CN110905713A - 一种系泊式海浪发电机 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种系泊式海浪发电机，包括密闭的发电机壳体，发电机壳体内固定设置有主支架，主支架上设置有主传动轴，主传动轴中间活动设置重力摆，对称重力摆两侧设置有第一发电机组和第二发电机组，每个发电机组包括设置在主传动轴上的链轮，与链轮传动连接的第一传动机构，第一传动机构与发电机齿轮之间设置有第二传动机构，第二传动机构分别与第一传动机构和发电机齿轮活动连接。重力摆在海浪的作用下反复运动，进而带动主传动轴转动，主传动轴上的链轮随着主传动轴转动，通过第一传动结构和第二传动结构最后带动发电机齿轮转动，实现发电。由于只要海浪波动，重力摆就运动，因此可实现发电机持续稳定的发电。

Description

一种系泊式海浪发电机

技术领域

本申请涉及技术领域，具体涉及一种系泊式海浪发电机。

背景技术

随着生产对能源的利用，传统不可再生能源的逐步枯竭环境污染日趋严重，新能源的开发已迫在眉睫，利用清洁可再生能源如太阳能、风能以及海浪能来提供电能是当今清洁能源发展的总的趋势，由于诸多技术因素，海浪能的利用仍落后于太阳能、风能发电技术。

但海浪能分布广泛，储量巨大，可就海取能，因此海浪发电仍有着其不可比拟的优势。海浪发电装置受海况及气候的影响低，为长期提供能源具有十分重要的意义。海浪发电是以海面波浪的能量为动力转换为电能，目前普遍采用的转换形式包括机械式、气动式和液压式。

传统机械式的由于其利用浮子带动齿直条作升降运动受海况形影较大，发电不稳定。直齿条上下升降距离短，所啮合的左右两个齿轮转速慢发电量微弱，直齿条上下升降有间歇，发电不连续，可靠性差。

发明内容

本申请为了解决上述技术问题，提出了如下技术方案：

第一方面，本申请实施例提供了一种系泊式海浪发电机，包括密闭的发电机壳体，所述发电机壳体内固定设置有主支架，所述主支架上设置有主传动轴，所述主传动轴中间活动设置重力摆，对称所述重力摆两侧设置有第一发电机组和第二发电机组，每个发电机组包括设置在所述主传动轴上的链轮，与所述链轮传动连接的第一传动机构，所述第一传动机构与发电机齿轮之间设置有第二传动机构，所述第二传动机构分别与所述第一传动机构和所述发电机齿轮活动连接。

采用上述实现方式，重力摆在海浪的作用下往复运动，进而带动主传动轴转动，主传动轴上的链轮随着主传动轴转动，通过第一传动结构和第二传动结构最后带动发电机齿轮转动，实现发电。由于只要海浪波动，重力摆就运动，因此可实现发电机持续稳定的发电。

结合第一方面，在第一方面第一种可能的实现方式中，所述第一传动机构包括棘轮、第一传动轴和第一传动齿轮， 所述棘轮设置在靠近所述第一传动轴第一端的位置，所述第一传动齿轮设置在靠近所述第一传动轴第二端的位置，所述第一传动轴的第二端活动设置在所述主支架上，所述棘轮与所述链轮通过链条传动连接，所述第一传动齿轮与所述第二传动机构活动连接。每一个发电机组均设置一棘轮，当重力摆摇摆运动时，链轮随着主传动轴往复旋转，由于棘轮向一个方向转动时可以带动第一传动轴转动，使传动机构的发条聚集弹性势能，当向相反方向转动时则是空转，发条释放弹性势能，由于设置了单向制动机构，不会带动第一传动轴转动。因此两个棘轮设置为一个当链条带动链轮顺时针转动时，棘轮带动第一传动轴转动，另一个棘轮此时空转。当链条带动棘轮逆时针转动时，另一个棘轮带动对应第一传动轴转动。这样实现了无论重力摆如何摆动，都会被有效利用，2个电机时刻都在发电。

结合第一方面第一种可能的实现方式，在第一方面第二种可能的实现方式中，所述第二传动机构包括：第二传动齿轮、第二传动轴和第三传动齿轮，所述第二传动齿轮设置在靠近所述第二传动轴第一端的位置，所述第三传动齿轮设置在靠近所述第二传动轴第二端的位置，所述第二传动轴第一端活动设置在所述主支架上，所述第二传动齿轮与所述第一传动齿轮啮合连接，所述第三传动齿轮与所述发电机齿轮啮合连接。当棘轮带动第一传动轴转动后，第一传动轴带动第一传动齿轮转动，所述第一传动齿轮带动第二传动齿轮转动，进而通过第二传动轴带动第三传动齿轮转动，由于发条弹性势能的不断释放第三传动齿轮带动发电机齿轮转动实现发电。

结合第一方面第二种可能的实现方式，在第一方面第三种可能的实现方式中，所述第三传动齿轮与所述第二传动轴之间第三传动轴，所述第三传动轴上固定设置有传动发条，所述传动发条的两端分别与所述第三传动轴和所述第三传动齿轮固定连接，所述传动发条与所述第三传动齿轮之间设置有发条固定销。第二传动轴上的齿轮传动第三传动轴上的齿轮收紧发条，发条的外圈末端通过发条固定销使聚集弹性能量传递给第三传动齿轮，当能量聚集到一定值，第三传动齿轮使啮合的发电机齿轮转动，使发电机转动发电。两台发电机安装位置相对，重力摆在往复运动中均可使一个发条聚集弹性势能，在传动结构中最终驱动发电机是依靠传动发条所聚蓄的弹性势能，故在重力单摆往复摆时，一个在积蓄弹性势能发电，另一个发条的弹性势能在释放继续发电，故发电机不停转动发电，海浪不止，电能不断。

结合第一方面第三种可能的实现方式，在第一方面第四种可能的实现方式中，所述第一传动轴和所述第二传动轴通过轴承座固定设置在所述主支架上，所述第一传动轴和所述第二传动轴均与所述轴承座活动连接，对应所述第一传动轴的所述轴承座上设置有单向止动机构，所述单向止动机构用于防止弹性势能逆向释放。

结合第一方面，在第一方面第五种可能的实现方式中，所述主传动轴中间位置固定设置单摆支架，所述单摆支架与所述重力摆相连接。

结合第一方面，在第一方面第六种可能的实现方式中，对应所述主传动轴两端分别设置有轴承座，所述轴承座固定设置在所述主支架上，所述主传动轴与所述轴承座活动连接。

结合第一方面，在第一方面第七种可能的实现方式中，所述发电机壳体包括机壳和封头，所述机壳和所述封头通过法兰固定密封连接。封头为椭圆形，椭圆形减少重力恢复的阻力。机壳和封头组成不倒翁“圆桶式外形，最大限度的接受海浪的冲击动能，利用自身重量所产生的重力恢复力两者交替作用，使发电机不停摆摇产生稳定持续的能量。法兰给整机密封的同时，降低了整机的重心，增强恢复力。

结合第一方面第七种可能的实现方式，在第一方面第八种可能的实现方式中，所述机壳的一侧设置有系耳，所述机壳对应所述系耳的另一侧固定设置有输电接头，所述输电接头与发电机控制器连接，所述机壳的顶部固定设置有指示灯。

结合第一方面第八种可能的实现方式，在第一方面第九种可能的实现方式中，所述发电机与所述主支架之间设置有发电机支座，所述发电机支座固定设置在所述主支架上，所述发电机固定设置在所述发电机支座上。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种系泊式海浪发电机的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的第三传动齿轮处的结构示意图；

图1-2中，符号表示为：

1-主支架，2-主传动轴，3-重力摆，4-链轮，5-发电机齿轮，6-棘轮，7-第一传动轴，8-第一传动齿轮，9-链条，10-第二传动齿轮，11-第二传动轴，12-第三传动齿轮，13-第三传动轴，14-传动发条，15-发条固定销，16-轴承座，17-单向止动机构，18-单摆支架，19-机壳，20-封头，21-法兰，22-系耳，23-输电接头，24-指示灯，25-发电机支座。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本方案进行阐述。

海浪发电利用海浪的能量为动力产生电能。交-直-交，就是发电机产生的交流电利用控制器转化为直流电，再由逆变器使直流电转化为交流电输出。

图1为本申请实施例提供的一种系泊式海浪发电机的结构示意图，参见图1，本申请实施例提供的系泊式海浪发电机包括：密闭的发电机壳19体，所述发电机壳19体内固定设置有主支架1，所述主支架1上设置有主传动轴2，所述主传动轴2中间活动设置重力摆3，对称所述重力摆3两侧设置有第一发电机组和第二发电机组，每个发电机组包括设置在所述主传动轴2上的链轮4，与所述链轮4传动连接的第一传动机构，所述第一传动机构与发电机齿轮5之间设置有第二传动机构，所述第二传动机构分别与所述第一传动机构和所述发电机齿轮5活动连接。

所述第一传动机构包括棘轮6、第一传动轴7和第一传动齿轮8， 所述棘轮6设置在靠近所述第一传动轴7第一端的位置，所述第一传动齿轮8设置在靠近所述第一传动轴7第二端的位置，所述第一传动轴7的第二端活动设置在所述主支架1上，所述棘轮6与所述链轮4通过链条9传动连接，所述第一传动齿轮8与所述第二传动机构活动连接。

每一个发电机组均设置一棘轮6，当重力摆3摇摆运动时，链轮4随着主传动轴2往复旋转，由于棘轮6向一个方向转动时可以带动第一传动轴7转动，当向相反方向转动时则是空转，不会带动第一传动轴7转动。因此两个棘轮6设置为一个当链条9带动链轮4顺时针转动时，棘轮6带动第一传动轴7转动，另一个棘轮6此时空转。当链条9带动棘轮6逆时针转动时，另一个棘轮6带动对应第一传动轴7转动。这样实现了无论重力摆3如何摆动，都会被有效利用，两组发电机时刻都在发电。

所述第二传动机构包括：第二传动齿轮10、第二传动轴11和第三传动齿轮12，所述第二传动齿轮10设置在靠近所述第二传动轴11第一端的位置，所述第三传动齿轮12设置在靠近所述第二传动轴11第二端的位置，所述第二传动轴11第一端活动设置在所述主支架1上，所述第二传动齿轮10与所述第一传动齿轮8啮合连接，所述第三传动齿轮12与所述发电机齿轮5啮合连接。

当棘轮6带动第一传动轴7转动后，第一传动轴7带动第一传动齿轮8转动，所述第一传动齿轮8带动第二传动齿轮10转动，进而通过第二传动轴11带动第三传动齿轮12转动，第三传动齿轮12直接带动发电机齿轮5转动实现发电。

参见图2，所述第三传动齿轮12与所述第二传动轴11之间第三传动轴13，所述第三传动轴13上固定设置有传动发条14，所述传动发条14的两端分别与所述第三传动轴13和所述第三传动齿轮12固定连接，所述传动发条14与所述第三传动齿轮12之间设置有发条固定销15。

第二传动轴11上的齿轮传动第三传动轴13上的齿轮收紧发条，发条的外圈末端通过发条固定销15使聚集弹性能量传递给第三传动齿轮12，当能量聚集到一定值，第三传动齿轮12使啮合的发电机齿轮5转动，使发电机转动发电。两台发电机安装位置相对，重力摆3在往复运动中均可使一个发条积蓄弹性势能。在传动结构中最终驱动发电机是依靠传动发条14所聚蓄的弹性势能释放，故在重力单摆回摆时发条的弹性势能仍在释放，故发电机不停转动发电，海浪不止，电能不断。

所述第一传动轴7和所述第二传动轴11通过轴承座16固定设置在所述主支架1上，所述第一传动轴7和所述第二传动轴11均与所述轴承座16活动连接，对应所述第一传动轴7的所述轴承座16上设置有单向止动机构17，所述单向止动机构17用于防止所述第一传动齿轮8反转。

本申请实施例中，所述主传动轴2中间位置固定设置单摆支架18，所述单摆支架18与所述重力摆3相连接。对应所述主传动轴2两端分别设置有轴承座16，所述轴承座16固定设置在所述主支架1上，所述主传动轴2与所述轴承座16活动连接。

本实施例中，所述发电机壳19体包括机壳19和封头20，所述机壳19和所述封头20通过法兰21固定密封连接。封头20为椭圆形，椭圆形减少重力恢复的阻力。机壳19和封头20组成不倒翁“圆桶式外形，最大限度的接受海浪的冲击动能，利用自身重量所产生的重力恢复力两者交替作用，使发电机不停摆摇产生稳定持续的能量。法兰21给整机密封的同时，降低了整机的重心，增强恢复力。

发电机外形为全封闭圆桶“不倒翁”式结构，材质为不锈钢316L，装置2/3显露于海面作为受波体，接受海浪的冲击能量，同时用自身的重量使之在重力作用下，浪头冲击后快速复位，这样发电机在海底锚缆的牵引力，海浪的冲击力与自身重力恢复力的共同作用下，不停在海面摇摆。

所述机壳19的一侧设置有系耳22，所述机壳19对应所述系耳22的另一侧固定设置有电机接头23，所述电机接头23与发电机电连接，所述机壳19的顶部固定设置有指示灯24。本申请中的系泊式海浪发电机。“系”即是将发电机用轻质耐腐蚀抗拉强度高的缆绳通过系耳22在海底锚上，使发电机永远“泊”于海面，无论风向海浪如何变化，发电机永远处于迎波面。输电接头23用于将发电机产生的电能传输出去，指示灯24用于只是发电机的工作状态。

所述发电机与所述主支架1之间设置有发电机支座25，所述发电机支座25固定设置在所述主支架1上，所述发电机固定设置在所述发电机支座25上。

在海浪的不断冲击下，使发电装置不断摇摆，使内部的重力摆3依靠惯性不断地向相反方向作往复摆动，链轮4随重力单摆往复转动，链轮4上的链条9带动连接的棘轮6作单向转动，第二传动轴11上的齿轮传动第三传动轴13上的齿轮收紧传动发条14，传动发条14的弹性势能释放传送给第三传动齿轮12，第三传动齿轮12与发电机齿轮5啮合驱动发电机旋转产生电能。两台发电机安装位置相对，重力摆3在往复运动中均可使一个发条积蓄弹性势能，在传动结构中最终驱动发电机是依靠传动发条14所聚蓄的弹性势能，故在重力单摆回摆时传动发条14的弹性势能仍在释放，故发电机不停转动发电，海浪不止，电能不断。

由上述实施例可知，本实施例提供了一种系泊式海浪发电机，重力摆3在海浪的作用下反复运动，进而带动主传动轴2转动，主传动轴2上的链轮4随着主传动轴2转动，通过第一传动结构和第二传动结构最后带动发电机齿轮5转动，实现发电。由于只要海浪波动，重力摆3就运动，因此可实现发电机持续稳定的发电。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

当然，上述说明也并不仅限于上述举例，本申请未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述；以上实施例及附图仅用于说明本申请的技术方案并非是对本申请的限制，如来替代，本申请仅结合并参照优选的实施方式进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，本技术领域的普通技术人员在本申请的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换都不脱离本申请的宗旨，也应属于本申请的权利要求保护范围。

Claims (10)

1.一种系泊式海浪发电机，其特征在于，包括密闭的发电机壳体，所述发电机壳体内固定设置有主支架，所述主支架上设置有主传动轴，所述主传动轴中间活动设置重力摆，对称所述重力摆两侧设置有第一发电机组和第二发电机组，每个发电机组包括设置在所述主传动轴上的链轮，与所述链轮传动连接的第一传动机构，所述第一传动机构与发电机齿轮之间设置有第二传动机构，所述第二传动机构分别与所述第一传动机构和所述发电机齿轮活动连接。

2.根据权利要求1所述的系泊式海浪发电机，其特征在于，所述第一传动机构包括棘轮、第一传动轴和第一传动齿轮，所述棘轮设置在靠近所述第一传动轴第一端的位置，所述第一传动齿轮设置在靠近所述第一传动轴第二端的位置，所述第一传动轴的第二端活动设置在所述主支架上，所述棘轮与所述链轮通过链条传动连接，所述第一传动齿轮与所述第二传动机构活动连接。

3.根据权利要求2所述的系泊式海浪发电机，其特征在于，所述第二传动机构包括：第二传动齿轮、第二传动轴和第三传动齿轮，所述第二传动齿轮设置在靠近所述第二传动轴第一端的位置，所述第三传动齿轮设置在靠近所述第二传动轴第二端的位置，所述第二传动轴第一端活动设置在所述主支架上，所述第二传动齿轮与所述第一传动齿轮啮合连接，所述第三传动齿轮与所述发电机齿轮啮合连接。

4.根据权利要求3所述的系泊式海浪发电机，其特征在于，所述第三传动齿轮与所述第二传动轴之间第三传动轴，所述第三传动轴上固定设置有传动发条，所述传动发条的两端分别与所述第三传动轴和所述第三传动齿轮固定连接，所述传动发条与所述第三传动齿轮之间设置有发条固定销。

5.根据权利要求4所述的系泊式海浪发电机，其特征在于，所述第一传动轴和所述第二传动轴通过轴承座固定设置在所述主支架上，所述第一传动轴和所述第二传动轴均与所述轴承座活动连接，对应所述第一传动轴的所述轴承座上设置有单向止动机构，所述单向止动机构用于防止所述发条弹性势能逆向释放使第一传动齿轮反转。

6.根据权利要求1所述的系泊式海浪发电机，其特征在于，所述主传动轴中间位置固定设置单摆支架，所述单摆支架与所述重力摆相连接。

7.根据权利要求1所述的系泊式海浪发电机，其特征在于，对应所述主传动轴两端分别设置有轴承座，所述轴承座固定设置在所述主支架上，所述主传动轴与所述轴承座活动连接。

8.根据权利要求1所述的系泊式海浪发电机，其特征在于，所述发电机壳体包括机壳和封头，所述机壳和所述封头通过法兰固定密封连接。

9.根据权利要求8所述的系泊式海浪发电机，其特征在于，所述机壳的一侧设置有系耳，所述机壳对应所述系耳的另一侧固定设置有输电接头，所述输电接头与发电机控制器连接，所述机壳的顶部固定设置有指示灯。

10.根据权利要求9所述的系泊式海浪发电机，其特征在于，所述发电机与所述主支架之间设置有发电机支座，所述发电机支座固定设置在所述主支架上，所述发电机固定设置在所述发电机支座上。

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