CN112400059B - 具有动力输出装置的波浪能回收利用设备 - Google Patents

具有动力输出装置的波浪能回收利用设备 Download PDF

Info

Publication number
CN112400059B
CN112400059B CN201880095221.8A CN201880095221A CN112400059B CN 112400059 B CN112400059 B CN 112400059B CN 201880095221 A CN201880095221 A CN 201880095221A CN 112400059 B CN112400059 B CN 112400059B
Authority
CN
China
Prior art keywords
generator
wave energy
energy recovery
plate
recovery device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201880095221.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112400059A (zh
Inventor
C·里奇韦尔
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Aw Energy Ltd
Original Assignee
Aw Energy Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Aw Energy Ltd filed Critical Aw Energy Ltd
Priority to CN202211417040.7A priority Critical patent/CN115638076A/zh
Priority to CN202211417160.7A priority patent/CN115788750A/zh
Publication of CN112400059A publication Critical patent/CN112400059A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112400059B publication Critical patent/CN112400059B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B13/00—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates
    • F03B13/12—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy
    • F03B13/14—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy
    • F03B13/16—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy using the relative movement between a wave-operated member, i.e. a "wom" and another member, i.e. a reaction member or "rem"
    • F03B13/18—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy using the relative movement between a wave-operated member, i.e. a "wom" and another member, i.e. a reaction member or "rem" where the other member, i.e. rem is fixed, at least at one point, with respect to the sea bed or shore
    • F03B13/1805—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy using the relative movement between a wave-operated member, i.e. a "wom" and another member, i.e. a reaction member or "rem" where the other member, i.e. rem is fixed, at least at one point, with respect to the sea bed or shore and the wom is hinged to the rem
    • F03B13/181—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy using the relative movement between a wave-operated member, i.e. a "wom" and another member, i.e. a reaction member or "rem" where the other member, i.e. rem is fixed, at least at one point, with respect to the sea bed or shore and the wom is hinged to the rem for limited rotation
    • F03B13/182—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy using the relative movement between a wave-operated member, i.e. a "wom" and another member, i.e. a reaction member or "rem" where the other member, i.e. rem is fixed, at least at one point, with respect to the sea bed or shore and the wom is hinged to the rem for limited rotation with a to-and-fro movement
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B13/00—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates
    • F03B13/12—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy
    • F03B13/26—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using tide energy
    • F03B13/264—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using tide energy using the horizontal flow of water resulting from tide movement
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2250/00—Geometry
    • F05B2250/30—Arrangement of components
    • F05B2250/31—Arrangement of components according to the direction of their main axis or their axis of rotation
    • F05B2250/311—Arrangement of components according to the direction of their main axis or their axis of rotation the axes being in line
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2250/00—Geometry
    • F05B2250/70—Shape
    • F05B2250/72—Shape symmetric
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2260/00—Function
    • F05B2260/40—Transmission of power
    • F05B2260/403—Transmission of power through the shape of the drive components
    • F05B2260/4031—Transmission of power through the shape of the drive components as in toothed gearing
    • F05B2260/40311—Transmission of power through the shape of the drive components as in toothed gearing of the epicyclic, planetary or differential type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2260/00—Function
    • F05B2260/42—Storage of energy
    • F05B2260/421—Storage of energy in the form of rotational kinetic energy, e.g. in flywheels
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/30—Energy from the sea, e.g. using wave energy or salinity gradient

Abstract

本发明涉及一种具有动力输出装置的波浪能回收利用设备，该波浪能回收利用设备至少包括基座(1)、往复板件(2)、带有一个或多个发电机(14)用以将波浪或潮汐流的动能转换为电能的两个动力输出(PTO)单元(6)、可操作地连接在板件(2)与发电机(14)之间的至少两个齿轮传动装置、以及至少两个用以控制发电机(14)的旋转方向的单向离合器机构(10)。板件(2)布置成当向一个方向旋转时使一半的发电机(14)旋转，而当向相反方向旋转时使另一半的发电机旋转。

Description

具有动力输出装置的波浪能回收利用设备
技术领域
本发明涉及一种具有动力输出装置的波浪能回收利用设备。
背景技术
根据本发明的波浪能回收利用设备非常适合例如用于与板件或襟翼件或基本上为板状的翼元件(后文仅简称为板件)一起使用，该板件或襟翼件或基本上为板状的翼元件的下边缘被铰接以进行由海水的波浪能或潮汐能引起的往复运动，例如美国专利号US7131269(B2)中所示。所收集的波浪能或潮汐能进一步通过转换单元在水下转换为例如电能。为了简单起见，后文中，当同时指海水的波浪能和潮汐能时，仅提及术语“波浪能”。
根据现有技术，存在多种类型的波浪能回收利用系统，其中，设备包括基座以及例如可枢转地连接至该基座以响应于波浪力或潮汐力而绕旋转轴线或枢转轴线进行往复运动或振荡运动的一个或多个板件，如例如在美国专利号US9279408(B2)中所示，该专利尤其提出了如何驱动波浪能转换系统。然后，在配备有包括发电机或类似装置的动力输出(PTO)机械的动力输出(PTO)单元的帮助下，例如将振荡运动转换成电能，例如芬兰专利号FI119791B所示。
动力输出还可以放置在波浪能回收利用设备的往复结构内部，例如，如美国专利公开号US2016040647A1中所示的板件内部，或板件的管状主轴的内部。
常规地，在现有的波浪能转换器系统中，难以有效地将从波浪的往复运动捕获的能量转换成电能。例如，板件的往复运动导致发电机的转子和轴进行双向旋转运动，并且每次反转都带有止动。由此，连接有各部件的发电机容易疲劳并进而损坏。另外，对进行往复运动的发电机的控制是复杂且困难的。
为此，已经进行了多种尝试来将可动元件的往复运动转换成发电机转子的单向运动。例如，国际专利公开文献WO2006/118482A1，WO2011/092555A2和WO0211/126451A1号提出了不同的解决方案，以在回收利用波浪能时将由波浪引起的往复运动改变为发电机转子的单向运动。
上述的WO公开文献的所有这些解决方案都为每个发电机使用至少两个单向离合器、飞轮或其他防倒转机构，它们连续地接合和脱开，以确保由波浪引起的往复运动改变为发电机转子的单向运动。但是，上述单向离合器、飞轮或其他防倒转机构的连续接合和脱开会导致动力输出系统中的机械磨损和故障。另外，这些WO公开文献的解决方案中的动力输出结构极其复杂，这也导致动力输出结构易于发生机械磨损，从而缩短了这些WO公开文献的解决方案的使用寿命。因此，仍然需要更有效和/或更耐用的动力输出系统。
发明内容
本发明的目的是消除上述缺点，并获得可靠、紧凑、经济且有效的波浪能回收利用设备，该波浪能回收利用设备具有改进的动力输出(PTO)装置以便能够捕获最大量的可用波浪能或潮汐能，并且该波浪能回收利用设备能够易于控制。本发明的另一个目的是使波浪能转换设备的安装、维护和修理容易且快速，并且使得可以容易地将发电机与其他结构断开/连接，而不会干扰发其他结构的功能。因此，例如，一个发电机可以被移除并以另一发电机替换而不干扰整个系统。
本发明的一方面在于提供一种具有动力输出装置的波浪能回收利用设备，该波浪能回收利用设备至少包括基座、往复板件、两个具有用于将波浪或潮汐流的动能转换为电能的一个或多个发电机的动力输出(PTO)单元、至少两个齿轮传动装置和至少两个单向离合器机构，这些部件都可操作地连接在板件与发电机之间。有利地，板件布置成：当板件向一个方向旋转时使一半的发电机旋转，而当板件向相反方向旋转时使另一半的发电机旋转。有利地，每个发电机的旋转方向以一个单向离合器机构控制，该单向离合器机构优选地设置成允许发电机仅具有一个旋转方向。
与现有技术的解决方案相比，本发明的解决方案具有明显的优点。较小型动力输出单元和/或发电机的数量使得可以沿着往复板件的轴放置数个动力输出单元和/或发电机。这允许扭矩引起的应力范围沿板件更均匀地分布，并因而减小了由动力输出扭矩引起的峰值应力范围，从而增加了板件的疲劳寿命。这也可以允许减少动力输出部件的尺寸，并因此降低成本。动力输出单元和/或发电机的小尺寸也使得可以将动力输出单元和/或发电机结合到板件中。借助于单向离合器——诸如楔块离合器，可以将一个或多个发电机布置成仅向一个方向旋转，并且可以将另外的一个或多个发电机布置成仅向相反方向旋转。因此，发电机的第一半部分一直沿一个方向——即顺时针方向——旋转，而发电机的第二半部分一直沿相反的方向——即逆时针方向——旋转。还有一个优点是，该装置包括至少两个带有发电机的动力输出单元。在这种情况下，可以各单独地选取动力输出单元进行维修并在必要时进行更换。还有一个优点是动力输出单元可以安装在板件的两侧上。
附图说明
在下文中，将通过示例参考所附的简化的示意性的附图来详细描述本发明，其中：
图1示出了根据本发明的配备有往复板件的波浪能回收利用设备的简化的顶视立体图，
图2以侧视图并且以简化示意性的方式示出了根据图1的波浪能回收利用设备的下部部分，其中，板件的管状轴以剖视示出，
图3示出了根据本发明的另一种波浪能回收利用设备的简化的顶视立体图，
图4以侧视图并且以简化示意性的方式示出了根据图3的波浪能回收利用设备，其中，包括管状轴的下部部分以剖视示出，
图5以侧视图、放大地且以简化示意性的方式并且以剖视示出了可以用于根据本发明的波浪能回收利用设备的动力输出单元(PTO)，
图6以侧视图并且以简化示意性的方式示出了根据本发明的另一类型的波浪能回收利用设备，
图7以侧视图并且以简化示意性的方式示出了根据图6的设备的具有发电机的往复板件，
图8以侧视图并且以简化示意性的方式示出了根据图6的设备的固定的下部部分，
图9以俯视图且以简化示意性的方式并且以局部剖视示出了根据图6的波浪能回收利用设备，
图10以简化示意性的方式示出了沿图9中的线A-A截取所见的根据图6的波浪能回收利用设备。
图11以侧视图并且以简化示意性的方式示出了根据本发明的另一类型的波浪能回收利用设备，其中保护壳体从第一PTO单元移除，
图12以侧视图、放大地且以简化示意性的方式示出了根据图11的波浪能回收利用设备的动力输出单元(PTO)，其中没有保护壳体，
图13以前视图且以简化示意性的方式并且以局部剖视示出了根据图11的波浪能回收利用设备的动力输出单元(PTO)，
图14以前视图且以简化示意性的方式示出了根据图11的波浪能回收利用设备的动力输出单元(PTO)的齿轮缘，以及
图15以前视图且以简化示意性的方式示出了根据图11的波浪能回收利用设备的动力输出单元(PTO)的单向离合器机构。
具体实施方式
本发明的基本思想是实现一种装置，该装置包括至少一个通过其下边缘被铰接的往复板件2以及带有它们的发电机14的至少两个动力输出(PTO)单元6。有利的是，动力输出单元6或至少它们的发电机14相对较小型。另外，每个发电机14布置成仅向一个方向旋转，即顺时针方向或逆时针方向。优选地，该装置包括偶数个发电机14，当从相同方向观察时，其一半顺时针旋转，而另一半逆时针旋转。该装置最少包括两个发电机14，但是发电机的数量也可以更多。
图1-2示出了根据本发明的波浪能回收利用设备的第一有利实施方式。在图1中，以简化的顶视立体图示出了根据本发明的配备有铰接的往复板件2的波浪能回收利用设备；且在图2中，以侧视图并且以简化示意性的方式示出了根据图1的波浪能回收利用设备，其中板件2的管状轴4以剖视示出。
波浪能回收利用设备至少包括基座1、包括管状轴4的铰接的板件2，该板件2绕其枢转轴的中心轴线往复运动并且在两端于紧固至基座1的轴承壳体3中装有轴承。板件2的每一端有一个轴承壳体3。动力输出(PTO)单元6放置在管状轴4的内部，在管状轴4的每一端有一个动力输出单元。借助于轴承将动力输出单元6的发电机的旋转轴12装在轴承壳体3的支撑元件7与位于管状轴4的中间部分内/中的中间支撑件3c之间。第一动力输出单元6装在第一支撑元件7与中间支撑件3c的第一侧面之间，而第二动力输出单元6装在第二支撑元件7与中间支撑件3c的第二侧面之间。板件2紧固至管状轴4。板件2和管状轴4的往复运动或简言之板件2和管状轴4的运动是围绕管状轴4的中心轴线的来回旋转运动。优选地，板件2相对于竖直位置的旋转角度最大为±90°。传输线5用于传输所产生的电力以供进一步使用。
往复板件2随着海水的运动在基座1上来回振荡，以回收利用如海水的波浪能之类的动能。板件2和管状轴4同时以相同的旋转速度一起来回旋转。在生产现场，基座1优选地安装在海底上，但是也可以安装在通过支柱支撑的底部附近。
图3-4示出了根据本发明的波浪能回收利用设备的另一有利实施方式。在图3中以简化的顶视立体图示出了根据本发明的波浪能回收利用设备，且在图4中以侧视图并且以简化示意性的方式示出了根据图3的波浪能回收利用设备，且包括管状轴4的下部部分以剖视示出。
波浪能回收利用设备至少包括基座1、包括两个大致同轴的管状轴4的铰接的板件2，该板件2绕其枢转轴的中心轴线往复运动并且在两端于紧固至基座1的轴承壳体3中装有轴承。板件2紧固至管状轴4。板件2的每一端有一个轴承壳体3，且在板件2的中间部有第三轴承壳体3，板件2在此处具有用于该轴承壳体3的凹部2a。动力输出(PTO)单元6放置在管状轴4的内部。板件2和管状轴4的往复运动或简言之板件2和管状轴4的运动是围绕管状轴4的中心轴线的来回旋转运动。传输线5用于传输产生的电力以供进一步使用。
往复板件2随着海水的运动在基座1上来回振荡，以回收利用如海水的波浪能之类的动能。板件2和管状轴4同时以相同的旋转速度一起来回旋转。在生产现场，基座1优选地安装在海底上，但是也可以安装在通过支柱支撑的底部附近。
根据图1至图4的实施方式包括两个同轴的动力输出单元6，它们已经放置在一个管状轴4或两个管状轴4的内部，每个管状轴4上都有一个动力输出单元6。有利地，管状轴4内的动力输出单元6的数量也可以多于两个。因此，动力输出单元6可以在它们自己的管状轴4内也可以是4、6、8、10、12甚至更多个，但始终为偶数个。
图5以侧视图、放大地且以简化示意性且更详细的方式并且以剖视示出了可以在根据本发明的波浪能回收利用设备中使用的动力输出单元或简言之动力输出单元。根据图1或图3的两种波浪能回收利用设备都可以使用相同类型的动力输出单元6。仅仅两个动力输出单元6之间的支承装置视情况而不同。
具有圆形横截面的支撑元件7紧固在第一轴承壳体3的内部，使得支撑元件7以较小的圆形横截面朝向位于板件2中间的最中间的轴承壳体3延伸。在轴承壳体3的内周以及支撑元件7的外周之间设置有用于轴承8的环形凹槽，管状轴4在其第一端通过该环形凹槽装在轴承壳体3中。相应地，图3的实施方式的最中间的轴承壳体3在其两侧均具有用于轴承9的环形凹槽3a，管状轴4在它们的第二端通过该环形凹槽3a装在最中间的轴承壳体3中。发电机14的旋转轴12在其两端均装有轴承13。在轴12的第一端，轴承13处于在支撑元件7的中心内的凹部中，而在轴12的第二端，轴承13处于在用于轴承9的环形凹槽3a的中心内的凹部中。因此，所有轴承8、9和13是同轴的。
在旋转轴12的第一端上具有变速齿轮系统，诸如齿轮传动装置11，用于将板件2和管状轴4的慢速运动转换成旋转轴12的快速旋转。优选地，齿轮传动装置11是行星齿轮传动装置。齿轮传动装置11通过单向离合器机构10联接至缓慢往复运动的管状轴4，使得旋转轴12仅向一个方向(顺时针或逆时针)旋转。在这种情况下，单向离合器机构10的外周紧固至管状轴4的内周，而单向离合器机构10的内周紧固至齿轮传动装置11的外部。因此，单向离合器机构10可操作地连接在管状轴4与齿轮传动装置11之间，该齿轮传动装置11进一步可操作地连接在单向离合器机构10与发电机14的旋转轴12之间。
在旋转轴12的中间部分上设有发电机14的转子16。定子15在轴向上位于相同位置，并且紧固至管状轴4的内周。在旋转轴12的第二端上设有紧固于旋转轴12的飞轮18。在轴向上于发电机14和飞轮18之间设有支撑凸缘17，该凸缘紧固至管状轴4的内周。支撑凸缘17具有轴承，优选地，该轴承类似于用于在其上装设旋转轴12的轴承13。
如前所述，根据本发明的波浪能回收利用设备的有利实施方式包括两个动力输出单元6。例如，图1和图3的实施方式有利地包括两个动力输出单元6。图5示出了这两个动力输出单元中的第一动力输出单元6。除了第二动力输出单元6呈镜像并且与第一动力输出单元6的发电机14相比其管状轴4内的发电机14布置成向相反方向旋转之外，第二动力输出单元6在其他方面类似于第一动力输出单元6。在该情况下，当从相同方向观察时，第二动力输出单元6的单向离合器机构10与第一动力输出单元6的单向离合器机构10相比设置成相反地工作。
因此，当板件2和管状轴4的旋转运动朝向第一方向——即顺时针方向——旋转时，第一动力输出单元6的单向离合器机构10处于工作模式，并且第一动力输出单元6的齿轮传动装置11使其旋转轴12沿顺时针方向旋转，而第二动力输出单元6的单向离合器机构10处于自由模式，并且第二动力输出单元6的齿轮传动装置11既不使其旋转轴12旋转也不使其旋转轴12减速。但是，第二动力输出单元6的旋转轴12通过飞轮18的作用而继续其旋转。
并且，当板件2后退而且板件2和管状轴4的旋转运动朝向第二方向(即逆时针方向)时，第一动力输出单元6的单向离合器机构10处于自由模式，并且第一动力输出单元6的齿轮传动装置11既不使其旋转轴12旋转也不使其旋转轴12减速。但是现在，第一动力输出单元6的旋转轴12通过飞轮18的作用还继续其旋转。而第二动力输出单元6的离合器机构10处于工作模式，并且第二动力输出单元6的齿轮传动装置11使其旋转轴12沿逆时针方向旋转。并继续如此，第一动力输出单元6的旋转轴12总是顺时针旋转，而第二动力输出单元6的旋转轴12总是逆时针旋转。该顺时针和逆时针方向始终是从相同方向观察的，例如从板件2的第一端。
如图1和图2所示，当设备仅包含两个动力输出单元6时，管状轴4也可以是连续的不间断轴，其两端各有一个动力输出单元6。然后，最中间的轴承壳体3c完全位于管状轴4内部并与管状轴4一起旋转。当设备包括多于两个的动力输出单元6时，实际上每个动力输出单元6都位于其自己的管状轴4内。
图6-10示出了根据本发明的波浪能回收利用设备的第三有利实施方式。在图6中，以侧视图并且以简化示意性的方式示出了根据本发明的另一种类型的设备。图7以侧视图并且以简化示意性的方式示出了根据图6的设备的具有发电机14的往复板件2。图8以侧视图并且以简化示意性的方式示出了根据图6的设备的固定的下部部分19，而图9以俯视图并且以简化示意性的方式以局部剖视示出了根据图6的波浪能回收利用设备，并且图10以简化示意性的方式示出了沿图9中的线A-A剖视所见的根据图6的波浪能回收利用设备。
根据本发明的波浪能回收利用设备的第三实施方式包括基本上与图1所示的板件2相似的往复铰接板件2。该板件的端部装有轴承，这些轴承处于位于板件2的端部处的轴承壳体3中。轴承壳体3紧固至基座1。板件2具有向下开口的凹部2b，该凹部2b的宽度与板件2的宽度大致相同。凹部2b为设备的固定的下部部分19提供了空间。因此，板件2能够部分地绕固定的下部部分19进行往复旋转运动。
根据本发明的第三实施方式的装置包括六个发电机14，这些发电机通过紧固元件23紧固到板件2的下边缘。同样，发电机14可以多于或少于六个，但是总是偶数个，例如2、4、8、10、12或更多个。优选地，第一半的发电机14紧固到板件2的第一侧，而第二半的发电机14紧固到同一板件2的第二侧。
有利地，所有发电机14基本相似。除了特征部件之外，每个发电机14还包括直径相对较小的齿轮24以及包括单向离合器机构10，二者都安装在同一轴上。单向离合器机构10可操作地联接在发电机轴与齿轮24轴之间，并且布置成允许发电机轴仅向一个方向旋转，即要么顺时针旋转、要么逆时针旋转。另外，与板件2的第二侧上的发电机14相比，板件2的第一侧上的发电机14呈相反方向。因此，当板件2的第一侧上的发电机14的齿轮24朝向板件2的第二端的方向时，板件2的第二侧上的发电机14的齿轮24朝向板件2的第一端。在该情况下，存在更大的空间来布置齿轮组件。为了清楚起见，在图7中仅示出了四个发电机14。
图8以侧视图并且以简化示意性的方式示出了根据图6的设备的固定的下部部分19。下部部分19包括管状轴20，该管状轴20通过支撑腿21支撑并紧固到基座1。管状轴20在其外周上包括多个固定的齿轮缘22，在此情况下，有六个基本相似的齿轮缘22，每个发电机14一个。齿轮缘22布置成与发电机的齿轮24啮合。彼此啮合的齿轮缘22与齿轮24形成用于本发明的第三实施方式的发电机14的齿轮传动装置11a。
与齿轮24的直径相比，齿轮缘22的直径相对较大。因此，齿轮缘22与齿轮24之间的传动比相对较大。例如，传动比大于10、适当地大于50、优选地大于100。当板件2进行其相对缓慢的往复运动时，传动比越大，发电机14旋转得越快。
图11-15示出了根据本发明的波浪能回收利用设备的第四有利实施方式。在图11中，以侧视图并且以简化示意性的方式示出了根据本发明的另一种类型的装置。从第一动力输出单元6上移除了保护壳体25。图12以侧视图、放大地并且以简化示意性的方式示出了根据图11的波浪能回收利用设备的第一动力输出单元(PTO)6。而图13以前视图并且以简化示意性的方式示出了根据图11的波浪能回收利用设备的动力输出单元(PTO)6。该图被部分地剖切，使得仅板件2的管状轴4以剖视示出。实际的动力输出单元6虽然具有剖面线，但是不一定被剖切。示出剖面线仅是为了使图及其部件易于理解并且彼此区别开。相应地，图14以前视图并且以简化示意性的方式示出了根据图11的波浪能回收利用设备的动力输出单元6的齿轮缘26，并且最后图15以前视图且以简化示意性的方式示出了根据图11的波浪能回收利用设备的动力输出单元6的单向离合器机构10。
根据本发明的波浪能回收利用设备的第四实施方式包括往复铰接的板件2，该板件基本上类似于图1和3所示的板件2。板件2具有铰接的管状轴4，该管状轴4紧固至板件2的下边缘并设置成与板件2一起旋转。管状轴4的端部装有轴承，这些轴承处于位于板件2的端部处的轴承壳体3内。轴承壳体3紧固至基座1。管状轴4用作枢转轴，该枢转轴用于板件2进行往复运动。
优选地，本发明的第四实施方式包括至少两个动力输出单元6，在管状轴4的每一端各一个，管状轴4的端部从轴承壳体3向外延伸。每个动力输出单元6包括单向离合器机构10、具有带齿外周的齿轮缘26、以及通过与齿轮缘26啮合的齿轮24而联接到齿轮缘26的一组类似的发电机14。齿轮缘26和齿轮24彼此啮合而形成用于本发明的第四实施方式的发电机14的齿轮传动装置11。每个动力输出单元6通过单向离合器机构10联接到管状轴4，使得单向离合器机构10可操作地连接在管状轴4与齿轮传动装置11b的齿轮缘26的内周之间。
齿轮缘26包括具有带齿外周的外环27、内环28以及位于外环与内环之间的弹性体环29。所有的环都是同轴的。弹性体环29的目的是使齿轮缘26的运动更柔和且更灵活。取决于当地的海洋条件，可能不需要弹性体环29。在该情况下，也不需要内环。然而，具有或不具有内环28的齿轮缘26都具有相对较大的直径，并且也相对较重。质量集中在齿轮缘26的外周附近，这意味着齿轮缘26具有高惯性。因此，齿轮缘26具有飞轮的特性，并且因此布置为在其充当齿轮缘的同时充当飞轮。
单向离合器机构10可以是任何类型的单向离合器，优选地，单向离合器机构10是具有外环30、内环31和位于外环与内环之间的工作环32的所谓的楔块离合器。工作环32包括使环30和31相对于彼此沿一个方向旋转但将沿相反方向的旋转锁定的楔块。
单向离合器机构10通过其内环31紧固在管状轴4上，以与管状轴4一起旋转。内环31与管状轴4同时地向相同的方向且以相同的速度旋转。如果未使用弹性体环29，则单向离合器机构10的外环30被紧固到齿轮缘26的内环28的内周或直接紧固到齿轮缘26的内周。因此，单向离合器机构10布置成允许齿轮缘26仅沿一个方向旋转，而与管状轴4的旋转方向无关。
与齿轮24的直径相比，齿轮缘26的直径相对较大。因此，齿轮缘26与齿轮24之间的传动比相对较大。例如，传动比大于10、适当地大于50、以及优选地大于100。当板件2进行其相对缓慢的往复运动时，传动比越大，发电机14旋转得越快。
根据本发明的第四实施方式的设备包括两个动力输出单元6，其中在每个动力输出单元6中具有一组发电机14。现在，发电机14在每个动力输出单元6中示出为八个，但是同样地，发电机可以多于或少于八个；但是，始终为偶数个，例如2、4、6、10、12或者更多个。
当板件2和管状轴4的旋转运动朝向第一方向(即顺时针)时，第一动力输出单元6的单向离合器机构10处于工作模式，并且第一动力输出单元6的齿轮缘26使第一动力输出单元6的发电机14旋转，而第二动力输出单元6的单向离合器机构10处于自由模式，并且第二动力输出单元6的齿轮缘26既不使第二动力输出单元6的发电机14旋转也不使第二动力输出单元6的发电机14减速，但是，第二动力输出单元6的发电机14的旋转由于齿轮缘26的飞轮效应的作用而继续进行。
并且，当板件2后退并且板件2和管状轴4的旋转运动朝向第二方向(即，逆时针)时，第一动力输出单元6的单向离合器机构10处于自由模式，并且第一动力输出单元6的齿轮缘26既不使第一动力输出单元6的发电机14旋转也不使第一动力输出单元6的发电机14减速。但是现在，由于齿轮缘26的飞轮效应的作用，第一动力输出单元6的发电机14的旋转继续进行，而第二动力输出单元6的单向离合器机构10处于工作模式，并且第二动力输出单元6的齿轮缘26使第二动力输出单元6的发电机14旋转。
对于本发明的所有实施方式而言，共同之处在于，该设备包括至少两个动力输出单元6，每个动力输出单元6可以包括一个或多个发电机14。而且，这些发电机的尺寸相对较小并且布置为被不同类型的齿轮传动装置快速旋转。例如，当发电机14通过齿轮传动装置旋转时，传动比大于10、适当地大于50、以及优选地大于100。当板件2进行其相对缓慢的往复运动时，传动比越大，发电机14旋转得越快。
进一步的共同点是，一半的发电机14仅向一个方向旋转，而另一半的发电机14仅向相反的方向旋转。在该情况下，从相同方向观察，第一半的发电机14例如顺时针旋转，而第二半的发电机14逆时针旋转，或反之亦然。因此，第一半的发电机14在板件2向第一方向进行其往复运动时被旋转，而第二半的发电机14在板件2向与第一方向运动相反的第二方向进行其往复运动时被旋转。通过使用设置于板件2的运动与发电机14的轴的旋转之间的单向离合器机构10来布置这种操作。
对于本领域技术人员显而易见的是，本发明不限于上述示例，而是可以在本文的范围内进行改变。因此，例如，动力输出单元的结构和位置可以与所示出的有所不同。

Claims (12)

1.一种具有动力输出装置的波浪能回收利用设备，所述波浪能回收利用设备至少包括基座(1)、往复的板件(2)、具有一个或多个发电机(14)而用于将波浪或潮汐流的动能转化为电能的两个动力输出单元(6)、至少两个齿轮传动装置(11，11a，11b)以及至少两个单向离合器机构(10)，其中，所述齿轮传动装置(11，11a，11b)和所述单向离合器机构(10)能够操作地连接在所述板件(2)与所述发电机(14)之间，其特征在于，所述板件(2)布置成：当所述板件(2)向一个方向旋转时使一半的所述发电机(14)旋转，而当所述板件(2)向相反方向旋转时使另一半的所述发电机(14)旋转，其中所述波浪能回收利用设备包括一个或多个管状轴(4)，所述管状轴紧固至所述板件(2)的下边缘并且布置成与所述板件(2)一起旋转，并且每个动力输出单元(6)都位于所述管状轴(4)内。
2.根据权利要求1所述的波浪能回收利用设备，其特征在于，每个发电机(14)的旋转方向由一个单向离合器机构(10)控制。
3.根据权利要求1所述的波浪能回收利用设备，其特征在于，所述单向离合器机构(10)布置成允许所述发电机(14)仅具有一个旋转方向。
4.根据权利要求1所述的波浪能回收利用设备，其特征在于，每个齿轮传动装置(11，11a，11b)配备有在所述板件(2)与所述发电机(14)的旋转轴的旋转运动之间作用的传动比，所述传动比大于10。
5.根据权利要求1所述的波浪能回收利用设备，其特征在于，所述动力输出单元(6)配备有飞轮特性，以在所述发电机(14)自由旋转时维持所述发电机(14)的旋转轴的旋转。
6.根据权利要求1所述的波浪能回收利用设备，其特征在于，所述管状轴(4)内的所述动力输出单元(6)包括单向离合器机构(10)；齿轮传动装置(11)；具有旋转轴(12)、转子(16)和定子(15)的发电机(14)；以及飞轮(18)，这些部件都与所述旋转轴(12)同轴，并且所述单向离合器机构(10)能够操作地连接在所述管状轴(4)与所述齿轮传动装置(11)之间，所述齿轮传动装置(11)进一步地能够操作地连接在所述单向离合器机构(10)与所述发电机(14)的所述旋转轴(12)之间。
7.根据权利要求6所述的波浪能回收利用设备，其特征在于，飞轮(18)紧固在所述发电机(14)的所述旋转轴(12)上。
8.根据权利要求1所述的波浪能回收利用设备，其特征在于，所述单向离合器机构(10)是楔块离合器。
9.根据权利要求2所述的波浪能回收利用设备，其特征在于，所述单向离合器机构(10)布置成允许发电机(14)仅具有一个旋转方向。
10.根据权利要求2所述的波浪能回收利用设备，其特征在于，每个齿轮传动装置(11，11a，11b)配备有在所述板件(2)与所述发电机(14)的旋转轴的旋转运动之间作用的传动比，所述传动比大于10。
11.根据权利要求3所述的波浪能回收利用设备，其特征在于，每个齿轮传动装置(11，11a，11b)配备有在所述板件(2)与所述发电机(14)的旋转轴的旋转运动之间作用的传动比，所述传动比大于10。
12.根据权利要求2所述的波浪能回收利用设备，其特征在于，所述动力输出单元(6)配备有飞轮特性，以在所述发电机(14)自由旋转时维持所述发电机(14)的旋转轴的旋转。
CN201880095221.8A 2018-05-30 2018-05-30 具有动力输出装置的波浪能回收利用设备 Active CN112400059B (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211417040.7A CN115638076A (zh) 2018-05-30 2018-05-30 具有动力输出装置的波浪能回收利用设备
CN202211417160.7A CN115788750A (zh) 2018-05-30 2018-05-30 具有动力输出装置的波浪能回收利用设备

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/FI2018/050407 WO2019229290A1 (en) 2018-05-30 2018-05-30 Wave energy recovery apparatus with power-take-off arrangement

Related Child Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202211417160.7A Division CN115788750A (zh) 2018-05-30 2018-05-30 具有动力输出装置的波浪能回收利用设备
CN202211417040.7A Division CN115638076A (zh) 2018-05-30 2018-05-30 具有动力输出装置的波浪能回收利用设备

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112400059A CN112400059A (zh) 2021-02-23
CN112400059B true CN112400059B (zh) 2023-02-28

Family

ID=68697867

Family Applications (3)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201880095221.8A Active CN112400059B (zh) 2018-05-30 2018-05-30 具有动力输出装置的波浪能回收利用设备
CN202211417160.7A Pending CN115788750A (zh) 2018-05-30 2018-05-30 具有动力输出装置的波浪能回收利用设备
CN202211417040.7A Pending CN115638076A (zh) 2018-05-30 2018-05-30 具有动力输出装置的波浪能回收利用设备

Family Applications After (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202211417160.7A Pending CN115788750A (zh) 2018-05-30 2018-05-30 具有动力输出装置的波浪能回收利用设备
CN202211417040.7A Pending CN115638076A (zh) 2018-05-30 2018-05-30 具有动力输出装置的波浪能回收利用设备

Country Status (4)

Country Link
US (3) US11493016B2 (zh)
EP (3) EP4112917A1 (zh)
CN (3) CN112400059B (zh)
WO (1) WO2019229290A1 (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111022242B (zh) * 2019-12-23 2021-04-02 武汉理工大学 一种综合利用波浪能与海流能的发电装置
WO2021205056A1 (en) * 2020-04-07 2021-10-14 Aw-Energy Oy Coupling arrangement in a wave energy recovery apparatus

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007125307A2 (en) * 2006-04-25 2007-11-08 James Mccague Movement and power generation apparatus
CN103328814A (zh) * 2010-10-21 2013-09-25 朗利波能股份公司 具有发电机的波浪电力装置
WO2015177400A1 (en) * 2014-05-22 2015-11-26 Aw-Energy Oy Energy transfer arrangement of a wave energy recovery apparatus

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1925742A (en) * 1932-04-21 1933-09-05 Robert F Bamber Wave motor
FI20012086A0 (fi) 2001-10-26 2001-10-26 Top Shark Oy Menetelmä ja laitteisto aaltoenergian hyödyntämiseksi
PT103270A (pt) 2005-05-02 2005-09-30 Martifer En Equipamentos Para Sistema de conversao/inversao de energia
KR200400674Y1 (ko) 2005-08-23 2005-11-08 현 용 이 파력발전기
KR200406674Y1 (ko) 2005-09-20 2006-01-24 공현식 노트북 컴퓨터를 이용한 서버 또는 개인용 컴퓨터의 입출력 에뮬레이션 장치
FI119791B (fi) 2007-02-15 2009-03-13 Aw Energy Oy Lineaarigeneraattori
US7759813B2 (en) * 2007-08-23 2010-07-20 Tetsuhiko Fujisato Gravity wave power generation apparatus
US9551125B2 (en) * 2009-03-26 2017-01-24 Aw-Energy Oy Method for installing and servicing an apparatus recovering the kinetic energy of water, and an apparatus recovering the kinetic energy of water
US9528900B2 (en) * 2009-09-19 2016-12-27 Bruce Gregory Balanced and eccentric mass compact pendulum with dynamic tuning
ITMI20100119A1 (it) 2010-01-28 2011-07-29 Resnova S R L Dispositivo per generare energia elettrica dal moto ondoso
US9279408B2 (en) 2010-03-31 2016-03-08 Aw-Energy Oy Wave energy recovery system
US7964984B2 (en) * 2010-04-01 2011-06-21 Saavedra John A Electric power generator utilizing intermittent wind
US20130200626A1 (en) 2010-04-07 2013-08-08 Ocean Harvesting Technologies Ab Wave Energy Converter and Transmission
WO2013188397A1 (en) * 2012-06-12 2013-12-19 Resolute Marine Energy, Inc. Linear array of wave-energy converters
WO2014162037A1 (en) 2013-04-05 2014-10-09 Aw-Energy Oy Submersible wave energy conversion unit
US8745981B1 (en) * 2013-10-10 2014-06-10 John Clark Hanna Ocean powered take-off for multiple rotary drives
US20160369766A1 (en) * 2013-12-05 2016-12-22 Aw-Energy Oy Wave energy conversion apparatus
US10132289B2 (en) * 2014-01-08 2018-11-20 Aw-Energy Oy Surface level follow-up arrangement for a wave energy re-covery system
US10364790B2 (en) * 2014-06-18 2019-07-30 Aw-Energy Oy Wave energy recovery apparatus with an energy transfer arrangement
EP3359806A4 (en) 2015-10-05 2019-07-24 Rohrer Technologies, Inc. MULTILODE WAVE AGE TRANSFORMER WITH LONG-SLOT SHAALING ENLARGEMENT
GB2565927B (en) * 2016-04-08 2021-08-25 Aw Energy Oy Arrangement in a wave energy recovery apparatus and method for operating a wave energy recovery apparatus

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007125307A2 (en) * 2006-04-25 2007-11-08 James Mccague Movement and power generation apparatus
CN103328814A (zh) * 2010-10-21 2013-09-25 朗利波能股份公司 具有发电机的波浪电力装置
WO2015177400A1 (en) * 2014-05-22 2015-11-26 Aw-Energy Oy Energy transfer arrangement of a wave energy recovery apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
US20210222666A1 (en) 2021-07-22
CN115788750A (zh) 2023-03-14
US20220389898A1 (en) 2022-12-08
CN112400059A (zh) 2021-02-23
EP3803100B1 (en) 2024-01-03
US20220389899A1 (en) 2022-12-08
US11719218B2 (en) 2023-08-08
EP4112918A1 (en) 2023-01-04
US11493016B2 (en) 2022-11-08
EP3803100A1 (en) 2021-04-14
EP3803100C0 (en) 2024-01-03
CN115638076A (zh) 2023-01-24
WO2019229290A1 (en) 2019-12-05
EP3803100A4 (en) 2022-01-05
US11698051B2 (en) 2023-07-11
EP4112917A1 (en) 2023-01-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11698051B2 (en) Wave energy recovery apparatus with power-take-off arrangement
US8198749B2 (en) Wind turbine generator
EP2414669B1 (en) Improved power take off apparatus for a wec
US7862292B2 (en) Horizontal motion wave power generator
KR100752510B1 (ko) 단일 메인베어링을 갖는 풍력 발전기
EP2461030A2 (en) Drivetrain for generator in wind turbine
US9856966B2 (en) Drivetrain assembly for a wind turbine
JP5660606B2 (ja) 動力変換装置及び発電装置
JP4969708B1 (ja) 再生エネルギー型発電装置及び油圧ポンプの取付け方法
US10619721B2 (en) Drivetrain assembly for a wind turbine
CA2795391A1 (en) Wind energy installation azimuth or pitch drive
JP4909578B2 (ja) 風車用駆動装置
DK173801B1 (da) Vindkraftværk og fremgangsmåde ved drift af kraftværkets elektrogenerator
KR101206017B1 (ko) 풍력발전장치용 동력전달 유닛
US20160369766A1 (en) Wave energy conversion apparatus
JP4054880B1 (ja) 振動水柱型波力発電装置用動力変換装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant