CN111779620A - 一种组合型波浪能潮流能发电装置 - Google Patents

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Abstract

本发明一种组合型波浪能潮流能发电装置，波浪震动组件包括漂浮块，漂浮块下部通过万向轴与连接管连接，连接管下端与支撑板垂直刚性连接，支撑板的对角位置各向下延伸一齿条；发电机组件包括定子，定子内的两端各设有一转子，两转子各与一转子轴同轴连接，转子轴上的第二单向齿轮与齿条啮合；潮流能组件包括位于发电机组件轴向方向两端的正向叶轮、反向叶轮，及平行于发电机组件轴向的传动轴；传动轴上设有一对啮合齿轮；正向叶轮、反向叶轮的轴向上各自固定连接一啮合齿轮，传动齿轮与对应的啮合齿轮啮合。本发明避免了同时需要安装潮汐能发电机和波浪能发电机安装麻烦占地面积大的问题，发电装置在平衡性、稳定性的设计上具有显著提升。

Description

一种组合型波浪能潮流能发电装置
技术领域
本发明涉及发电机领域，特别是一种组合型波浪能潮流能发电装置。
背景技术
潮汐能发电机和波浪能发电机为海水潮流发电中的重要组成部分，为了提高海水潮流发电的发电效率，常常会在大海内分别安装潮汐能发电机和波浪能发电子，但是分别安装潮汐能发电机和波浪能发电机，在安装过程中非常麻烦，并且两种发电机分别安装占地面积也比较大，从而减小了发电机的安装数量。
现有技术中，也有将潮流能发电与波浪能发电进行一体化设计的案例，但是在发电装置平衡性、稳定性的设计上均有所欠缺，尤其对于固定设置在海底的组合型波浪能潮流能发电装置而言，由于受到的水流作用力较大，现有技术的设计无法满足平衡性和稳定性的要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种组合型波浪能潮流能发电装置，固定设置在海底，集成波浪能和潮流能的发电功能的同时，确保了平衡性和稳定性。
本发明采取以下技术方案：
一种组合型波浪能潮流能发电装置，包括支撑架1、转换传动组件7、发电机组件2、波浪震动组件8、潮流能组件；所述支撑架1固定于海底，其上端固定安装所述发电机组件2，所述发电机组件2的输入端与所述转换传动组件7连接，所述转换传动组件7与后端轴杆5连接，所述轴杆5前端与正向叶轮6轴向连接；所述波浪震动组件8包括漂浮块88，所述漂浮块88下部通过万向轴9与连接管83连接，连接管83下端与支撑板85垂直刚性连接，所述支撑板85的对角位置各向下延伸一齿条86；所述发电机组件2包括定子202，定子202内的两端各设有一转子，两转子各与一转子轴204同轴连接，所述转子轴204上的第二单向齿轮87与所述齿条86啮合；所述潮流能组件包括位于发电机组件2轴向方向两端的正向叶轮6、反向叶轮19，及平行于发电机组件2轴向的传动轴17；所述传动轴17上设有一对啮合齿轮18；所述正向叶轮6、反向叶轮19的轴向上各自固定连接一啮合齿轮20，所述传动齿轮18与对应的啮合齿轮20啮合。
优选的，所述支撑板85与发电机组件2之间设有弹簧。
优选的，所述支撑架1包括三叉支撑座101，所述三叉支撑座101的上端与发电机组件2固定安装，所述三叉支撑座101的三个底脚均固定安装有固定基块102，所述三叉支撑座101的中部固定安装有第一倾斜延伸杆(103)，所述第一倾斜延伸杆(103)的顶端与安装板3固定安装，所述安装板3的上表面固定安装有安装块4，所述安装块4的首端转动安装有所述轴杆5。
优选的，所述发电机组件2包括防水壳201，所述防水壳201的内腔固定安装有定子202，所述定子202的内腔套接有转子203，所述转子203的中部固定安装有转子轴204，且转子轴204的两端延伸至防水壳201的外端与防水壳201转动安装。
进一步的，所述转换传动组件7包括与轴杆5的尾端和转子轴204首端固定安装的单向轴承71，及与轴杆5外侧壁固定安装的齿轮72，所述齿轮72的外侧壁啮合有齿杆73，且齿杆73与安装板3的上表面转动安装，所述齿杆73外侧壁啮合有传动齿轮75，所述传动齿轮75外侧壁啮合有与转子轴204外侧壁固定安装的第一单向齿轮74。
进一步的，所述波浪震动组件8还包括与防水壳201外侧壁固定的支撑杆81，所述支撑杆81的外侧壁上端固定安装有限位块82，所述支撑杆81的外侧壁套接有所述连接管83，所述连接管83的外侧壁贯穿有与限位块82相套接的限位滑槽84，所述连接管83的外侧壁固定安装有所述支撑板85，一对所述齿条86的齿面相对，齿条86的外侧壁均啮合有第二单向齿轮87，两个所述第二单向齿轮87分别与转子轴204的外侧壁两端固定安装。
进一步的，所述支撑架1的上端固定安装有防水导流罩10，所述防水导流罩9的内腔固定安装有两个分隔板11，两个所述分隔板11将导流罩的内腔分隔为三个腔体12，位于两端的腔体的内腔固定安装有套管13，且套管13与齿条86相套接，所述套管13的外侧壁开设有与第二单向齿轮87相配合的贯穿孔14。
进一步的，所述支撑架1位于第一倾斜延伸杆103的后侧相对端固定安装有第二倾斜延伸杆16，所述第二倾斜延伸杆16的上端固定安装有安装板3，所述安装板3的后端转动安装有轴杆5，所述轴杆5的末端固定安装有正向叶轮6，所述轴杆5的首端固定安装有啮合齿轮20，所述啮合齿轮20的外侧壁啮合有传动齿轮18，所述传动齿轮18的中轴处固定安装有传动轴杆17，所述传动轴杆17的外侧壁转动安装有与防水壳2外侧壁固定安装的支撑管15，所述传动轴杆17的首端固定安装有啮合齿轮20，位于所述传动轴杆17首端的传动齿轮18的外侧壁啮合有啮合齿轮20，所述啮合齿轮20与前侧的轴杆5外侧壁固定安装。
本发明的有益效果在于：
1)可通过潮汐能和波浪能进行发电，从而安装本装置避免了同时需要安装潮汐能发电机和波浪能发电机安装麻烦占地面积大的问题。
2)发电装置在平衡性、稳定性的设计上具有显著提升，对于固定设置在海底的组合型波浪能潮流能发电装置而言，由于受到的水流作用力较大，平衡性、稳定性得提升使得可靠性大幅提升。
3)漂浮块下部通过万向轴与连接管连接，用于防止漂浮块摆动，时会带动其支撑架摆动，从而会使支撑架与海底安装时发生松动，提高可稳定性；
4)支撑板的对角位置各向下延伸一齿条，受力更为均匀，稳定性好。
5)潮流能组件的自锁式结构设计可靠性高，稳定性好。
附图说明
图1是本发明组合型波浪能潮流能发电装置的外形图。
图2是本发明组合型波浪能潮流能发电装置内部结构细节图。
图3是本发明组合型波浪能潮流能发电装置另一内部结构细节图。
图4是图2中A部位的放大图。
图5是防水导流罩结构示意图。
图中，1支撑架、101三叉支撑座、102固定基块、103第一倾斜延伸杆、2发电机组件、201防水壳、202定子、203转子、204转子轴、3安装板、4安装块、5轴杆、6正向叶轮、7转换组件、71单向轴承、72齿轮、73齿杆、74第一单向齿轮、75传动齿轮、8波浪震动组件、81支撑杆、82限位块、83连接管、84限位滑槽、85支撑板、86齿条、87第二单向齿轮、88漂浮块、9万向轴、10防水导流罩、11分隔板、12腔体、13套管、14贯穿孔、15支撑管、16第二倾斜延伸杆、17传动轴杆、18传动齿轮、19反向叶轮、20啮合齿轮。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进一步说明。
下面结合附图对本发明进行具体描述，如图1-3所示，一种组合型波浪能潮流能发电装置，包括支撑架1，所述支撑架1的上端固定安装有发电机组件2和安装板3，所述安装板3的上表面固定安装有安装块4，所述安装块4的首端转动安装有轴杆5，所述轴杆5的首端和尾端分别固定安装有正向叶轮6和转换组件7，所述转换组件7的尾端与发电机组件2的转子首端固定安装，所述发电机组件7的上端安装有波浪震动组件8。
本发明通过潮汐的潮流可带动正向叶轮6转动，正向叶轮6通过轴杆5和转换组件7可带动发电机组件2转动，从而实现潮汐能发电，而本装置上还有安装波浪震动组件8，在海水没有起潮和落潮时，漂浮块88会随着海水的波浪上升或下降，通过连接管83和支撑板85带动齿条86上升或下降，而齿条86会带动其发电机组件7转动，从而实现发电的功能，而本装置可通过潮汐能和波浪能进行发电，从而安装本装置避免了同时需要安装潮汐能发电机和波浪能发电机安装麻烦占地面积大的问题。
所述支撑架1包括三叉支撑座101，所述三叉支撑座101的上端与发电子组件2固定安装，所述三叉支撑座101的三个底脚均固定安装有固定基块102，所述三叉支撑座101的中部固定安装有第一倾斜延伸杆103，所述第一倾斜延伸杆103的顶端与安装板3固定安装。
通过三叉支撑架11与固定基块102的使用，将固定基块102固定在海底，并通过三叉支架11的支撑，增加了支撑力度和整体的稳定性。
所述发电机组件2包括防水壳201，所述防水壳201的内腔固定安装有定子202，所述定子202的内腔套接有转子203，所述转子203的中部固定安装有转子轴204，且转子轴204的两端延伸至防水壳201的外端与防水壳201转动安装。
防水壳与转子轴204转动安装处安装有防水轴承，避免了海水进入防水壳201内。
所述转换组件7包括与轴杆5的尾端和转子轴24首端固定安装的单向轴承71和与轴杆5外侧壁固定安装的齿轮72，所述齿轮72的外侧壁啮合有齿杆73，且齿杆73与安装板3的上表面转动安装，所述齿杆73外侧壁啮合有传动齿轮75，所述传动齿轮75外侧壁啮合有与转子轴204外侧壁固定安装的第一单向齿轮74。
在正向叶轮6带动轴杆5逆时针转动时单向轴承71锁死，同时齿轮72随着轴杆5转动，从而在轴杆5带动发电机组件2逆时针转动发电，同时齿轮72会带动齿杆73和传动齿轮75转动，而传动齿轮75会带动第一单向齿轮74转动，而第一单向齿轮74松动，从而第一单向齿轮74无法带动其转子轴204转动。
所述波浪震动组件8包括与防水壳201外侧壁固定的支撑杆81，所述支撑杆81的外侧壁上端固定安装有限位块82，所述支撑杆81的外侧壁套接有连接管83，所述连接管83的外侧壁贯穿有与限位块82相套接的限位滑槽84，所述连接管83的外侧壁固定安装有支撑板85，所述支撑板85的两端均固定安装有齿条86，且两个齿条86的齿面相对，两个所述齿条86的外侧壁均啮合有第二单向齿轮87，两个所述单向齿轮87分别与转子轴204的外侧壁两端固定安装，所述连接管83的上端安装有漂浮块88。
在漂浮块88被浪波推动时，会出现在海面上下摆动的效果，而在漂浮块88上下摆动时会使其带动连接管83、支撑板85和齿条86上下移动，而齿条86分别位于第二单向齿轮87的左端和右端，从而如图所示，位于防水壳201尾端的齿条86在上升时，位于防水壳201尾端的第二单向齿轮87逆时针转动并锁死，而位于防水壳201首端的第二单向齿轮87与齿条86配合正时针转动而松动，从而在齿条86上升时会带动发电机组件2逆时针转动进行发电，而在齿条86下降时位于防水壳首端的第二单向齿轮87逆时针转动所以，而另一个正时针转动而松开，从而带动发电机组件2逆时针转动发电。
所述漂浮块88与连接管83安装处安装有万向轴9。
用于防止漂浮块88摆动，时会带动其支撑架1摆动，从而会使支撑架1与海底安装时发生松动。
所述支撑架1的上端固定安装有防水导流罩10，所述防水导流罩9的内腔固定安装有两个分隔板11，两个所述分隔板11将导流罩的内腔分隔为三个腔体12，位于两端的腔体的内腔固定安装有套管13，且套管13与齿条86相套接，所述套管13的外侧壁开设有与第二单向齿轮87相配合的贯穿孔14。
防水导流罩10使用两个分隔板11分隔为三个腔体12，中部腔体用于套接防水壳201，并且转子轴204与两个分隔板11贯穿安装处安装有防水轴承，用于防止中部腔体12进水，导致发电机组件2进水损坏，同时套管13与齿条86套接处的上端和下端均安装有橡胶层，防止水流从贯穿孔处进入防水导流罩10内，同时防水导流罩10与支撑架1安装处均焊接而成，防止防水导流罩10进水。
支撑架1位于第一倾斜延伸杆103的后侧相对端固定安装有第二倾斜延伸杆16，第二倾斜延伸杆16的上端固定安装有安装板3，安装板3的后端转动安装有轴杆5，轴杆5的末端固定安装有反向叶轮19，轴杆5的首端固定安装有啮合齿轮20，啮合齿轮20的外侧壁啮合有传动齿轮18，传动齿轮18的中轴处固定安装有传动轴杆17，传动轴杆17的外侧壁转动安装有与防水壳2外侧壁固定安装的支撑管15，传动轴杆17的首端固定安装有啮合齿轮20，位于传动轴杆17首端的传动齿轮18的外侧壁啮合有啮合齿轮20，啮合齿轮20与前侧的轴杆5外侧壁固定安装。
本装置在位于支撑架1后端的叶轮6顺时针转动时，通过啮合齿轮20、传动齿轮18，从而使之位于支撑架首端的轴杆5顺时针转动，而轴杆5转动的同时会通过转环组件7带动发电机组件逆时针转动，进行发电。
工作原理：本发明通过潮汐的潮流可带动正向叶轮6转动，正向叶轮6通过轴杆5和转换组件7可带动发电机组件2转动，从而实现潮汐能发电，而本装置上还有安装波浪震动组件8，在海水没有起潮和落潮时，漂浮块88会随着海水的波浪上升或下降，通过连接管83和支撑板85带动齿条86上升或下降，而齿条86会带动其发电机组件7转动，从而实现发电的功能，而本装置可通过潮汐能和波浪能进行发电，从而安装本装置避免了同时需要安装潮汐能发电机和波浪能发电机安装麻烦占地面积大的问题。
以上是本发明的优选实施例，本领域普通技术人员还可以在此基础上进行各种变换或改进，在不脱离本发明总的构思的前提下，这些变换或改进都应当属于本发明要求保护的范围之内。

Claims (8)

1.一种组合型波浪能潮流能发电装置，其特征在于：
包括支撑架(1)、转换传动组件(7)、发电机组件(2)、波浪震动组件(8)、潮流能组件；
所述支撑架(1)固定于海底，其上端固定安装所述发电机组件(2)，所述发电机组件(2)的输入端与所述转换传动组件(7)连接，所述转换传动组件(7)与后端轴杆(5)连接，所述轴杆(5)前端与正向叶轮(6)轴向连接；
所述波浪震动组件(8)包括漂浮块(88)，所述漂浮块(88)下部通过万向轴(9)与连接管(83)连接，连接管(83)下端与支撑板(85)垂直刚性连接，所述支撑板(85)的对角位置各向下延伸一齿条(86)；
所述发电机组件(2)包括定子(202)，定子(202)内的两端各设有一转子，两转子各与一转子轴(204)同轴连接，所述转子轴(204)上的第二单向齿轮(87)与所述齿条(86)啮合；
所述潮流能组件包括位于发电机组件(2)轴向方向两端的正向叶轮(6)、反向叶轮(19)，及平行于发电机组件(2)轴向的传动轴(17)；所述传动轴(17)上设有一对啮合齿轮(18)；所述正向叶轮(6)、反向叶轮(19)的轴向上各自固定连接一啮合齿轮(20)，所述传动齿轮(18)与对应的啮合齿轮(20)啮合。
2.如权利要求1所述的组合型波浪能潮流能发电装置，其特征在于：所述支撑板(85)与发电机组件(2)之间设有弹簧。
3.如权利要求1所述的组合型波浪能潮流能发电装置，其特征在于：所述支撑架(1)包括三叉支撑座(101)，所述三叉支撑座(101)的上端与发电机组件(2)固定安装，所述三叉支撑座(101)的三个底脚均固定安装有固定基块(102)，所述三叉支撑座(101)的中部固定安装有第一倾斜延伸杆(103)，所述第一倾斜延伸杆(103)的顶端与安装板(3)固定安装，所述安装板(3)的上表面固定安装有安装块(4)，所述安装块(4)的首端转动安装有所述轴杆(5)。
4.如权利要求1所述的组合型波浪能潮流能发电装置，其特征在于：所述发电机组件(2)包括防水壳(201)，所述防水壳(201)的内腔固定安装有定子(202)，所述定子(202)的内腔套接有转子(203)，所述转子(203)的中部固定安装有转子轴(204)，且转子轴(204)的两端延伸至防水壳(201)的外端与防水壳(201)转动安装。
5.如权利要求4所述的组合型波浪能潮流能发电装置，其特征在于：所述转换传动组件(7)包括与轴杆(5)的尾端和转子轴(204)首端固定安装的单向轴承(71)，及与轴杆(5)外侧壁固定安装的齿轮(72)，所述齿轮(72)的外侧壁啮合有齿杆(73)，且齿杆(73)与安装板(3)的上表面转动安装，所述齿杆(73)外侧壁啮合有传动齿轮(75)，所述传动齿轮(75)外侧壁啮合有与转子轴(204)外侧壁固定安装的第一单向齿轮(74)。
6.如权利要求4所述的组合型波浪能潮流能发电装置，其特征在于：所述波浪震动组件(8)还包括与防水壳(201)外侧壁固定的支撑杆(81)，所述支撑杆(81)的外侧壁上端固定安装有限位块(82)，所述支撑杆(81)的外侧壁套接有所述连接管(83)，所述连接管(83)的外侧壁贯穿有与限位块(82)相套接的限位滑槽(84)，所述连接管(83)的外侧壁固定安装有所述支撑板(85)，一对所述齿条(86)的齿面相对，齿条(86)的外侧壁均啮合有第二单向齿轮(87)，两个所述第二单向齿轮(87)分别与转子轴(204)的外侧壁两端固定安装。
7.如权利要求4所述的组合型波浪能潮流能发电装置，其特征在于：所述支撑架(1)的上端固定安装有防水导流罩(10)，所述防水导流罩(9)的内腔固定安装有两个分隔板(11)，两个所述分隔板(11)将导流罩的内腔分隔为三个腔体(12)，位于两端的腔体的内腔固定安装有套管(13)，且套管(13)与齿条(86)相套接，所述套管(13)的外侧壁开设有与第二单向齿轮(87)相配合的贯穿孔(14)。
8.如权利要求4所述的组合型波浪能潮流能发电装置，其特征在于：所述支撑架(1)位于第一倾斜延伸杆(103)的后侧相对端固定安装有第二倾斜延伸杆(16)，所述第二倾斜延伸杆(16)的上端固定安装有安装板(3)，所述安装板(3)的后端转动安装有轴杆(5)，所述轴杆(5)的末端固定安装有正向叶轮(6)，所述轴杆(5)的首端固定安装有啮合齿轮(20)，所述啮合齿轮(20)的外侧壁啮合有传动齿轮(18)，所述传动齿轮(18)的中轴处固定安装有传动轴杆(17)，所述传动轴杆(17)的外侧壁转动安装有与防水壳(2)外侧壁固定安装的支撑管(15)，所述传动轴杆(17)的首端固定安装有啮合齿轮(20)，位于所述传动轴杆(17)首端的传动齿轮(18)的外侧壁啮合有啮合齿轮(20)，所述啮合齿轮(20)与前侧的轴杆(5)外侧壁固定安装。
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