CN109209750B - 一种潮流能、波浪能耦合发电装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种潮流能、波浪能耦合发电装置，包括环形浮筒，潮流能叶轮一的百叶与环形浮筒外壁连接，环形浮筒内壁有内啮合齿轮，内啮合齿轮通过数个行星齿轮与太阳轮啮合传动，太阳轮与发电机外壳同轴固定，并带动发电机外壳正向旋转，以上构成第一发电动力机构；位于潮流能叶轮一下方部位同轴设有潮流能叶轮二，潮流能叶轮二与中心轴相对固定，并通过中心轴及其上的反向加速器带动发电机转轴逆向旋转，以上构成第二发电动力机构。本发明同一时刻下能利用多个方向的波浪能或潮流能，不受潮流和风浪方向的影响；提高潮流能、波浪能、及风能的利用效率；不需要固定发电机的外壳或转轴就能让发电机有相对旋转，实现发电，简化结构，提高灵活度。
Description
技术领域
本发明涉及一种潮流能、波浪能耦合发电装置，属于发电装置技术领域。
背景技术
现在大量电能来源都是石油、天然气、煤炭等化石燃料，但是随着化石燃料燃烧带来的环境问题越来越严重，而且随着国家的快速发展对能源的需求也越来越高，国家对新能源的重视程度也越来越高，所以在国家的大力支持下新能源得到了快速的发展。但是太阳能只能在白天发电，到晚上或阴天太阳能发电装置就不能发电。风力发电设备受到地域和风力的影响，可以使用的地域很小。这就要求一种不受时间、天气影响，而且可用地域广的发电装置来获得能源。
现有的潮流能、波浪能发电装置，发电装置多少都要受到潮流和风浪方向的影响，虽一般都设有导向装置，但是同一时刻下仍然只能利用单一方向的波浪能或潮流能；为了实现发电的功能，发电机的转子或定子至少需要固定其一，导致结构设计比较复杂，成本较高，灵活度有所欠缺。
发明内容
本发明的目的是提供一种潮流能、波浪能耦合发电装置，同一时刻下能利用多个方向的波浪能或潮流能，提高潮流能、波浪能、及风能的利用效率，同时不需要固定发电机的外壳或转轴就能实现发电，简化结构，提高灵活度。
本发明采取以下技术方案：
一种潮流能、波浪能耦合发电装置，包括环形浮筒，潮流能叶轮一3的百叶与环形浮筒外壁连接，环形浮筒内壁有内啮合齿轮9，内啮合齿轮通过数个行星齿轮10与太阳轮14啮合传动，太阳轮14与发电机13外壳同轴固定，并带动发电机13外壳正向旋转，以上构成第一发电动力机构；位于潮流能叶轮一3下方部位同轴设有潮流能叶轮二4，潮流能叶轮二4与中心轴6相对固定，并通过中心轴6及其上的反向加速器17带动发电机转轴18逆向旋转，以上构成第二发电动力机构。
进一步的，风浪叶轮1设于潮流能叶轮一3的上方，与中心轴6相对固定，并通过中心轴6和其上的反向加速器17带动发电机转轴18逆向旋转，以上构成第三发电动力机构。
进一步的，风浪叶轮1各叶片的下部具有竖直通孔，各竖直通孔与所述行星齿轮10的位置相对应，行星齿轮10与导流管2连接，导流管2内固定设有螺旋叶轮5，螺旋叶轮5接收从风浪叶轮1回流下来的海水，海水冲击螺旋叶轮5而旋转，并通过行星齿轮10、太阳轮14带动发电机13外壳正向旋转，以上构成第四发电动力机构。
进一步的，海水没过所述潮流能叶轮一3的三分之二处。
进一步的，大锥形齿轮12与中心轴6同轴固定，大锥形齿轮12周围位于各相邻导流管2间隙位置处均设有一啮合的小锥形齿轮11，小锥形齿轮11轴心部与传动轴二16连接，传动轴二16通过扭簧8与传动轴一15连接，传动轴一15端部与摆体7连接，摆体7具有一大端和一小端，大端和小端相隔180°；摆体7大端在下，小端在上处于竖直方向时，扭簧8无弹力；摆体7从竖直方向旋转θ角度，扭簧有弹力,且弹力的方向沿着摆体圆周运动轨迹的切线向上；摆体7转动至小端在下大端在上且位置超过竖直方向时，会因重力的作用继续做圆周运动；摆体7的旋转依次通过传动轴一15、弹簧8、传动轴二16、小圆锥齿轮11、大圆锥齿轮12带动中心轴6转动，中心轴6的旋转通过反向加速器17带动发电机转轴18逆向旋转，以上构成第五发电动力机构。
更进一步的，所述摆体7的大端与小端呈顶点相对的扇形或三角形框架结构。
进一步的，所述潮流能叶轮一3的外径大于潮流能叶轮二4和风浪叶轮1。
本发明的有益效果在于：
1)同一时刻下能利用多个方向的波浪能或潮流能，不受潮流和风浪方向的影响；
2)提高潮流能、波浪能、及风能的利用效率；
3)不需要固定发电机的外壳或转轴就能让发电机有相对旋转，实现发电，简化结构，提高灵活度。
4)能够同时收集到多种形式的海洋能源。
附图说明
图1是本发明潮流能、波浪能耦合发电装置主视图。
图2是本发明潮流能、波浪能耦合发电装置轴测图。
图3是本发明潮流能、波浪能耦合发电装置俯视图。
图4是内部结构主视图。
图5是内部结构俯视图。
图6是内部结构轴测图。
图7是图6的局部放大图。
图8是摆体及其传动轴的示意图。
图9是中心轴及其上同轴连接的发电机转轴的示意图。
图10是摆体位于1/2/3三个位置时的示意图。
图中，1.风浪叶轮，2.导流管，3.潮流能叶轮一，4.潮流能叶轮二，5.螺旋叶轮，6.中心轴，7.摆体，8.扭簧，9.内啮合齿轮，10.行星齿轮，11.小圆锥齿轮，12.大圆锥齿轮，13.发电机，14.太阳轮，15.传动轴一，16.传动轴二，17.反向加速器，18.发电机转轴。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进一步说明。
参见图1-图10，一种潮流能、波浪能耦合发电装置，包括环形浮筒，潮流能叶轮一3的百叶与环形浮筒外壁连接，环形浮筒内壁有内啮合齿轮9，内啮合齿轮通过数个行星齿轮10与太阳轮14啮合传动，太阳轮14与发电机13外壳同轴固定，并带动发电机13外壳正向旋转，以上构成第一发电动力机构；位于潮流能叶轮一3下方部位同轴设有潮流能叶轮二4，潮流能叶轮二4与中心轴6相对固定，并通过中心轴6及其上的反向加速器17带动发电机转轴18逆向旋转，以上构成第二发电动力机构。
在此实施例中，参见图1、9，风浪叶轮1设于潮流能叶轮一3的上方，与中心轴6相对固定，并通过中心轴6和其上的反向加速器17带动发电机转轴18逆向旋转，以上构成第三发电动力机构。
在此实施例中，参见图1和5-7，风浪叶轮1各叶片的下部具有竖直通孔，各竖直通孔与所述行星齿轮10的位置相对应，行星齿轮10与导流管2连接，导流管2内固定设有螺旋叶轮5，螺旋叶轮5接收从风浪叶轮1回流下来的海水，海水螺旋叶轮5而旋转，并通过行星齿轮10、太阳轮14带动发电机13外壳正向旋转，以上构成第四发电动力机构。
在此实施例中，参见图1-2，海水没过所述潮流能叶轮一3的三分之二处。
在此实施例中，参见图5-8、10，大锥形齿轮12与中心轴6同轴固定，大锥形齿轮12周围位于各相邻导流管2间隙位置处均设有一啮合的小锥形齿轮11，小锥形齿轮11轴心部与传动轴二16连接，传动轴二16通过扭簧8与传动轴一15连接，传动轴一15端部与摆体7连接，摆体7具有一大端和一小端，大端和小端相隔180°；摆体7大端在下，小端在上处于竖直方向时，扭簧8无弹力；摆体7从竖直方向旋转θ角度，扭簧有弹力；摆体7转动至小端在下大端在上处于竖直方向时，会因重力的作用继续做圆周运动；摆体7的旋转依次通过传动轴一15、弹簧8、传动轴二16、小圆锥齿轮11、大圆锥齿轮12带动中心轴6转动，中心轴6的旋转通过反向加速器17带动发电机转轴18逆向旋转，以上构成第五发电动力机构。
在此实施例中，参见图10，所述摆体7的大端与小端呈顶点相对的扇形或三角形框架结构。
在此实施例中，参见图1，所述潮流能叶轮一3的外径大于潮流能叶轮二4和风浪叶轮1。
摆体7运动的三种状态说明，如图10所示：
状态1：摆体7处在竖直方向，弹簧无弹力。
状态2：摆体7从竖直方向顺时针转动θ角度，弹簧有弹力,且弹力的方向沿着摆体圆周运动轨迹的切线向上。
状态3：摆体7处在与状态1正好相反的位置。
状态转变说明：
传动轴二16受单向轴承的制约只能顺时针旋转，如图10所示：
1、从状态1到状态2的原因：因整个装置都处在不断摇晃中，所以在单向轴承的制约下达到状态2。.
2、从状态2到状态3的原因：因整个装置在海上存在加速减速过程，在加速过程中弹簧8会蓄能(加速状态下的弹性势能大于静止状态下的弹性势能)，而且在加速过程中速度达到某个速度v时外壳因受锚的拉力而迅速减速为零，而摆体7因惯性和弹簧8的弹力做圆周运动，当摆体7的位置超过3状态时就会因重力的作用继续做圆周运动，摆体7的旋转通过传动轴一15、弹簧8、传动轴二16及小圆锥齿轮11、大圆锥齿轮12带动中心轴6转动，中心轴6的旋转通过反向加速器17带动发电机转轴18旋转。
以上是本发明的优选实施例，本领域普通技术人员还可以在此基础上进行各种变换或改进，在不脱离本发明总的构思的前提下，这些变换或改进都应当属于本发明要求保护的范围之内。
Claims (6)
1.一种潮流能、波浪能耦合发电装置，其特征在于：
包括环形浮筒，潮流能叶轮一(3)的百叶与环形浮筒外壁连接，环形浮筒内壁有内啮合齿轮(9)，内啮合齿轮通过数个行星齿轮(10)与太阳轮(14)啮合传动，太阳轮(14)与发电机(13)外壳同轴固定，并带动发电机(13)外壳正向旋转，以上构成第一发电动力机构；
位于潮流能叶轮一(3)下方部位同轴设有潮流能叶轮二(4)，潮流能叶轮二(4)与中心轴(6)相对固定，并通过中心轴(6)及其上的反向加速器(17)带动发电机转轴(18)逆向旋转，以上构成第二发电动力机构；
风浪叶轮(1)设于潮流能叶轮一(3)的上方，与中心轴(6)相对固定，并通过中心轴(6)和其上的反向加速器(17)带动发电机转轴(18)逆向旋转，以上构成第三发电动力机构；
风浪叶轮(1)各叶片的下部具有竖直通孔，各竖直通孔与所述行星齿轮(10)的位置相对应，行星齿轮(10)与导流管(2)连接，导流管(2)内固定设有螺旋叶轮(5)，螺旋叶轮(5)接收从风浪叶轮(1)回流下来的海水，海水冲击螺旋叶轮(5)而旋转，并通过行星齿轮(10)、太阳轮(14)带动发电机(13)外壳正向旋转，以上构成第四发电动力机构。
2.如权利要求1所述的潮流能、波浪能耦合发电装置，其特征在于：海水没过所述潮流能叶轮一(3)的三分之二处。
3.如权利要求1所述的潮流能、波浪能耦合发电装置，其特征在于：
大锥形齿轮(12)与中心轴(6)同轴固定，大锥形齿轮(12)周围位于各相邻导流管(2)间隙位置处均设有一啮合的小锥形齿轮(11)，小锥形齿轮(11)轴心部与传动轴二(16)连接，传动轴二(16)通过扭簧(8)与传动轴一(15)连接，传动轴一(15)端部与摆体(7)连接，摆体(7)具有一大端和一小端，大端和小端相隔180°；
摆体(7)大端在下，小端在上处于竖直方向时，扭簧(8)无弹力；摆体(7)从竖直方向旋转θ角度，扭簧有弹力，且弹力的方向沿着摆体圆周运动轨迹的切线向上；摆体(7)转动至小端在下大端在上且位置超过竖直方向时，会因重力的作用继续做圆周运动；
摆体(7)的旋转依次通过传动轴一(15)、弹簧(8)、传动轴二(16)、小圆锥齿轮(11)、大圆锥齿轮(12)带动中心轴(6)转动，中心轴(6)的旋转通过反向加速器(17)带动发电机转轴(18)逆向旋转，以上构成第五发电动力机构。
4.如权利要求3所述的潮流能、波浪能耦合发电装置，其特征在于：所述摆体(7)的大端与小端呈顶点相对的扇形或三角形框架结构。
5.如权利要求1所述的潮流能、波浪能耦合发电装置，其特征在于：所述风浪叶轮(1)自下而上半径逐渐减小。
6.如权利要求1所述的潮流能、波浪能耦合发电装置，其特征在于：所述潮流能叶轮一(3)的外径大于潮流能叶轮二(4)和风浪叶轮(1)。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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