CN109441702A - 一种基于棘轮机构的双向海浪能发电装置 - Google Patents

一种基于棘轮机构的双向海浪能发电装置 Download PDF

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Abstract

本发明针对于海浪能这一新型绿色能源进行双向利用，提出了一种基于棘轮机构的双向海浪能发电装置，是一种高效利用海浪能发电的装置。通过海浪冲击前后挡板，带动棘轮棘爪结构运动，带动齿轮的转动，进而带动与齿轮相连的发电机进行发电。该装置中棘轮和棘轮爪的特殊设计使齿轮不会发生倒转，实现了前后两板运动相互独立；通过固定架起到限位作用，使挡板只能摆动到一定角度，避免挡板运动到极限位置装置卡死。本发明采用设置双向挡板的措施，可以分别收集正反两方向海浪能，实现了海浪能量的双向高效利用，装置结构简单，能够满足适应不同大小的海浪，能量转换效率高。

Description

一种基于棘轮机构的双向海浪能发电装置
技术领域
本发明属于新型绿色能源领域，涉及一种利用海浪能发电的装置。
背景技术
随着社会和科学技术的发展，人类对能源的需求量越来越大。同时随着石油、煤炭、天然气等不可再生能源的日益减少，新能源的开发日益受到人类的重视。目前新能源的发电主要集中在太阳能、风能、海浪能、潮汐能等。由于海洋巨大的能储优势，海浪能的开发利用逐渐成为全世界关注的焦点领域。海浪能的开发利用不仅对缓解我国面临的能源问题有着重大的战略意义，也对世界能源结构优化有着不可或缺的作用。目前海浪发电的方式有很多种，有振荡空气柱式，浮体水泵式，收缩水道式，这些发电方式有岸边安装和离岸安装两种，然而，大都存在难以适应不同大小的海浪、能量转换效率低、设备造价高、易被海水腐蚀、使用寿命短等问题。目前，尚未出现集适应范围广、能量转换效率高、设备成本低和使用寿命长等优点的海浪能发电装置。
发明内容
本发明针对现有海浪能发电装置的不足，提出了一种可以适应不同大小的海浪、能量转换效率高、结构简单的基于棘轮机构的双向摆动式海浪能发电装置，以充分利用海浪能源，缓解化石能源日益衰竭的问题。
本发明提供的技术方案为：
一种基于棘轮机构的双向海浪能发电装置，包括固定平台、挡板、棘轮机构、齿轮和发电机；
所述固定平台两端分别连接第一挡板和第二挡板；所述第一、第二挡板能前后摆动；在所述的第一、第二挡板之间设置有两个相互平行的第一轴和第二轴；所述的第一轴和第二轴各自安装有棘轮机构，棘轮机构分别通过连杆与其相邻的第一挡板或者第二挡板相连；且在第一轴上安装第一齿轮，第二轴上安装第二齿轮，第一、第二个齿轮相互啮合，且其中一个齿轮还与第三齿轮啮合，所述的第三齿轮安装在第三轴上且驱动第三轴旋转；所述第三轴两侧分别与发电机相连。
进一步的，所述的第一挡板和第二挡板通过铰链与所述的固定平台铰接，以实现其摆动。
进一步的，在所述的第一挡板和第二挡板的两侧还设有限位装置，以限定第一挡板和第二挡板的摆动角度。
进一步的，棘轮机构包括棘轮和棘爪，所述的棘轮固定在所述的第一轴和第二轴上，所述的棘爪通过连杆与第一挡板或第二挡板相连，所述的棘爪插入到棘轮的棘轮齿中以推动棘轮转动。
进一步的，所述海浪能发电装置除前后挡板外，中间部分用不锈钢板包围，不锈钢板上预留有连杆运动的缝隙。
进一步的，所述的棘轮机构可以设置多组，挡板摆动时通过多组棘轮机构驱动第一轴和第二轴旋转。
进一步的，通过调节所述的第一、第二挡板与第一轴、第二轴之间的距离远近，来进一步提高海浪能的利用率。
进一步的，所述的海浪能发电装置表面及其内部都设置有一层海水防腐涂料。
进一步的，所述的第一齿轮与第二轮齿完全相同，为大齿轮；所述的第三齿轮为小齿轮。
进一步的，所述的第三轴位于第一轴和第二轴的上方，两端通过支架支撑，第三轴与第一轴和第二轴平行。
本发明的有益效果如下：
本发明采用特殊的棘轮机构，设置两个挡板，可以分别收集正反两方向海浪能，实现了海浪能量的双向高效利用。利用收集的海浪能带动发动机运转，同时通过棘轮机构解决了挡板运动到极限位置且由于海浪的继续冲击无法及时复位时，传统连杆机构或齿轮机构造成装置卡死，无法继续运转的问题。
本装置兼容性强，适应范围广，升级前景广阔，可通过将多组装置并联到同一主轴，设置挡板与主轴之间的距离远近，来进一步提高海浪能的利用率。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。
图1是本发明的侧视图。
图2是本发明的俯视图。
图3是棘轮棘爪结构图。
图4是本发明的局部三维图。
图5是本发明挡板示意图。
图6是本发明保护装置三维图。
图中：1挡板，2连杆，3摇杆，4棘爪，5棘轮，6大齿轮，7大齿轮，8小齿轮，9发电机，10固定平台，11固定支架、12固定支架、13固定支架、14固定支架，15小轴，16主轴。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合；
正如背景技术所介绍的，目前海浪发电的方式有很多种，有振荡空气柱式，浮体水泵式，收缩水道式，这些发电方式有岸边安装和离岸安装两种，然而，大都存在难以适应不同大小的海浪、能量转换效率低、设备造价高、易被海水腐蚀、使用寿命短等问题。目前，尚未出现集适应范围广、能量转换效率高、设备成本低和使用寿命长等优点的海浪能发电装置，为了解决如上的技术问题，本申请提出了一种基于棘轮机构的双向海浪能发电装置。
实施例1
如图1和图2所示，该海浪能利用装置包括两个挡板1，两个连杆2，两个摇杆3，两个棘爪4，两个棘轮5，大齿轮6，大齿轮7，小齿轮8，两个发电机9，固定平台10，固定支架11、12、13、14，小轴15，两个主轴16等等。
本发明除小齿轮7、发电机8及其小轴15外总体呈对称分布；具体的安装方式如下：
两个挡板1各自通过一个铰链对称的安装在固定平台10的两端，；两个挡板1通过的两侧分别通过固定支架13和固定支架14进行限位；
以图中的右侧为例，进行详细说明；挡板1通过一个连杆2与摇杆3相连，所述的摇杆3连接棘爪4，棘爪4铰接在摇杆3上的棘爪4插入棘轮5的齿内；棘轮5安装在主轴16上，主轴16上安装有大齿轮6，左侧的棘轮机构与右侧相同，两个主轴16相互平行，大齿轮6与大齿轮7啮合；大齿轮7与小齿轮8啮合，小齿轮8安装在小轴15上，小轴15的两端各自连接一个发电机。小轴15位于主轴16的上方，两端通过支架支撑，主轴16与小轴15平行。
棘爪4和棘轮5相互配合的结构图如图3所示。
挡板1的结构如图5所示。
本发明可放置于近海浅海处，固定于海底，海浪正向冲击挡板1使其摆动，挡板1通过连杆2带动摇杆3摆动，铰接在摇杆3上的棘爪4插入棘轮5的齿内，使棘轮5顺时针转过一定角度。棘轮5通过主轴16带动大齿轮6同向转动，大齿轮6带动大齿轮7反向转动，大齿轮7带动小齿轮8转动，小齿轮8带动小轴15转动，小轴15带动发电机9转动，从而将海浪能转化为电能；另一方面，当海浪回流时，另一侧的传动情况相同，回流的海浪带动挡板8倾倒，相同原理带动齿轮9逆时针转动，齿轮9与齿轮6啮合带动齿轮6，从而带动电机7转动。此时齿轮4和棘轮3会跟随齿轮9顺时针转动。棘爪在棘轮3的齿上滑过，不会造成卡死，挡板1也可自由复位。
进一步的，为了防止海浪能发电装置在海水中被腐蚀，所述海浪能发电装置表面及其内部都设置有一层海水防腐涂料；增加海浪能发电装置的使用年限。
进一步的，所述海浪能发电装置除前后挡板外，中间部分用不锈钢板包围，不锈钢板前后两侧留出连杆运动的缝隙，具体的如图6所示。
实施例2
本发明可组合使用，多组挡板与棘轮机构并联到两主轴，带动小轴转动，继而带动发电机发电，进一步增大发电效率。
进一步的，通过设置挡板与主轴之间的距离远近，来进一步提高海浪能的利用率。
实施例3：
本发明装置可与水质检测仪连接，为水质检测仪供电，实时检测海水水质情况，及时防范污染，对污染的预警，还可以便于保护装置。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于棘轮机构的双向海浪能发电装置，其特征在于，包括固定平台、挡板、棘轮机构、齿轮和发电机；
所述固定平台两端分别连接第一挡板和第二挡板；所述第一、第二挡板能前后摆动；在所述的第一、第二挡板之间设置有两个相互平行的第一轴和第二轴；所述的第一轴和第二轴各自安装有棘轮机构，棘轮机构分别通过连杆与其相邻的第一挡板或者第二挡板相连；且在第一轴上安装第一齿轮，第二轴上安装第二齿轮，第一、第二个齿轮相互啮合，且其中一个齿轮还与第三齿轮啮合，所述的第三齿轮安装在第三轴上且驱动第三轴旋转；所述第三轴两侧分别与发电机相连。
2.如权利要求1所述的一种基于棘轮机构的双向海浪能发电装置，其特征在于，所述的第一挡板和第二挡板通过铰链与所述的固定平台铰接，以实现其摆动。
3.如权利要求1所述的一种基于棘轮机构的双向海浪能发电装置，其特征在于，在所述的第一挡板和第二挡板的两侧还设有限位装置，以限定第一挡板和第二挡板的摆动角度。
4.如权利要求1所述的一种基于棘轮机构的双向海浪能发电装置，其特征在于，棘轮机构包括棘轮和棘爪，所述的棘轮固定在所述的第一轴和第二轴上，所述的棘爪通过连杆与第一挡板或第二挡板相连，所述的棘爪插入到棘轮的棘轮齿中以推动棘轮转动。
5.如权利要求4所述的一种基于棘轮机构的双向海浪能发电装置，其特征在于，所述海浪能发电装置除前后挡板外，中间部分用不锈钢板包围，不锈钢板上预留有连杆运动的缝隙。
6.如权利要求1所述的一种基于棘轮机构的双向海浪能发电装置，其特征在于，所述的棘轮机构可设置多组，挡板摆动时通过多组棘轮机构驱动第一轴和第二轴旋转。
7.如权利要求1所述的一种基于棘轮机构的双向海浪能发电装置，其特征在于，通过调节所述的第一、第二挡板与第一轴、第二轴之间的距离远近，来进一步提高海浪能的利用率。
8.如权利要求1所述的一种基于棘轮机构的双向海浪能发电装置，其特征在于，所述的第一齿轮与第二轮齿完全相同，为大齿轮；所述的第三齿轮为小齿轮。
9.如权利要求1所述的一种基于棘轮机构的双向海浪能发电装置，其特征在于，所述的第三轴位于第一轴和第二轴的上方，两端通过支架支撑，第三轴与第一轴和第二轴平行。
10.如权利要求1所述的一种基于棘轮机构的双向海浪能发电装置，其特征在于，所述的海浪能发电装置的各个部件的表面及其内部都设置有一层海水防腐涂料。
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Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111207027A (zh) * 2020-03-15 2020-05-29 荆门创佳机械科技有限公司 一种波浪能发电装置
CN111207026A (zh) * 2020-03-14 2020-05-29 荆门创佳机械科技有限公司 摇摆式波浪能发电装置
CN111255615A (zh) * 2020-03-16 2020-06-09 荆门创佳机械科技有限公司 一种点头式波浪能发电装置
CN111365170A (zh) * 2020-04-26 2020-07-03 荆门创佳机械科技有限公司 倾斜迎浪板摇摆平衡式波浪能发电装置
CN111365172A (zh) * 2020-04-26 2020-07-03 荆门创佳机械科技有限公司 一种倾斜迎浪板点头式波浪能发电装置
CN111365171A (zh) * 2020-04-26 2020-07-03 荆门创佳机械科技有限公司 一种倾斜迎浪板波浪能发电装置
CN111535982A (zh) * 2020-05-21 2020-08-14 荆门思安机械设备有限公司 门扇导流式波浪能发电装置
CN111535981A (zh) * 2020-05-20 2020-08-14 荆门思安机械设备有限公司 一种门扇式波浪能发电装置
CN111927688A (zh) * 2020-08-18 2020-11-13 青岛理工大学 自发电式海洋水质检测平台及自发电检测方法
CN112483304A (zh) * 2020-12-10 2021-03-12 浙江海洋大学 一种波浪能发电装置
CN115492712A (zh) * 2022-09-14 2022-12-20 武汉理工大学 一种基于棘轮和边缘轮结构的双向潮汐能发电组件及装置

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111207026A (zh) * 2020-03-14 2020-05-29 荆门创佳机械科技有限公司 摇摆式波浪能发电装置
CN111207027A (zh) * 2020-03-15 2020-05-29 荆门创佳机械科技有限公司 一种波浪能发电装置
CN111255615A (zh) * 2020-03-16 2020-06-09 荆门创佳机械科技有限公司 一种点头式波浪能发电装置
CN111365170A (zh) * 2020-04-26 2020-07-03 荆门创佳机械科技有限公司 倾斜迎浪板摇摆平衡式波浪能发电装置
CN111365172A (zh) * 2020-04-26 2020-07-03 荆门创佳机械科技有限公司 一种倾斜迎浪板点头式波浪能发电装置
CN111365171A (zh) * 2020-04-26 2020-07-03 荆门创佳机械科技有限公司 一种倾斜迎浪板波浪能发电装置
CN111535981A (zh) * 2020-05-20 2020-08-14 荆门思安机械设备有限公司 一种门扇式波浪能发电装置
CN111535982A (zh) * 2020-05-21 2020-08-14 荆门思安机械设备有限公司 门扇导流式波浪能发电装置
CN111927688A (zh) * 2020-08-18 2020-11-13 青岛理工大学 自发电式海洋水质检测平台及自发电检测方法
WO2022037367A1 (zh) * 2020-08-18 2022-02-24 青岛理工大学 自发电式海洋水质检测平台及自发电检测方法
CN112483304A (zh) * 2020-12-10 2021-03-12 浙江海洋大学 一种波浪能发电装置
CN112483304B (zh) * 2020-12-10 2022-06-28 浙江海洋大学 一种波浪能发电装置
CN115492712A (zh) * 2022-09-14 2022-12-20 武汉理工大学 一种基于棘轮和边缘轮结构的双向潮汐能发电组件及装置
CN115492712B (zh) * 2022-09-14 2024-03-08 武汉理工大学 一种基于棘轮和边缘轮结构的双向潮汐能发电组件及装置

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