CN109416014A - 单轴动力转换装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的单轴动力转换装置包括:浮动单元,接受波浪的动能并且以绳索系留在海上;转向单元,改变上述绳索的方向;动力转换模块,把上述绳索的张力传递到发电机;上述动力转换模块能把驱动力从上述绳索卷绕的鼓轮传递到连接了上述发电机的动力轴。

Description

单轴动力转换装置
技术领域
本发明涉及一种把波浪的动能转换成转动动能的单轴动力转换装置。
背景技术
由于能量消费急剧增加并且日益引起地球暖化之类的环境问题,不污染环境的可再生能源收到了广泛瞩目。
波浪在可再生能源中属于高密度能源,整天24小时都能发电,因此受到了瞩目,但迟至1940年才开始对其进行了研究开发。相比于其它可再生能源,波浪能发电的市场形成的很晚。直到最近(2008年)才出现了商用化的系统。
波浪的动能非常不规则、不均匀,因此需要把它转换成能够驱动发电机均匀的转动动能。
发明内容
解决的技术课题
本发明的目的是提供一种利用绳索把波浪的动能传递到发电机的单轴动力转换装置。
解决课题的技术方案
本发明的单轴动力转换装置包括:浮动单元,接受波浪的动能并且以绳索系留在海上;转向单元,改变上述绳索的方向;动力转换模块,把上述绳索的张力传递到发电机;上述动力转换模块能把驱动力从上述绳索卷绕的鼓轮传递到连接了上述发电机的动力轴。
有益效果
本发明的单轴动力转换装置能利用让连接到随波浪游动的浮动单元的绳索卷绕的鼓轮、安装鼓轮的单一动力轴或配置在同轴上的多个动力轴驱动发电机。
本发明的单轴动力转换装置具有在单一动力轴或配置在同轴上的多个动力轴上连结鼓轮与发电机的简单结构,因此容易制作并且能根据所安装的浮动单元数量轻易地扩展。
本发明的单轴动力转换装置中动力转换模块的结构实现了模组化或模块化而能够构成下列浮动式波浪能发电系统,亦即,在浮动单元安装发电机、动力转换模块、动力轴、鼓轮、单向旋转构件后和浮动单元一起浮动的浮动式波浪能发电系统。
附图说明
图1是示出本发明的单轴动力转换装置的概略图。
图2是示出本发明的单轴动力转换装置的侧视图。
图3是示出本发明的浮动单元上连接绳索的连接点的概略图。
图4是示出本发明的基架单元上转向单元形成的位置的概略图。
图5是示出本发明的动力转换模块的一个实施例的概略图。
图6是示出本发明的动力转换模块的另一个实施例的概略图。
图7是示出本发明的动力转换模块的再一个实施例的概略图。
图8是示出本发明的单向旋转构件的概略图。
图9是示出本发明一个实施例的动力转换模块的概略图。
图10是示出本发明再一个实施例的动力转换模块的概略图。
图11是示出本发明再一个实施例的动力转换模块的概略图。
图12是示出适用于浮动式波浪能发电装置的本发明的单轴动力转换装置的概略图。
图13是示出适用于浮动式波浪能发电装置的单轴动力转换装置的俯视图。
具体实施方式
图1是示出本发明的单轴动力转换装置的概略图,图2是示出本发明的单轴动力转换装置的侧视图。
图示的单轴动力转换装置包括浮动单元200、转向单元310、动力转换模块100。
浮动单元200位于海水面50或海里并且能凭借波浪所引发的海水面50的变化进行平移运动或旋转运动。有很多种方法能把波浪所致浮动单元200的平移动能或转动动能传递到海上或陆地上的发电机90。本发明则利用可挠性绳索10把波浪所致浮动单元200的动能传递到发电机90。
适用了本发明的单轴动力转换装置的发电系统可以如下运作。
首先,把波力吸收成浮动单元200的动能并且通过绳索10把浮动单元200的动能传递到发电机90。
发电机90则能把通过绳索10传递的动能转换成电能。
以机械能初步吸收波能的浮动单元200则凭借可挠性绳索10系留在海上,由于其漂浮而能随着波浪的运动进行上下左右运动或旋转运动。
绳索10的一端部能连接到浮动单元200。从浮动单元200延伸的绳索10则经由隔离于浮动单元200的位置(例如设于海底的基架单元300)连接到安装在海上、陆地上的发电机90或者连接到安装在防波堤30等海上结构物的发电机90。
基架单元300能设有多个转向单元310,从浮动单元200延伸的绳索10则挂在该多个转向单元310。转向单元310可以改变从浮动单元200延伸的绳索10的方向。作为一例,转向单元310可以包括滑轮。绳索10挂在其上的转向单元310可以不安装在基架单元300而直接固定在海底或固定在浮动单元200。
图3是示出本发明的浮动单元200上连接绳索10的连接点的概略图。
浮动单元200在俯视图上可以在相异位置连接3个以上的绳索10。也能按照绳索10数量设有多个改变绳索10方向的转向单元310。
为了把浮动单元200的多自由度动能传递到发电机90,绳索10固定在或挂在浮动单元200的连接点d、e、f可互相隔离。
连接点d、e、f互相隔离而使得浮动单元200能把一切x轴/y轴/z轴方向的平移运动或以x轴/y轴/z轴为中心的旋转运动的平移动能或转动动能传递给绳索10。优选地,3个以上的连接点d、e、f不位于共同的一直线上时有利于吸收多自由度运动并且传递给绳索10。
本发明的单轴动力转换装置能凭借多个绳索10及连接点配置结构在高效率发电、多自由度发电、发电量的提升、环境适应性、波浪变动对应能力等各方面获得巨大的改善。
为了让连接到浮动单元200的多个绳索10正常传递动能,转向单元310的位置能发挥出较大的影响力。
如图3与图4所示,以基架单元300中挂住绳索10的转向单元310的安装位置a、b、c构成其圆弧的虚拟圆被定义为闭合曲线K。以浮动单元200中连接绳索10的连接点d、e、f构成其圆弧的虚拟圆则定义为闭合曲线G。闭合曲线K的直径称为u而闭合曲线G的直径则称为v。
在该情况下,直径u和直径v不同的话,一个绳索10受到张力时其它绳索10就会解除张力。因此,交替发生张力而得以在浮动单元200的一个运动周期由相异的绳索10吸收能量。
图5是示出本发明的动力转换模块的一个实施例的概略图。
动力转换模块100能把通过了基架单元300或转向单元310的绳索10的张力传递给发电机90。动力转换模块100能把通过绳索10张力传递的浮动单元200的动能转换成驱动发电机90时所需要的驱动能。
本发明的单轴动力转换装置可适用于利用波力驱动发电机90地生产电力的发电系统。因此如图5与图6所示,作为动力转换模块100的输出端,动力轴130与发电机90的轴91可以是单一的共同轴。另一方面,连接了鼓轮110的动力轴130如图7所示地能利用齿轮(未图示)或联轴器190等连接到发电机90的轴91并且和发电机90的轴91一起旋转。
作为一例,动力转换模块100可以包括让通过了浮动单元200的绳索10卷绕的鼓轮110、被鼓轮110驱使旋转的动力轴130。动力转换模块100能把驱动力从绳索10卷绕的鼓轮110传递到连接发电机90的动力轴130。具体地,动力转换模块100能利用安装鼓轮110的单一动力轴130或配置在同轴上的多个动力轴130驱动发电机90。
鼓轮110能以其外周面让绳索10卷绕的圆筒或圆柱形状形成。鼓轮110能在释放绳索10的正向及卷绕绳索10的反向旋转地形成。也就是说,鼓轮110能顺时针方向旋转,也能逆时针方向旋转。图5至图7示出了逆时针方向是正向而顺时针方向是反向的实施例。
浮动单元200凭借波力在x轴/y轴/z轴方向进行平移运动或以x轴/y轴/z轴为中心进行旋转运动时,绳索10的张力能经由转向单元310施加到鼓轮110。鼓轮110能凭借绳索10的张力以释放绳索10的正向旋转。
波浪过去后绳索10的张力被解除时,为了应对下一个波浪而能让绳索10重新卷绕到鼓轮110。为了让绳索10重新卷绕,鼓轮110能以让绳索10卷绕地反向旋转。动力转换模块100设有复原件(未图示)以便让鼓轮110反向旋转。复原件能设有让鼓轮110反向旋转的螺旋扭转弹簧、弹簧、配重块等。
不同于能双向旋转的鼓轮110,由鼓轮110驱动旋转的动力轴130只能在预先设定的预定方向旋转地形成。
动力轴130可以是连接到发电机90的轴91的动力转换模块100的输出端。根据需要,发电机90的轴91与动力轴130之间可以设有改变旋转方向的方向转换单元(未图示)或者设有调节发电机90的轴91与动力轴130的旋转比的减速器、加速器之类的速度调节单元(未图示)。
为了高效率地生产电能并且保护发电机90,优选地,发电机90的轴91只往规定方向旋转。因此,优选地,能连接到发电机90的轴91的动力轴130只能在预先设定的预定方向旋转。预定方向可以是鼓轮110的旋转方向中的一个方向,或者即使是以不同于鼓轮110旋转轴的其它轴为中心旋转方向也无妨。
为了让动力转换模块100的结构简单化,让预定方向和鼓轮110的正向相同较为有利。
为了把波能传递到发电机90,波力所引起的绳索10张力使得鼓轮110在正向旋转时动力轴130能以被鼓轮110约束的状态以预定方向旋转。与此相反地,复原件使得鼓轮110反向旋转时能解除动力轴130和鼓轮110之间的约束状态。即使鼓轮110反向旋转,动力轴130因为处于和鼓轮110之间的约束被解除的状态而依然按照当前旋转中的预定方向旋转。
图5示出了复原件的一个实施例,其示出了连接到鼓轮110并且为鼓轮110施加复原力的复原件。连接到鼓轮110的复原件如图5所示地可以是螺旋扭转弹簧150、螺旋弹簧420、配重块等。绳索10的张力驱使鼓轮110正向旋转时,复原件420让鼓轮110反向旋转而使得绳索10重新卷绕到鼓轮110。
图6是示出本发明的动力转换模块的另一个实施例的概略图。图6所示复原件可以是螺旋弹簧420、配重块等。图示的复原件连接到绳索10的一端部。绳索10的一端部连接到浮动单元200而绳索10的另一端部430则连接到包含螺旋弹簧420的复原件,绳索10的中间部则卷绕在鼓轮110。包含螺旋弹簧420的复原件及浮动单元200在绳索10的两端牵拉绳索10。浮动单元200牵拉绳索10的力量更大时鼓轮110正向旋转并且驱动动力轴130。解除波力后复原件牵拉绳索10的力量大于浮动单元200时鼓轮110反向旋转并且让绳索10重新卷绕到鼓轮110。此时,鼓轮110会解除其和动力轴130之间的连接并且在动力轴130上空转。
如图所示,一个绳索10的两端上连接着浮动单元200及复原件,因此和额外的绳索连接到浮动单元200及复原件的情形相比,施加在浮动单元200的波力直接传递到鼓轮110并且让复原件的复原力没有损失地直接传递到绳索10。
图7是示出本发明的动力转换模块100的概略图。图7图示了具备飞轮之类的惯性部件170和联轴器190的实施例。
根据图5至图7,为了接受波浪所引起的绳索10张力而让鼓轮110与动力轴130连接,并且为了符合鼓轮110的双向旋转及动力轴130的预定方向旋转而在动力转换模块100设有单向旋转构件150。
单向旋转构件150可配置在鼓轮110与动力轴130之间。
作为一例,单向旋转构件150可以包括单向离合器(one way clutch)。绳索10被浮动单元200牵拉时鼓轮110正向旋转,解除了浮动单元200牵拉绳索10的力量时反向旋转以便让绳索10卷绕。此时,动力轴130可以凭借单向旋转构件150成为鼓轮110的旋转轴。作为鼓轮110的旋转轴的动力轴130凭借单向旋转构件150得以不受鼓轮110的旋转方向影响地只正向旋转。
图8是示出本发明的单向旋转构件150的概略图。
单向旋转构件150可设有约束部151,该约束部151被鼓轮110或动力轴130约束。
鼓轮110正向旋转时约束部151约束鼓轮110与动力轴130而鼓轮110反向旋转时解除鼓轮110与动力轴130的约束状态。
作为一例,单向旋转构件150能以中空管形状形成。动力轴130能插入并固定于中空。单向旋转构件150的外周面可设有沿着辐射方向突出或凹入的门闩(latch)状约束部151。鼓轮110的内周面可对应于约束部151地形成单向倾斜的单向齿(gear)111。
单向旋转构件150可设有让约束部151朝辐射方向突出的弹性构件153。弹性构件153让约束部151的端部得以维持其被形成于鼓轮110的内周面的单向齿111卡住的状态。
鼓轮110正向旋转时约束部151的端部维持被单向齿111卡住的状态,从而使得单向旋转构件150也能正向旋转。动力轴130处于固定在单向旋转构件150的状态而得以和单向旋转构件150一起旋转。此时,相当于动力轴130旋转方向的预定方向可以和正向相同。
鼓轮110沿着反向旋转时,约束部151的端部可以在单向齿111滑行。因此,即使鼓轮110沿着反向旋转,单向旋转构件150依然能维持正向旋转的状态。因此,固定在单向旋转构件150的动力轴130也能不顾鼓轮110的反向旋转而持续正向旋转。
另一方面,把约束部151的下列动作模式定义为第一模式①,亦即,鼓轮110正向旋转时约束鼓轮110与动力轴130而鼓轮110反向旋转时解除鼓轮110与动力轴130的约束,约束部151也能以不同于第一模式的其它动作模式动作。约束部151具备多个动作模式时,动力转换模块100可设有控制单向旋转构件150的模式转换单元160。
作为一例,约束部151可以凭借模式转换单元160以第一模式①或第二模式②动作。此时,第二模式可以是下列动作模式,亦即,约束部151不受鼓轮110的旋转方向影响地解除鼓轮110与动力轴130的约束。
为了实现第二模式,模式转换单元160能让约束部151朝辐射方向突出的弹簧之类的弹性构件153或约束部151陷入单向旋转构件150。根据第二模式,能凭借模式转换单元160让弹性构件153本身维持对单向旋转构件150的外表面陷入的状态或者约束部151被强制陷入单向旋转构件150的状态。
约束部151凭借着模式转换单元160陷入单向旋转构件150的话,不受鼓轮110的旋转方向影响地,约束部151由于无法与鼓轮110的单向齿111啮合而空转。能利用第二模式从飓风之类的自然灾害保护动力转换模块100与发电机90。而且,模式转换单元160平常让约束部151以第一模式动作,在保养动力转换模块100或保养发电机90时让约束部151以第二模式动作。
优选地,鼓轮110凭借绳索10张力正向旋转的速度维持一定值。但由于引起绳索10张力的波力不均匀而使得鼓轮110只能凭借不均匀的力量正向旋转。动力轴130则受到正向旋转的鼓轮110的影响而能以预定方向旋转。不均匀地旋转的鼓轮110使得连接到发电机90的动力轴130也以不均匀的旋转速度旋转。发电机90轴的旋转速度不均匀时发电机90容易损伤并且难以得到高品质的电能。因此,需要提出均匀地维持动力轴130的旋转速度的方案以便均匀地维持发电机90轴的旋转速度。
为了在不均匀的力量下均匀地维持动力轴130的旋转速度,动力转换模块100可设有惯性部件170。惯性部件170能增加动力轴130的预定方向的旋转惯性。或者,惯性部件170安装在绳索10的另一端部或动力轴130上并且让动力轴130的旋转速度维持在设定范围内。
作为一例,如图7所示地在动力轴130上安装飞轮并且让动力轴130和飞轮一起旋转。飞轮相当于惯性部件170。惯性部件170是诸如飞轮、螺旋扭转弹簧、配重块、弹簧之类的任何形态也无妨,只要是能增加动力轴130的旋转惯性的构件即可。
绳索10的张力使得鼓轮110正向旋转时动力轴130受到单向旋转构件150的影响而能以预定方向旋转。此时,动力轴130的力矩(moment)受到飞轮的影响而增加,即使突然施加张力,动力轴130也能凭借所增加的力矩在不脱离所设定的速度范围的范围内缓慢地旋转。而且,飞轮所增加的力矩处于以飞轮的惯性力储存的状态。
解除了绳索10的张力时,鼓轮110凭借复原件进行反向旋转而使得绳索10卷绕。此时,借助于飞轮及单向旋转构件150,动力轴130能在设定期间维持预定方向的旋转状态。此时的设定期间可以是规定波浪经过浮动单元200后下一个波浪到来为止的期间。没有飞轮的话,动力轴130可能在没有挺完设定期间之前停止。但是,相当于飞轮所储力矩的惯性力却让动力轴130处于增加了惯性的状态而能在设定期间中持续旋转。
飞轮之类的惯性部件170能防止动力轴130突然高速旋转,还能防止动力轴130的极低速旋转。因此,动力轴130的旋转速度能在适合发电机90动作的设定范围内适当地维持其速度。
而且,利用飞轮时能大幅减少惯性部件170的安装空间。而且,多个绳索10连接到动力转换模块100时还能减少各绳索10之间的干涉。
图9是示出本发明一个实施例的动力转换模块100的概略图。图10是示出本发明另一个实施例的动力转换模块100的概略图。
安装在海上的浮动单元200的大小和数量可以根据安装环境而不同。作为一例,在某些区域如图9所示地适合使用多个小型浮动单元,在其它区域则如图10所示地适合使用单一大型浮动单元。因此,连接浮动单元200与动力转换模块100的绳索10的间距或数量也能进行各式各样的变化。
绳索10的多样化的间距能通过安装在海底面70的副转向单元390解除一部分。副转向单元390可设于基架单元300与动力转换模块100之间,能让输入动力转换模块100的绳索10的间距和方向实现规格化。但即使适用了副转向单元390,也很难从根本上解决绳索10的间距问题。而且,也较难根据随场合改变的绳索10安装数量来适用副转向单元390。因此,需要设有能根据安装环境以相异间距配置的鼓轮110。而且,也需要根据安装环境改变安装在动力轴130的鼓轮110的数量。也就是说,动力转换模块100需要根据安装环境制作成相异的规格。
但是,以相异规格制作的动力转换模块100的兼容性较低并且安装方法也会随着各个规格而不同,因此较难进行安装及保养。为了保障兼容性并且提高安装与保养的便利,优选地,动力转换模块100全部制作成互相相同。也就是说,动力转换模块100可以进行所谓的规格化。
下面查看动力转换模块100的规格化方案。
绳索10的一端部连接到浮动单元200的连接点而绳索10的另一端部则卷绕在动力转换模块100的鼓轮110上。此时,鼓轮110的数量至少是连接到一个浮动单元200的绳索10的数量。而且,各鼓轮110沿着动力轴130的长度方向配置在相异位置。而且,各鼓轮110能让释放绳索10的旋转方向全部相同地形成以便让安装了多个鼓轮110的一个动力轴130以预定方向旋转。
设于各动力转换模块100的动力轴130全部具备同一长度,各鼓轮110则按照预设间距配置在动力轴130。绳索10在动力轴130的长度方向上配置于第一位置时能把绳索10卷绕在设于第一位置的鼓轮110。有时候,会出现需要把绳索10卷绕在隔离于第一位置的第二位置而动力轴130却没有延伸到第二位置的其抗性。此时,把配置于第一位置的动力轴130和配置于第二位置的其它动力轴130加以连接并且把绳索10卷绕在鼓轮110,该鼓轮110则在第二位置安装于相对的动力轴130上。
本发明的单轴动力转换装置能包括把多个动力转换模块100予以连接的联轴器190。各个动力转换模块100则能由联轴器可拆卸地予以连接。
联轴器190是一种把多个旋转轴予以连接的构件,其能在侧面中间形成有以弹簧形状卷曲的孔。现实上,连接多个旋转轴时无法让各旋转轴完全平行地连接。因此各旋转轴以互相呈细微倾斜的状态连接,利用强制性的连接构件连接了各旋转轴时会发生各种机构性问题。但联轴器190受到形成于中间的弹簧状孔的影响而把旋转力原封不动地传递给多个旋转轴而解决各旋转轴无法平行地连接的问题。
联轴器190可以让设于规定动力转换模块100的动力轴130的一端和设于其它动力转换模块100的动力轴130的另一端连接。能通过联轴器190以各动力轴130的长度为单位添加鼓轮110。例如,第一动力轴与第二动力轴通过联轴器190连接时,安装在第二动力轴的第二鼓轮能按照动力轴130长度隔离于安装在第一动力轴的第一鼓轮地配置。
从浮动单元200延伸的绳索10和动力轴130垂直交叉并且卷绕在最接近交叉地点地配置的鼓轮110上。通过联轴器190连接并且配置在同轴上的多个动力轴130一起旋转,多个动力轴130中的至少一个动力轴130能连结发电机90的轴91。
作为一例,假设动力轴130延伸1m的长度。
可以为了连接第一位置的绳索10而利用第一动力轴和设于第一动力轴的第一鼓轮。为了把从第一位置隔离了1m的第二位置的绳索10连接到第一动力轴,绳索10成为相对于第一动力轴呈倾斜的状态,即使卷绕在第一鼓轮也较难让第一鼓轮正常旋转。
此时,利用联轴器190把第二动力轴连接到第一动力轴的话,安装在第二动力轴的第二鼓轮成为添加到下列位置的状态,该位置是从第一位置按照相当于动力轴130长度的1m隔离的位置。而且,第二鼓轮可以和第二位置的绳索10垂直相对。因此,第二位置的绳索10能顺利自然地卷绕在第二鼓轮上。
在图9中,在动力轴130上安装了多个(例如三个)鼓轮110的规格化的动力转换模块100通过联轴器190连接。而且,各个动力转换模块100上连接着从各浮动单元200引出的3个绳索10。
图10的动力转换模块100和图9的动力转换模块100相同,只是,浮动单元200相比于图9大了很多。此时,从浮动单元200引出的第一绳索11、第二绳索13、第三绳索15之间的间距能大于设于单一动力转换模块100上的3个鼓轮110之间的间距。作为一例,各绳索10的间距可以是1m而各鼓轮110之间的间距则是0,3m。此时,设于1m长动力轴130上的3个动力转换模块100连接的话,就能把各绳索10轻易地连接到鼓轮110。
例如,通过联轴器190连接同一规格的第一动力转换模块100、第二动力转换模块100、第三动力转换模块100以便连接第一绳索11、第二绳索13、第三绳索15。
第一绳索11能卷绕在设于第一动力转换模块100的第一动力轴上的3个第一鼓轮中的一个第一鼓轮。此时,设于第一动力轴的3个第一鼓轮中的其余2个第一鼓轮则能维持没有绳索10卷绕的状态。
可以通过联轴器190把设于第二动力转换模块100的第二动力轴连接到第一动力轴。此时,设于第二动力轴的3个第二鼓轮中的一个第二鼓轮和第二绳索13垂直地相对并且让第二绳索13卷绕。设于第二动力轴的3个第二鼓轮中的其余2个第二鼓轮则能维持没有绳索10卷绕的状态。
可以通过联轴器190把设于第三动力转换模块100的第三动力轴连接到第二动力轴。此时,设于第三动力轴的3个第三鼓轮中的一个第三鼓轮和第三绳索15垂直地相对并且让第三绳索15卷绕。设于第三动力轴的3个第三鼓轮中的其余2个第三鼓轮则能维持没有绳索10卷绕的状态。
浮动单元200牵拉第一绳索11时第一鼓轮正向旋转,通过联轴器190能让第一动力轴、第二动力轴及第三动力轴全部在同一个预定方向旋转。同样地,第二绳索13被牵拉而第二鼓轮正向旋转或者第三绳索15被牵拉而第三鼓轮正向旋转时各动力轴130也能全部在同一个预定方向一起旋转。因此,第一动力轴、第二动力轴、第三动力轴中的至少一个连接到发电机90的轴91的话,就能正常驱动发电机90。
根据图9及图10的实施例,只要设有多个同一规格的动力转换模块100,就能连接从各种规格的浮动单元200引出的绳索10。
图11是示出本发明再一个实施例的动力转换模块100的概略图。
根据图11所图示的动力转换模块100,可以在一个动力轴130上安装一个鼓轮110。但与此相应地,动力轴130的长度可以比安装了多个鼓轮110的情形较短地形成,作为一例,图11的实施例的动力轴130可以具有0.5m的长度。
第一绳索11与第二绳索13隔离1m时,可以为了提供和第一绳索11及第二绳索13垂直相对的鼓轮110而通过联轴器190连接总共3个动力轴130。这样的话,配置在中间的动力轴130可以仅仅发挥出连接到其它动力轴130的用途。此时,为了排除非必要的动力转换模块100,也可以利用能以0.5m长度延伸的联轴器190。适用0.5m长度的联轴器190的话,就能排除中间非必要的动力转换模块100。
根据使用环境设有各种长度的联轴器190的话,有利于动力转换模块100的规格化。作为一例,即使规格化地制作了在一个动力轴130上安装了多个鼓轮110的动力转换模块100或者规格化地制作了在一个动力轴130上安装了一个鼓轮110的动力转换模块100,根据所选择的连接各动力轴130的联轴器190的长度而得以适用针对各种环境进行了规格化的动力转换模块100。
图12是示出适用于浮动式波浪能发电装置的本发明的单轴动力转换装置的概略图。图13是适用于浮动式波浪能发电装置的单轴动力转换装置的俯视图。
动力转换模块100安装在海上也无妨。作为一例,动力转换模块100可以安装到在海水面50浮动的浮动单元200。可以将此定义为浮动式波浪能发电装置。本发明的单轴动力转换装置尤其适合于浮动式波浪能发电装置。
在浮动式波浪能发电装置中,连接到动力转换模块100的发电机90也能安装在浮动单元200。安装在浮动单元200的发电机90及动力转换模块100能和浮动单元200一起在海上浮动。根据本实施例,支持浮动单元200的绳索10不必从海上延伸到陆地。与此相应地,可以安装传输电缆80,该传输电缆80把发电机90所生产的电传输到陆地。
在图12所图示的浮动式波浪能发电装置中,可以在海底不设有转向单元310而设有固定绳索10一端的锚380。此时,一端被连接的绳索10可以经过连接点并且挂在转向单元310上。
转向单元310可以和发电机90及动力转换模块100一起安装在浮动单元200并且和浮动单元200一起浮动。
一端连接到锚380的绳索10的另一端以动力轴130为基准从相同的一侧输入到鼓轮110以便让连接到各绳索10的各鼓轮110全部在同一方向旋转。
转向单元310能全部配置在动力轴130的同一个轴上以便让多个绳索10在动力轴130的同一侧输入。
优选地,尽量以简单的结构构成动力转换模块100以便避免浮动单元200的浮力损。因此,浮动单元200上安装了预设数量的绳索10时,优选地,动力转换模块100包括单一动力轴130、按照绳索10数量安装在单一动力轴130上的鼓轮110。作为一例,实际安装在浮动单元200上的动力转换模块100可以和图9的实施例相同地形成。

Claims (12)

1.一种单轴动力转换装置,其特征在于,
包括:
浮动单元,凭借着接受波浪的动能的绳索系留在海上;
转向单元,改变所述绳索的方向;
动力转换模块,把所述绳索的张力传递到发电机;
所述动力转换模块把驱动力从所述绳索卷绕的鼓轮传递到连接了所述发电机的动力轴。
2.根据权利要求1所述的单轴动力转换装置,其特征在于,
所述动力转换模块设有配置于所述鼓轮与所述动力轴之间的单向旋转构件,
所述浮动单元牵拉所述绳索时所述鼓轮正向旋转,解除了所述浮动单元牵拉所述绳索的力量时所述鼓轮反向旋转而让所述绳索卷绕,
所述动力轴凭借所述单向旋转构件成为所述鼓轮的旋转轴并且不受所述鼓轮的旋转方向影响地只在所述正向旋转。
3.根据权利要求1所述的单轴动力转换装置,其特征在于,
所述动力转换模块设有配置于所述鼓轮与所述动力轴之间的单向旋转构件、控制所述单向旋转构件的模式转换单元,
所述单向旋转构件设有被所述鼓轮或所述动力轴约束的约束部,
所述约束部凭借所述模式转换单元以第一模式或第二模式动作,
所述第一模式是所述鼓轮正向旋转时约束所述鼓轮与所述动力轴而所述鼓轮反向旋转时解除所述鼓轮与所述动力轴的约束状态的动作模式,
所述第二模式是所述约束部不受所述鼓轮的旋转方向影响地解除所述鼓轮与所述动力轴的约束状态的动作模式。
4.根据权利要求1所述的单轴动力转换装置,其特征在于,
所述绳索被牵拉时所述鼓轮往正向旋转的话,所述动力轴以预先设定的预定方向旋转,
所述动力转换模块设有惯性部件,该惯性部件则增加所述动力轴的所述预定方向的旋转惯性。
5.根据权利要求1所述的单轴动力转换装置,其特征在于,
所述动力转换模块设有配置于所述鼓轮与所述动力轴之间的单向旋转构件、驱使所述鼓轮往所述绳索卷绕的反向旋转的复原件,
凭借所述绳索的张力驱使所述鼓轮往释放所述绳索的正向旋转的话,所述动力轴凭借着所述单向旋转构件以预先设定的预定方向旋转,
解除了所述绳索的张力时,所述鼓轮被所述复原件驱使而以所述反向旋转并且让所述绳索重新卷绕在所述鼓轮。
6.根据权利要求1所述的单轴动力转换装置,其特征在于,
3个以上的所述绳索连接在所述浮动单元,
设有多个转向单元,所述绳索则挂在所述多个转向单元,
所述绳索的一端部连接到所述浮动单元,
所述绳索的另一端部卷绕在所述鼓轮,
所述鼓轮的数量至少是连接到所述浮动单元的绳索的数量,
各鼓轮沿着所述动力轴的长度方向配置在相异位置,让所述绳索释放的旋转方向全部相同地形成。
7.根据权利要求1所述的单轴动力转换装置,其特征在于,
所述动力转换模块包括所述鼓轮及所述动力轴,
所述动力转换模块的数量为多个,
各个所述动力转换模块通过联轴器可拆卸地连接。
8.根据权利要求1所述的单轴动力转换装置,其特征在于,
设有配置于所述鼓轮与所述动力轴之间的单向旋转构件,
所述动力转换模块包括所述鼓轮、所述动力轴及所述单向旋转构件,
所述动力转换模块的数量为多个时,设有连接多个所述动力转换模块的联轴器,
多个所述动力转换模块以同一形状或大小形成。
9.根据权利要求1所述的单轴动力转换装置,其特征在于,
所述动力转换模块的数量为多个时,设有连接多个所述动力转换模块的联轴器,
所述联轴器让设于规定动力转换模块的动力轴的一端和设于其它动力转换模块的动力轴的另一端连接,
凭借着所述联轴器以各动力轴的长度为单位添加所述鼓轮,
从所述浮动单元延伸的所述绳索和所述动力轴垂直交叉并且卷绕在最接近交叉地点地配置的鼓轮,
通过所述联轴器连接的多个动力轴一起旋转,多个动力轴中的至少一个则连结所述发电机。
10.根据权利要求1所述的单轴动力转换装置,其特征在于,
所述动力轴被所述鼓轮带动旋转,
所述鼓轮能往释放所述绳索的正向及卷绕所述绳索的反向旋转地形成,
所述动力轴则只能往预先设定的预定方向旋转地形成。
11.根据权利要求1所述的单轴动力转换装置,其特征在于,
所述发电机及所述动力转换模块安装在所述浮动单元并且和所述浮动单元一起浮动。
12.根据权利要求11所述的单轴动力转换装置,其特征在于,
所述转向单元和所述发电机及所述动力转换模块一起安装在所述浮动单元并且和所述浮动单元一起浮动。
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