运动，同时这些结构物发生的纵摇横摇等运动也会带动系泊缆产生周期性的张紧松弛，这些由风浪流引起的海洋结构物的运动能量如果能够加以捕获利用，一方面能够有效地抑制结构物的运动，保证结构物的使用寿命，同时捕获的电能能够用于结构物自身使用或进行储存。此外波浪能作为可持续的清洁能源，如果能够在固定海域对波浪能进行捕获利用，组成发电集群，还能为沿海的用电设施提供一定的电量。
目前采用的直线差速发电装置大多用于大型机械装置，而通过装置进行变速的直线差速发电装置在海洋环境中更是未见发明，因此本发明提出一种用于水下的直线差速发电装置，能够在水下密封的同时对直线运动进行加速，利用海洋结构的多与机械能进行发电利用。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种用于水下的直线差速发电装置，能够捕获海洋结构物和系泊缆引起的周期性直线运动并将捕获的机械能转化为电能加以利用。
技术方案：为解决上述技术问题，本发明的一种用于水下的直线差速发电装置，包括主壳体，所述主壳体内依次包含水密舱、第一传动舱、第一发电舱、储电舱、第二发电舱、第二传动舱和运动舱，所述主壳体内安装有螺旋拉杆，所述螺旋拉杆包含拉环、防水塞、蜗杆和防脱环，所述拉环与防水塞固定连接，防水塞与蜗杆螺纹连接，蜗杆的末端与防脱环连接，拉环与水密舱连接，蜗杆依次穿过第一传动舱、第一发电舱、储电舱、第二发电舱、第二传动舱，防脱环位于运动舱内，在第一传动舱和第二传动舱内分别安装有第一直齿轮，第一直齿轮的的两面均延伸有齿轮轴肩，蜗杆穿过第一直齿轮，齿轮轴肩外套有轴承，轴承安装在第一传动舱和第二传动舱内，在第一传动舱或第二传动舱内，第一直齿轮均与若干个第二直齿轮啮合，第二直齿轮通过连接轴与位于第一发电舱或第二发电舱内的永磁体连接，在第一发电舱或第二发电舱内固定安装有线圈，线圈与位于储电舱内的储电装置连接，通过蜗杆的转动带动第一直齿轮的转动，从而带动第二直齿轮的转动，从而带动永磁体转动，切割磁感线产生的电流进入储电装置存储。
作为优选，在第一传动舱或第二传动舱内分别圆周均布安装有四个第二直齿轮。
作为优选，所述永磁体与连接轴通过键连接。
作为优选，所述防脱环通过弹簧与运动舱的舱壁连接。
有益效果：本发明的用于水下的直线差速发电装置，具有以下优点：
1、该水下直线差速发电装置能够将水下的直线运动和波浪引起的升沉运动的能量转化为电能加以利用，较其他的直线发电装置而言，本专利提出的直线差速发电装置能够具有大传动比，将直线运动转化为圆周运动，同时可以根据需要布置多组螺旋齿轮和二级传动齿轮，当外载荷足够的情况下，布置多组传动模块和发电模块能够大大增加发电效率。
2、该水下直线差速发电装置在利用直线运动的同时，巧妙地将直线运动转化为圆周运动并进行加速，能够具有更加高效的电能转化率。
附图说明
图1是本发明的整体结构爆炸示意图；
图2是本发明的主壳体示意图；
图3是本发明的螺旋拉杆示意图；
图4是本发明的螺旋齿轮示意图；
图5是本发明的二级传动齿轮示意图；
图6是本发明的永磁体示意图；
图7是本发明的线圈示意图；
图8是本发明的内部结构布置示意图。
具体实施方式
如图1至图8所示，本发明的一种用于水下的直线差速发电装置，包括主壳体1，所述主壳体1内依次包含水密舱12、第一传动舱13、第一发电舱14、储电舱15、第二发电舱、第二传动舱和运动舱11，所述主壳体1内安装有螺旋拉杆2，所述螺旋拉杆2包含拉环21、防水塞22、蜗杆23和防脱环24，所述拉环21与防水塞22固定连接，防水塞22与蜗杆23螺纹连接，蜗杆23的末端与防脱环24连接，防脱环24通过弹簧与运动舱11的舱壁连接，拉环21与水密舱12连接，蜗杆23依次穿过第一传动舱13、第一发电舱14、储电舱15、第二发电舱、第二传动舱，防脱环24位于运动舱11内，在第一传动舱13和第二传动舱内分别安装有第一直齿轮3，第一直齿轮3的的两面均延伸有齿轮轴肩33，齿轮轴肩33内设有轴承螺纹32，蜗杆23穿过第一直齿轮3，齿轮轴肩33外套有轴承7，轴承7安装在第一传动舱13和第二传动舱内，在第一传动舱13或第二传动舱内，第一直齿轮3均与四个第二直齿轮4啮合，第二直齿轮4通过连接轴与位于第一发电舱14或第二发电舱内的永磁体5连接，所述永磁体5与连接轴通过键连接，在第一发电舱14或第二发电舱内固定安装有线圈6，线圈6与位于储电舱15内的储电装置连接，通过蜗杆23的转动带动第一直齿轮3的转动，从而带动第二直齿轮4的转动，从而带动永磁体5转动，切割磁感线产生的电流进入储电装置存储。
如图3所示，螺旋拉杆的蜗杆23部分伸入主壳体1的水密舱12，往下振动时，拉环21下缘与主壳体的上端接触后限制其向下继续运动；向上运动时，防脱环24与主壳体下端的运动舱11上缘接触后，防止螺旋拉杆继续向上运动，同时防脱环24和主壳体运动舱11下缘用弹簧进行连接，当螺旋拉杆向上运动后没有向下载荷时，依靠重力和弹簧将螺旋拉杆将其复原。在防水塞22与所述主壳体1之间设有弹性橡胶，弹性橡胶一端与防水塞22固定连接，另一端与主壳体1固定连接，通过弹性橡胶，使得防水塞22与所述主壳体1之间具有防水作用，水不会进入到主壳体1内部。
如图4所述的螺旋齿轮3包括直齿轮3、轴套螺纹32和齿轮轴肩33。螺旋齿轮3与伸入主壳体的螺旋拉杆2在传动舱13内配合，配合通过轴套螺纹32和蜗杆23实现，当螺旋拉杆2上下运动时，将会带动螺旋齿轮3产生顺时针或逆时针的转动，同时依靠齿轮轴肩33和传动舱13的上下缘配合，抵消螺旋拉杆上下运动产生的轴向力。轴肩大小与螺旋轴承7的内圈相同，因此旋转时不会与主壳体之间产生互相摩擦。
如图6所述的永磁体5包括轴套51和磁块52部分，轴套与齿轮轴与平键41配合，配合后带动永磁体发生转动，永磁体布置在主壳体的发电舱14内。
如图7所述的线圈6包括绕线61和固定的线圈架62，绕线61可以设置多匝缠绕在线圈架62上，线圈架62固定在主壳体1的发电舱14内。当永磁体在发电舱14内发生转动时，与固定缠绕在线圈架62上的绕线61发生相对运动，切割磁感线产生的电流连接至主壳体1的储电舱15内进行储存。
本发明中，主壳体1下端固定在海底或倒置固定在海洋结构物上，也可以根据实际情况使用拉钩和系泊缆绳进行固定。当主壳体1固定在海底时，螺旋拉杆2可以配合较小的浮体，将浮体调节至海面，当波浪带动浮体上下运动时，螺旋拉杆2和主壳体1产生相对运动，或将螺旋拉杆2与系泊缆绳进行配合。
本发明在使用时，通过拉环21的上下移动，从而导致防水塞22上下移动，从而带动蜗杆23旋转，蜗杆23旋转从而带动第一直齿轮3转动，第一直齿轮3驱动第二直齿轮4转动，从而带动永磁体5转动，永磁体5切割磁感线产生的电流进入储电装置存储。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种用于水下的直线差速发电装置，其特征在于：包括主壳体，所述主壳体内依次包含水密舱、第一传动舱、第一发电舱、储电舱、第二发电舱、第二传动舱和运动舱，所述主壳体内安装有螺旋拉杆，所述螺旋拉杆包含拉环、防水塞、蜗杆和防脱环，所述拉环与防水塞固定连接，防水塞与蜗杆螺纹连接，蜗杆的末端与防脱环连接，拉环与水密舱连接，蜗杆依次穿过第一传动舱、第一发电舱、储电舱、第二发电舱、第二传动舱，防脱环位于运动舱内，在第一传动舱和第二传动舱内分别安装有第一直齿轮，第一直齿轮的两面均延伸有齿轮轴肩，蜗杆穿过第一直齿轮，齿轮轴肩外套有轴承，轴承安装在第一传动舱和第二传动舱内，在第一传动舱或第二传动舱内，第一直齿轮均与若干个第二直齿轮啮合，第二直齿轮通过连接轴与位于第一发电舱或第二发电舱内的永磁体连接，在设有永磁体的第一发电舱或第二发电舱内固定安装有线圈，线圈与位于储电舱内的储电装置连接，通过蜗杆的转动带动第一直齿轮的转动，从而带动第二直齿轮的转动，从而带动永磁体转动，切割磁感线产生的电流进入储电装置存储。
2.根据权利要求1所述的用于水下的直线差速发电装置，其特征在于：在第一传动舱或第二传动舱内分别圆周均布安装有四个第二直齿轮。
3.根据权利要求1所述的用于水下的直线差速发电装置，其特征在于：所述永磁体与连接轴通过键连接。
4.根据权利要求1所述的用于水下的直线差速发电装置，其特征在于：所述防脱环通过弹簧与运动舱的舱壁连接。
5.根据权利要求1所述的用于水下的直线差速发电装置，其特征在于：所述第一直齿轮和第二直齿轮的传动比为1:2。
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