CN110905715A - 全封闭纵摇滑轨波浪发电装置 - Google Patents

全封闭纵摇滑轨波浪发电装置 Download PDF

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Abstract

一种全封闭纵摇滑轨波浪发电装置，其至少包含有，一发电机，该发电机设有一驱动轴，该驱动轴上设有一第一单向棘轮组及一第二单向棘轮组，该第一单向棘轮组与第二单向棘轮组输出于该驱动轴的转动方向相同；一滑动机构，该滑动机构由一滑动块及一滑轨组所构成，该滑动块滑设于该滑轨组上，该滑动块底部并设有一齿条；一齿轮组，其可与该第一单向棘轮组与该第二单向棘轮组相齿接；一壳体，该壳体内具有一封闭的容置空间，该发电机、滑动机构及齿轮组均设于该容置空间内；当该滑块左右滑动时，该齿轮组可带动不同的单向棘轮组对于该发电机产生同方向的转动，使发电机可以持续的产生发电，并且，该壳体可以保护所有机件不会受海水侵蚀，且内部润滑油不会外漏。

Description

全封闭纵摇滑轨波浪发电装置
技术领域
本发明与一种发电机有关，特别是指一种可以随波浪上下摆动皆可产生发电的全封闭纵摇滑轨波浪发电装置。
背景技术
按，随着科技的发展，对于能源的使用量日趋增加，但是能源除了有一定储量，会被消耗之外，能源转换后产生的废弃物，也是一大问题；是以，现今对于再生能源的使用，越来越依赖，如太阳能、风力、水力、潮汐等能源，透过其能量的变化而产生电力，除了可以重复使用不会有耗竭的问题外，再生能源产生的发电，其本身较不会产生废弃物的问题，虽然在使用上有一些环境的限制而仍无法大量使用，但是，再生能源的使用是目前大家所努力的目标。
而现今，再生能源中，以海浪产生摆荡，透过潮流来进行发电的设计，因为海浪的产生是持续不间断的，用来作为发电的设计是较为理想的再生能源提供来源，现今的海浪发电设备，主要为浮标以及闭管气柱式的发电方式，透过海浪来使浮标的浮力作功，透过浮力产生的高低差来产生电力，但是，其问题在于，浮力作功时，浮力必须负担浮标本身的自重和发电机转轴的线圈阻力，活塞或浮标上升时，理想上，不考虑机械磨擦耗损，作功会转换成浮标的重力位能和发电机的电能，而当浮标下降时，是重力位能作功，作功时再将部分动能再转换成电能，但目前，主流的浮标滑动均采用上升浮力的这段作功，且往上浮冲程若是太短，浮力再大，做的功也是有限。
再者，一个更大的问题点在于，零件的腐蚀，一般主动构件都是以金属制成的，韧性以及强度要求极高，但缺点是易腐蚀，容易损坏常保养更换，第二，机构与机构之间运动必须要有润滑剂以减少摩擦，所以接触的部位必须要有润滑油覆盖，但是，在每次做动时，润滑油终究是会剥落一部分流入海洋，造成海洋的污染，这是一般波浪发电机的两大难题，当然，为了保护内部的零件，也有水密油封，也是会对海洋造成污染的。
发明内容
本发明的主要目的即在于，提供一种全封闭纵摇滑轨波浪发电装置，藉由发电机、滑动机构、齿轮组及壳体等配置设计，使其具有避免机件损坏以及避免内部润滑油泄漏的优势。
本发明的另一目的在于，提供一种全封闭纵摇滑轨波浪发电装置，藉由波浪的升降起伏，达到无论上升或下降皆可产生发电效果的发电装置。
为达成上述的目的，本发明提供一种全封闭纵摇滑轨波浪发电装置，其至少包含有：一发电机，该发电机设有一驱动轴，该驱动轴上设有一第一单向棘轮组及一第二单向棘轮组，该第一单向棘轮组与第二单向棘轮组输出于该驱动轴的转动方向相同； 一滑动机构，该滑动机构由一滑动块及一滑轨组所构成，该滑动块滑设于该滑轨组上，该滑动块底部并设有一齿条； 一齿轮组，该齿轮组包含有一主动轮轴及一转向轮轴，该主动轮轴以一主动轮与该滑动机构的该齿条相齿接，该主动轮轴并轴接有一传动轮，该转向轮轴上轴设有两转向轮，其一转向轮与该主动轮相齿接，且该第一单向棘轮组与该传动轮相齿接，而另一转向轮与该第二单向棘轮组相齿接；一壳体，该壳体内具有一封闭的容置空间，该发电机、该滑动机构以及该齿轮组皆设于该壳体的容置空间内。
较佳地，该壳体底部设有至少一鳍片。
较佳地，该第一单向棘轮组以一第一棘轮齿轮与该传动轮相齿接。
较佳地，该第一棘轮齿轮齿接一第一单向棘轮，使该第一棘轮齿轮单向驱动该第一单向棘轮。
较佳地，该第一棘轮齿轮侧边设有一具有一第二锥面的第一齿轮凸块。
较佳地，该第一单向棘轮依序包含有一第一主动棘轮、一第一弹簧及一第一被动棘轮，该第一主动棘轮相对于该第一棘轮齿轮的侧边设有一具有一第一锥面的第一棘轮凸块。
较佳地，该第二单向棘轮组以一第二棘轮齿轮与该转向轮相齿接。
较佳地，该第二棘轮齿轮齿接一第二单向棘轮，使该第二棘轮齿轮能够单向驱动该第二单向棘轮。
较佳地，第二棘轮齿轮侧边设有一具有一第四锥面的该第二齿轮凸块，该第二单向棘轮依序包含有一第二主动棘轮、一第二弹簧及一第二被动棘轮，该第二主动棘轮相对于该第二棘轮齿轮的侧边设有一具有一第三锥面的第二棘轮凸块。
较佳地，该第一单向棘轮组以一第一棘轮齿轮与该传动轮相齿接，该第一棘轮齿轮侧边设有一第一齿轮凸块；该第二单向棘轮组以一第二棘轮齿轮与该转向轮相齿接，该第二棘轮齿轮侧边设有一第二齿轮凸块；该第一棘轮齿轮上的第一齿轮凸块与第二棘轮齿轮上的该第二齿轮凸块的凸设方向相同。
本发明的纵向滑轨波浪发电机，其滑动块不论向左或向右滑动，其齿条能带动齿轮组转动，不论向左或向右，可分别驱动该第一单向棘轮组或第二单向棘轮组产生同方向的转动以驱动发电机产生持续的发电，并且，因为壳体可将所有机构容设于容置空间内，并产生浮力，以接收浮力作功，将所有做动的机构全部包在容置空间内里，内部填充去氧空气(惰性气体)或者润滑油，所有的机械零件都浸在容置空间内这惰性环境中，理想上，硅胶填在缝隙做得很扎实，完全的密封，则只考虑机械零件的磨损问题，近乎无视保养的周期频繁程度，全包在壳体里，所有的润滑剂都只能在容置空间内流动，也没有润滑油污染的问题，遑论外来污垢的黏附以致妨碍机构的运动。
附图说明
图1为本发明整体的立体外观图。
图2为本发明由底部观看的立体外观图。
图3为本发明于海浪上做动的示意图。
图4为本发明的组接方式的示意图。
图5为第一单向棘轮组的立体分解图。
图6为滑轨滑向第一方向的动作示意图。
图7为第一方向动作立体图。
图8为第一方向动作示意图。
图9为滑轨滑向第二方向的动作示意图。
图10为第二方向动作立体图。
图11为第二方向动作示意图。
图号说明：
10 发电机
11 驱动轴
12 第一单向棘轮组
121 第一单向棘轮
1211 第一主动棘轮
1212 第一弹簧
1213 第一被动棘轮
1214 第一棘轮凸块
1215 第一锥面
122 第一棘轮齿轮
1221 第一齿轮凸块
1222 第二锥面
13 第二单向棘轮组
131 第二单向棘轮
1311 第二主动棘轮
1312 第二弹簧
1313 第二被动棘轮
1314 第二棘轮凸块
1315 第三锥面
132 第二棘轮齿轮
1321 第二齿轮凸块
1322 第四锥面
20 滑动机构
21 滑动块
211 齿条
22 滑轨组
30 齿轮组
31 主动轮轴
311 主动轮
312 传动轮
32 转向轮轴
321 转向轮
40 壳体
41 容置空间
42 鳍片。
具体实施方式
请参阅图1至图5所示，本发明提供一种全封闭纵摇滑轨波浪发电装置，其包含有：一发电机10，该发电机10设有一驱动轴11，该驱动轴11上设有一第一单向棘轮组12及一第二单向棘轮组13，该第一棘轮组12与第二棘轮组13输出于该驱动轮11的转动方向相同，该第一棘轮组12包含有一第一单向棘轮121及一第一棘轮齿轮122，该第二棘轮组13包含有一第二棘轮131及一第二棘轮齿轮132。
该第一棘轮组12的该第一棘轮齿轮122侧边设有一第二锥面1222的第一齿轮凸块1221；以及一第一单向棘轮121，其中该第一单向棘轮121依序包含有一第一主动棘轮1211、一第一弹簧1212及一第一被动棘轮1213，该第一主动棘轮1211相对于该第一棘轮齿轮122的侧边设有一第一锥面1215的第一棘轮凸块1214，当该第一齿轮凸块1221与该第一棘轮凸块1214相卡接时，该第一齿轮凸块1221会带动该第一棘轮凸块1214转动，而使该第一主动棘轮1211可以带动该第一被动棘轮1213转动；该第一被动棘轮1213则会带动该驱动轴11转动，而当该第一棘轮齿轮122以该第二锥面1222方向转动时，该第二锥面1222不会齿接该第一主动棘轮1211的该第一锥面1215，仅会使该第一主动棘轮1211往轴向靠近或远离该第一被动棘轮1213，此时，第一被动棘轮1213不会转动；该第一弹簧1212可以保持该第一主动棘轮1211与该第一棘轮齿轮122保持接触。
同时，该第二棘轮组13的设置亦与该第一棘轮组12相同，该第二棘轮齿轮132侧边设有一具有一第四锥面1322的第二齿轮凸块1321；以及一第二单向棘轮131，该第二单向棘轮131依序包含有一第二主动棘轮1311、一第二弹簧1312及一第二被动棘轮1313，该第二主动棘轮1311相对于该第二棘轮齿轮132的侧边设有一第三锥面1315的第二棘轮凸块1314，当该第二齿轮凸块1321与该第二棘轮凸块1314相卡接时，该第二齿轮凸块1321会带动该第二棘轮凸块1314转动，而使该第二主动棘轮1311可以带动该第二被动棘轮1313转动；该第二被动棘轮1313则会带动该驱动轴11转动，而当该第二棘轮齿轮132以一具有一第四锥面1322方向转动时，该第四锥面1322不会齿接该第二主动棘轮1311的一具有一第三锥面1315，仅会使该第二主动棘轮1311往轴向靠近或远离该第二被动棘轮1313，此时，第二被动棘轮1313不会转动，该第一弹簧1212可以保持该第一主动棘轮1211与该第一棘轮齿轮122保持接触。
而因为该第一棘轮齿轮122上的第一齿轮凸块1221与该第二棘轮齿轮132上的该第二齿轮凸块1321的凸设方向相同，所以该第一棘轮组12与第二单向棘轮组13以同一方向来带动该驱动轴11转动作功。
一滑动机构20，该滑动机构20由一滑动块21及一滑轨组22所构成，该滑动块21滑设于该滑轨组22上，该滑动块21底部并设有一齿条211。
一齿轮组30，该齿轮组30包含有一主动轮轴31及一转向轮轴32，该主动轮轴31以一主动轮311与该滑动机构20的滑动块21的齿条211相齿接，该主动轮轴31并轴接有一传动轮312，该转向轮轴32上轴设有两转向轮321，该主动轮311并与一转向轮321相齿接，且该第一单向棘轮组12的第一棘轮齿轮122与该传动轮312相齿接，而另一转向轮321与该第二单向棘轮组13的第二棘轮齿轮132相齿接。
一壳体40，该壳体40内具有一封闭的容置空间41，该发电机10、该滑动机构20以及该齿轮组30皆设于该壳体40的容置空间41内，该壳体40底部两侧设有鳍片42。
使用时，请参阅图1及图3所示，该壳体40设于海洋的平面上，该壳体40会产生浮力而于海平面上飘浮，飘浮时因为浮力，使壳体40会随海浪左右摇摆，该容置空间41内的滑动块21会随海浪而产生左摇或右摇的动作，因为该发电机10、该滑动机构20及该齿轮组30皆设置于容置空间41内，其滑动块21不论向左或向右滑动，其齿条211能带动该齿轮组30转动，不论向左或向右，可分别驱动该第一单向棘轮组12或第二单向棘轮组13产生同方向的转动以驱动发电机10产生持续的发电，并且，因为壳体40可将所有机构容设于容置空间41内，并产生浮力，以接收浮力作功，将所有做动的机构全部包在容置空间41内里，内部填充去氧空气(惰性气体)或者润滑油，所有的机械零件都进在容置空间41内这惰性环境中，理想上，硅胶填在缝隙做得很扎实，完全的密封，则只考虑机械零件的磨损问题，近乎无视保养的周期频繁程度，全包在壳体40里，所有的润滑剂都只能在容置空间41内流动，也没有润滑油污染的问题，遑论外来污垢的黏附以致妨碍机构的运动。
请参阅图6至图9所示，当该滑动块21往图6方向的左边滑动时，该齿条211会带动该主动轮轴31的主动轮311产生一逆时针方向旋转，而同时，该主动轮轴31上的传动轮312也会产生逆时针方向旋转，而该主动轮311的逆时针转动会对于该转动轮轴32的转动轮321产生顺时针转动，以及该传动轮312会对该第一棘轮齿轮122产生顺时针旋转，而该转动轮321会带动该第二棘轮齿轮132产生逆时针旋转，在这个方向时，请参阅图7，该第一棘轮齿轮122的第一齿轮凸块1221会咬合该第一单向棘轮121的第一主动棘轮1211上的第一棘轮凸块1214，使得该第一主动棘轮1211可以带动该第一被动棘轮1213转动，而使该第一被动棘轮1213可带动该驱动轴11转动，使该发电机10可以逆时针转动发电，此时，该顺时针转动的第二棘轮齿轮132以该第四锥面1322与第二单向棘轮131的第二主动棘轮1311的该第三锥面1315相滑接，使该第二主动棘轮1311仅产生轴向往复运动而未带动该第二被动棘轮1313转动，所以该第二棘轮齿轮132在该驱动轴11上空转。
请参阅图9至图11所示，当该滑动块21往图9方向的右边滑动时，该齿条211会带动该主动轮轴31的主动轮311产生一顺时针方向旋转，而同时，该主动轮轴31上的传动轮312也会产生顺时针方向旋转，而该主动轮311的顺时针转动会对于该转动轮轴32的转动轮321产生逆时针旋转，以及该传动轮312会对该第一棘轮齿轮122产生逆时针旋转，而该转动轮321会带动该第二棘轮齿轮132产生顺时针旋转，在这个方向时，请参阅图10，该第二棘轮齿轮132的该第二齿轮凸块1321会咬合该第二单向棘轮131的该第二主动棘轮1311上的该第二棘轮凸块1314，使得该第二主动棘轮1311可以带动该第二被动棘轮1313转动，而使得该第二被动棘轮1313可带动该驱动轴11转动，使该发电机10可以逆时针转动发电，此时，该顺时针转动的该第一棘轮齿轮122以该第二锥面1222与该第一单向棘轮121的该第一主动棘轮1211的该第一锥面1215相滑接，使该第一主动棘轮1211仅产生轴向往复运动而未带动该第一被动棘轮1213转动，所以该第一棘轮齿轮122在该驱动轴11上空转，是以，不管该滑动块21往左或往右滑动，都可以透过该第一单向棘轮组12或该第二单向棘轮组13带动该驱动轴11往同一方向旋转，使该发电机10可以持续运转发电，使其作功能持续，另外，当该驱动轴11的转速大于该第一单向棘轮组12或该第二单向棘轮组13时，该第一单向棘轮121的第一被动棘轮1213会带动该第一主动棘轮1211转动，使该第一主动棘轮1211上的第一锥面1215会与该第一棘轮齿轮122上的该第二锥面1222保持滑接，同时，或该第二单向棘轮131的该第二被动棘轮1313会带动该第二主动棘轮1311转动，使该第二主动棘轮1311上的一第三锥面1315会与该第二棘轮齿轮132上的该第四锥面1322保持滑接，使该第一单向棘轮组12与该第二单向棘轮组13都会保持在一离合的状态，而不影响该驱动轴11转动。
本发明的滑动块21因为靠波浪的摆荡而产生左右晃动，所以不须要与海水接触即可作用，而该壳体40的容置空间41可以提供一良好的密封效果，使得该发电机10、该滑动机构20及该齿轮组30皆容设于该壳体40内不与外界接触，因为壳体40可将所有机构容设于容置空间41内，并产生浮力，以接收浮力作功，将所有做动的机构全部包在容置空间41内里，内部填充去氧空气(惰性气体)或者润滑油，所有的机械零件都进在容置空间41内这惰性环境中，理想上，硅胶填在缝隙做得很扎实，完全的密封，则只考虑机械零件的磨损问题，近乎无视保养的周期频繁程度，全包在壳体40里，所有的润滑剂都只能在容置空间41内流动，也没有润滑油污染的问题，遑论外来污垢的黏附以致妨碍机构的运动。

Claims (10)

1.一种全封闭纵摇滑轨波浪发电装置，其特征在于，至少包含有：
一发电机(10)，该发电机(10)设有一驱动轴(11)，该驱动轴(11)上设有一第一单向棘轮组(12)及一第二单向棘轮组(13)，该第一单向棘轮组(12)与该第二单向棘轮组(13)输出于该驱动轴(11)的转动方向相同；
一滑动机构(20)，该滑动机构(20)由一滑动块(21)及一滑轨组(22)所构成，该滑动块(21)滑设于该滑轨组(22)上，该滑动块(21)底部并设有一齿条(211)；
一齿轮组(30)，该齿轮组(30)包含有一主动轮轴(31)及一转向轮轴(32)，该主动轮轴(31)以一主动轮(311)与该滑动机构(20)的该齿条(211)相齿接，该主动轮轴(31)并轴接有一传动轮(312)，该转向轮轴(32)上轴设有两转向轮(321)，其一转向轮(321)与该主动轮(311)相齿接，且该第一单向棘轮组(12)与该传动轮(312)相齿接，而另一转向轮(321)与该第二单向棘轮组(13)相齿接；
一壳体(40)，该壳体(40)内具有一封闭的容置空间(41)，该发电机(10)、该滑动机构(20)以及该齿轮组(30)皆设于该壳体(40)的该容置空间(41)内。
2.如权利要求1所述的全封闭纵摇滑轨波浪发电装置，其特征在于，该壳体(40)底部设有至少一鳍片(42)。
3.如权利要求1所述的全封闭纵摇滑轨波浪发电装置，其特征在于，该第一单向棘轮组(12)以一第一棘轮齿轮(122)与该传动轮(312)相齿接。
4.如权利要求3所述的全封闭纵摇滑轨波浪发电装置，其特征在于，该第一棘轮齿轮(122)齿接一第一单向棘轮(121)，使该第一棘轮齿轮(122)单向驱动该第一单向棘轮(121)。
5.如权利要求4所述的全封闭纵摇滑轨波浪发电装置，其特征在于，该第一棘轮齿轮(122)侧边设有一具有一第二锥面(1222)的第一齿轮凸块(1221)。
6.如权利要求5所述的全封闭纵摇滑轨波浪发电装置，其特征在于，该第一单向棘轮(121)依序包含有一第一主动棘轮(1211)、一第一弹簧(1212)及一第一被动棘轮(1213)，该第一主动棘轮(1211)相对于该第一棘轮齿轮(122)的侧边设有一具有一第一锥面(1215)的第一棘轮凸块(1214)。
7.如权利要求1所述的全封闭纵摇滑轨波浪发电装置，其特征在于，该第二单向棘轮组(13)以一第二棘轮齿轮(132)与该转向轮(321)相齿接。
8.如权利要求7所述的全封闭纵摇滑轨波浪发电装置，其特征在于，该第二棘轮齿轮(132)齿接一第二单向棘轮(131)，使该第二棘轮齿轮(132)单向驱动该第二单向棘轮(131)。
9.如权利要求8所述的全封闭纵摇滑轨波浪发电装置，其特征在于，该第二棘轮齿轮(132)侧边设有一具有一第四锥面(1322)的第二齿轮凸块(1321)，该第二单向棘轮(131)依序包含有一第二主动棘轮(1311)、一第二弹簧(1312)及一第二被动棘轮(1313)，该第二主动棘轮(1311)相对于该第二棘轮齿轮(132)的侧边设有一具有一第三锥面(1315)的第二棘轮凸块(1314)。
10.如权利要求1所述的全封闭纵摇滑轨波浪发电装置，其特征在于，该第一单向棘轮组(12)以一第一棘轮齿轮(122)与该传动轮(312)相齿接，该第一棘轮齿轮(122)侧边设有一第一齿轮凸块(1221)；该第二单向棘轮组(13)以一第二棘轮齿轮(132)与该转向轮(321)相齿接，该第二棘轮齿轮(132)侧边设有一第二齿轮凸块(1321)；其中，该第一棘轮齿轮(122)上的该第一齿轮凸块(1221)与该第二棘轮齿轮(132)上的该第二齿轮凸块(1321)的凸设方向相同。
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