CN110410264A - 一种海浪发电系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种海浪发电系统，本发明结构简单，利用海浪的上下运动使浮筒沿限位支柱组往复滑动，浮筒上行或者下行，都能使浮筒上的齿条和两端的上、下棘轮转动，并且将单方向的力量交替连续传送给传动轴，再由传动轴把单方向的扭力传送给棘轮。棘轮通过弹性齿轮蓄能器在储存能量的同时，弹性齿轮蓄能器齿轮盘齿轮将能量通过第二从动轮与液压调速器匀速释放能量，使发电机组进行发电。高比值的能量转换比使得发电机运转更平稳，更可靠，实现了连续动力输出，既满足了发电的需求，同时也起到了消波减波的作用。

Description

一种海浪发电系统
技术领域
本发明涉及海浪发电技术领域，特别是涉及一种海浪发电系统。
背景技术
海浪是一种清洁能源，巨大的动能和势能以波浪的形式存储在海浪里,随着人类社会的进步与发展,人类对清洁能源的需求与日俱增，新能源的研究开发利用势在必行。海洋能是一种取之不尽用之不竭的无污染能源，各国科学家都在大力研究利用波浪作为动力，使它驱动各种不同类型的发电机发电。如已在运行的日本浮标式波浪发电机、Dam-Atoll的波浪动力发电系统、鸭点头式海浪发电机和波浪空气涡轮发电机等。我国是海洋大国，可利用的海浪能极为丰富，沿岸海洋波能蕴藏量巨大，具有很好的开发利用价值。针对现有海浪发电机在实际应用中存在着能量转换率不高、结构复杂、设备投入产出比小，动力输出不连续等缺点。
发明内容
本发明为解决目前背景技术中存在的缺点，提供了通过浮筒将波浪上下起伏的往复运动转化为连续旋转的机械运动，再使转换的机械能驱动发电装置产生电能的一种海浪发电系统，包括平台、浮筒以及连接两者的限位支柱组；
所述限位支柱组成对设置，所述浮筒和限位支柱组对称设置于平台两侧；
所述浮筒或平台上设有与限位支柱组对应的导轨孔，所述导轨孔与浮筒内部密封隔离；
所述平台的上设有至少一组发电机组；还包括：
至少一组传动机构，所述传动机构设于浮筒和发电机组之间，所述传动机构通过齿轮啮合实现力的转向和力的传递；
所述浮筒通过限位支柱组和导轨孔的限位产生相对稳定的浮力；
所述传动机构将浮力转向和传递给发电机组，所述发电机组进行发电。
进一步的，所述传动机构包括至少一组齿条、与齿条啮合的齿轮以及至少一组传动轴；
所述齿条设于浮筒上，所述齿轮设于平台侧面，所述齿条与齿轮垂直啮合；
所述传动轴一端与齿轮中轴连接，其另一端与发电机组连接；
所述传动机构的齿轮、齿条将浮筒的竖向浮力转向为横向力，所述传动机构的传动轴将横向力传递给发电机组，所述发电机组进行发电。
进一步的，所述齿条垂直固定于浮筒上，且位于限位支柱组中间。
进一步的，所述齿轮与发电机组之间还设有弹性齿轮蓄能器和第二从动轮，所述弹性齿轮蓄能器的齿轮与第二从动轮啮合，两者均通过传动轴分别与齿轮和电机传动连接。
进一步的，所述齿轮与弹性齿轮蓄能器之间还设有棘轮，所述棘轮通过传动轴分别与齿轮、弹性齿轮蓄能器传动连接，所述平台上设有与棘轮配合的棘爪，所述棘爪通过扣合和张开控制棘轮的转动和中断。
进一步的，所述齿条为双向齿条，所述齿轮包括与齿条左右啮合的上行齿轮和下行齿轮，所述上行齿轮和下行齿轮为单向齿轮且方向相反设置，所述上行齿轮和下行齿轮分别通过传动轴连接主动齿轮，所述主动齿轮间均啮合第一从动齿轮，所述第一从动齿轮通过传动轴连接棘轮。
进一步的，所述弹性齿轮蓄能器为发条齿轮蓄能器，例如机械手表上常用的发条。
进一步的，所述发电机组包括调速器和发电机，所述调速器与发电机传动连接。
采用上述技术方案，具有如下有益效果：
本发明结构简单，利用海浪的上下运动使浮筒沿限位支柱组往复滑动，浮筒上行或者下行，都能使浮筒上的齿条和两端的上、下棘轮转动，并且将单方向的力量交替连续传送给传动轴，再由传动轴把单方向的扭力传送给棘轮。棘轮通过弹性齿轮蓄能器在储存能量的同时，弹性齿轮蓄能器齿轮盘齿轮将能量通过第二从动轮与液压调速器匀速释放能量，使发电机组进行发电。高比值的能量转换比使得发电机运转更平稳，更可靠，实现了连续动力输出，既满足了发电的需求，同时也起到了消波减波的作用。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图中：1-浮筒；2-齿条；3-上行齿轮；4-下行齿轮；5-传动轴；6-棘轮；7-棘爪；8-弹性齿轮蓄能器；9-第二从动轮；10-液压调速器；11-发电机组；12-限位支柱组；13-导轨孔；14-平台；15-海床；16-第一从动齿轮。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明。
实施例1：如图1所示的一种海浪发电系统，它的工作原理是：利用上下起伏的海浪带动浮筒1上下运动，所述浮筒1的两端开有两个与浮筒1内墙相密封的导轨孔13，所述导轨孔13从浮筒1的上表面贯穿至浮筒1的下表面，所述浮筒1两端的导轨孔13内穿过限位支柱组12，所述导轨孔13内装有导向滑轮便于浮筒1上下滑动，所述限位支柱组12的上方连接有平台，所述平台的一端分别设有上行齿轮3与下行齿轮4，上行齿轮3与下行齿轮4两者中间通过竖向方向的齿条2连接，所述上行齿轮3与下行齿轮4的直径相同且分别由外齿轮盘与内棘轮组成。上行齿轮3只能在齿条2上行时才能带动上行齿轮3的轴心轮作顺时针旋转运动,下行齿轮4只能在齿条2下行时才能带动下行齿轮4的轴心轮作顺时针旋转运动，当其中的一个上行齿轮3或者下行齿轮4在工作时，另一个上行齿轮3或者下行齿轮4的棘爪反转脱钩，上行齿轮3或者下行齿轮4的棘轮齿轮盘与中心轴轮打滑空转，本发明的上行齿轮3与下行齿轮4形状相同，旋转方向一致且并排排列。
上行齿轮3与下行齿轮4的另一端各对应连接有一个传动轴5，所述传动轴5的中心轮为第一从动齿轮连接于棘轮6，棘轮6的一端设有棘爪7，所述棘轮6只能单方向旋转，由于棘爪7的作用把动能传给弹性齿轮蓄能器8，所述弹性齿轮蓄能器8的齿轮盘通过与第二从动轮9的齿轮咬合，将能量输出给液压调速器10，由液压调速器10匀速释放能量供给发电机组11进行发电。
本发明很好的利用了海浪反复上下的运动模式，将波浪能转换成了电能，使得传送更稳定，更可靠，传动机构的能量转换比大，且可实现连续动力输出，满足了人们的使用。在进行能量传递时，弹性齿轮蓄能器的具体结构与和机械手表上的发条蓄能器原理一样，传动轴与第一从动齿轮联动，其中的一个旋转，另外两个由于啮合的关系也同时旋转。本发明中的上行齿轮与下行齿轮只能在单向时工作，反向时上行齿轮或的下行齿轮上的外齿轮盘与轴心处于脱离状态只能是空转，对传动没有影响。
本实施例可以在海岛、沿海海岸的海床15上安装使用，也可以安装在深海的浮动半潜平台上使用，浮筒1不仅起到了发电的作用，还能消波减浪保持船体平稳，紧急时刻还能当救生艇使用，本发明很好的通过海浪的反复运动模式，进一步的带动各个传动机构的转动，进一步的将波浪能转换为电能，海上风力常年存在，很好的结合海上风能的特点，将风能转换为电能。
本发明结构简单，利用海浪的上下运动使浮筒1沿海浪发电机组平台竖向支柱12往复滑动，浮筒1上行或者下行，都能使浮筒1上的齿条2和两端的上行齿轮3或下行齿轮4转动，并且将单方向的力量交替连续传送给传动轴5，再由传动轴5把单方向的扭力传送给棘轮6。棘轮6通过弹性齿轮蓄能器8在储存能量的同时，弹性齿轮蓄能器8的齿轮盘齿轮将能量通过第二从动轮9与液压调速器10匀速释放能量，使发电机组11进行发电。高比值的能量转换比使得发电机运转更平稳，更可靠，实现了连续动力输出，既满足了发电的需求，同时也起到了消波减波的作用。
以上描述了本发明的基本原理和主要特征，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.一种海浪发电系统，包括平台、浮筒以及连接两者的限位支柱组；
所述限位支柱组成对设置，所述浮筒和限位支柱组对称设置于平台两侧；其特征在于，
所述浮筒或平台上设有与限位支柱组对应的导轨孔，所述导轨孔与浮筒内部密封隔离；
所述平台的上设有至少一组发电机组；还包括：
至少一组传动机构，所述传动机构设于浮筒和发电机组之间，所述传动机构通过齿轮啮合实现力的转向和力的传递；
所述浮筒通过限位支柱组和导轨孔的限位产生相对稳定的浮力；
所述传动机构将浮力转向和传递给发电机组，所述发电机组进行发电。
2.根据权利要求1所述的一种海浪发电系统，其特征在于，所述传动机构包括至少一组齿条、与齿条啮合的齿轮以及至少一组传动轴；
所述齿条设于浮筒上，所述齿轮设于平台侧面，所述齿条与齿轮垂直啮合；
所述传动轴一端与齿轮中轴连接，其另一端与发电机组连接；
所述传动机构的齿轮、齿条将浮筒的竖向浮力转向为横向力，所述传动机构的传动轴将横向力传递给发电机组，所述发电机组进行发电。
3.根据权利要求2所述的一种海浪发电系统，其特征在于，所述齿条垂直固定于浮筒上，且位于限位支柱组中间。
4.根据权利要求3所述的一种海浪发电系统，其特征在于，所述齿轮与发电机组之间还设有弹性齿轮蓄能器和第二从动轮，所述弹性齿轮蓄能器的齿轮与第二从动轮啮合，两者均通过传动轴分别与齿轮和电机传动连接。
5.根据权利要求4所述的一种海浪发电系统，其特征在于，所述齿轮与弹性齿轮蓄能器之间还设有棘轮，所述棘轮通过传动轴分别与齿轮弹性齿轮蓄能器传动连接，所述平台上设有与棘轮配合的棘爪，所述棘爪通过扣合和张开控制棘轮的转动和中断。
6.根据权利要求5所述的一种海浪发电系统，其特征在于，所述齿条为双向齿条，所述齿轮包括与齿条左右啮合的上行齿轮和下行齿轮，所述上行齿轮和下行齿轮为单向齿轮且方向相反设置，所述上行齿轮和下行齿轮分别通过传动轴连接主动齿轮，所述主动齿轮间均啮合第一从动齿轮，所述第一从动齿轮通过传动轴连接棘轮。
7.根据权利要求6所述的一种海浪发电系统，其特征在于，所述弹性齿轮蓄能器为发条齿轮蓄能器。
8.根据权利要求1-7任一项所述的一种海浪发电系统，其特征在于，所述发电机组包括调速器和发电机，所述调速器与发电机传动连接。
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