CN112594119A - 一种振荡浮子式波浪能发电装置 - Google Patents
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Abstract
一种振荡浮子式波浪能发电装置,涉及波浪能发电技术领域。本发明中每条支撑腿通过角件与支架的下端面连接;支架的上端面固定安装有平台和蓄电池,平台上设有传动机构与发电机,传动机构与发电机安装在外壳内,浮子通过浮子滑轨机构与齿条传动连接使齿条做往复直线运动,齿条的往复运动通过传动机构转换为发电机的单向旋转运动,发电机与蓄电池电连接。本发明有效利用浮子的吸收的波浪能,提高发电效率。
Description
技术领域:
本发明涉及波浪能发电技术领域,具体是一种振荡浮子式波浪能发电装置。
背景技术:
随着不可再生能源的不断消耗以及环境污染问题的日益严峻,可再生清洁能源的开发和利用受到了普遍关注。从总体看,我国海洋能资源十分丰富,其中波浪能由于无污染、可再生、储量大、分布广的优点,得到了广泛的研究。
为开发和利用海洋波浪能资源,波浪能发电装置应运而生。波浪能发电装置主要由波浪能捕获环节、能量传递环节以及发电环节共同组成。其中波浪能捕获系统与能量传递系统是决定发电效率的重要环节。根据波浪能装置工作原理可将波浪能装置分为振荡水柱式、振荡浮子式和越浪式。在多种波浪能发电装置中,振荡浮子式波浪能发电装置因其可靠性好,受到了广泛研究。振荡浮子式波浪能发电装置是通过浮子在海水中随波浪上下起伏运动来俘获波浪能,借助机械装置或者液压装置转换浮子的机械能,最后驱动发电机进行发电。
目前的振荡浮子式波浪能发电装置的浮子相关参数固定,导致装置只有在特定海况中才能达到较为理想的发电效率,否则需要重新设计浮子参数。除此之外,现有的振荡浮子式波浪能发电装置在浮子往复运动中较难保证发电机发电的连续性,发电质量较低。
发明内容:
为解决上述背景技术中提及的问题,本发明的目的在于提供一种振荡浮子式波浪能发电装置。
本发明所采用的技术方案为:
一种振荡浮子式波浪能发电装置,它包括4条支撑腿、4个角件、支架、平台、齿条、传动机构、发电机、浮子滑轨机构、浮子、外壳、蓄电池,每条支撑腿通过角件与支架的下端面连接;支架的上端面固定安装有平台和蓄电池,平台上设有传动机构与发电机,传动机构与发电机安装在外壳内,浮子通过浮子滑轨机构与齿条传动连接使齿条做往复直线运动,齿条的往复运动通过传动机构转换为发电机的单向旋转运动,发电机与蓄电池电连接。
进一步的,所述传动机构包括第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮、第四齿轮、第五齿轮、第六齿轮、第七齿轮、第一上行轴承座、上行输入轴、第二上行轴承座、第一输出轴承座、第二输出轴承座、输出轴、第二下行轴承座、下行输入轴、第一下行轴承座、第一单向轴承和第二单向轴承,
所述第一单向轴承、第二单向轴承的内圈分别设置在上行输入轴和下行输入轴上,第一单向轴承、第二单向轴承的外圈分别设置在第一齿轮和第三齿轮上,所述第一齿轮和第三齿轮同时与齿条啮合,第一齿轮和第二齿轮安装在上行输入轴上,第三齿轮和第四齿轮安装在下行输入轴上,上行输入轴两端设置在第一上行轴承座和第二上行轴承座内,下行输入轴两端设置在第一下行轴承座和第二下行轴承座内,第二齿轮和第四齿轮同时与第五齿轮啮合,第五齿轮和第六齿轮安装在输出轴上,输出轴两端设置在第一输出轴承座和第二输出轴承座内,第六齿轮与第七齿轮啮合,上行输入轴、下行输入轴和输出轴相互平行;
当齿条上行时,第一齿轮与第一单向轴承的外圈共同沿逆时针方向转动,第一单向轴承内圈与外圈处于锁紧状态,在第一单向轴承外圈的驱动下,第一单向轴承的内圈与上行输入轴同时沿逆时针方向转动,第二齿轮沿逆时针方向转动;第二齿轮与第五齿轮啮合传动,第五齿轮与第四齿轮啮合传动,即第二齿轮与第四齿轮为逆时针方向转动;第三齿轮顺时针转动,此时第二单向轴承的内圈与外圈处于非锁紧状态,第三齿轮和第四齿轮互不干涉的沿相反方向转动,第五齿轮带动第六齿轮沿顺时针方向转动,第六齿轮与第七齿轮啮合运动,第七齿轮沿逆时针方向转动与发电机连接;
当齿条下行时,第三齿轮与第二单向轴承的外圈共同沿逆时针方向转动,第二单向轴承内圈与外圈处于锁紧状态,在第二单向轴承外圈的驱动下,第二单向轴承的内圈与下行输入轴同时沿逆时针方向转动,第四齿轮沿逆时针方向转动;第二齿轮与第五齿轮啮合传动,第五齿轮与第四齿轮啮合传动,即第二齿轮与第四齿轮为逆时针方向转动;第一齿轮顺时针转动,此时第一单向轴承内圈与外圈处于非锁紧状态,第一齿轮和第二齿轮互不干涉地沿相反方向转动,第五齿轮带动第六齿轮沿顺时针方向转动,第六齿轮与第七齿轮啮合运动,第七齿轮沿逆时针方向转动与发电机连接。
进一步的,齿条每移动1m,第一齿轮和第三齿轮转过21.2圈;第五齿轮与第二齿轮之间的传动比为7.82;第五齿轮与第四齿轮之间的传动比为7.82;第七齿轮与第六齿轮之间的传动比为12。
进一步的,所述浮子中间设矩形孔,矩形孔的三个面上开有安装孔。
进一步的,所述浮子滑轨机构包括第一弹性限位块、第二弹性限位块、第三弹性限位块、第四弹性限位块、第一滑块、第三滑块、第一直角件、第二直角件、第三直角件、第四直角件0、第一轨道、第二轨道、第三轨道、第二滑块和第四滑块;
第一轨道、第二轨道和第三轨道顺次连接构成横截面为“匚”字形的滑轨结构,该滑轨结构的一端穿过浮子的矩形孔,另一端安装在平台的下端面,第一轨道、第三轨道分别设有第一滑块、第三滑块,第二轨道上设有第二滑块和第四滑块,第二滑块同时设置在浮子的侧壁上,第二滑块使浮子沿滑轨方向做往复直线运动,第二滑块同时设置在齿条上,第二滑块使齿条随着浮子沿轨道方向做往复直线运动。
进一步的,所述第一轨道、第二轨道和第三轨道长度均为L,在距离第一轨道上端1/12L和距下端1/4L处分别设置有第一弹性限位块和第三弹性限位块,距离第三轨道8-13的上端1/12L和距下端1/4L处分别设置有第二弹性限位块和第四弹性限位块,浮子最大运动行程为2/3L。
进一步的,所述发电装置还包括刻度标尺,刻度标尺设置在第二轨道上的第一侧面和第二侧面上。
进一步的,所述浮子的上端面上设置有第一配重安装孔、第二配重安装孔、第三配重安装孔和第四配重安装孔。
与现有技术相比,本发明的有益效果为:
一、本发明空间与海况适应性强。所述支撑腿通过角件设置在支架上,通过松动角件能够使设置在同一支架上的两支撑腿沿支架方向移动,从而改变同一支架上两支撑腿之间的距离,便于更换不同尺寸的浮子,适应不同尺寸和形状浮子所需空间的要求。浮子上设置有配重安装孔,便于根据需要增加浮子质量,适应不同海况下浮子不同最佳吃水深度的要求,以提高浮子捕能效率。
二、本发明安全性好。所述滑轨上设置有弹性限位块,限制浮子的运动范围并且起到缓冲作用,防止波浪过大导致浮子运动超过额定行程。
三、本发明可视性好。所述滑轨上设置有标尺,能够直观地观测到浮子运动位移或浪高。
四、本发明发电效率高,浮子往复运动中均可捕获能量。第一单向轴承和第二单向轴承的内圈分别设置在所述上行输入轴和下行输入轴上,外圈分别设置在第一齿轮和第二齿轮上,第一齿轮和第三齿轮同时与所述齿条进行齿轮齿条传动;第二齿轮和第四齿轮同时与第五齿轮进行齿轮传动,第六齿轮与第七齿轮进行齿轮传动。齿条的输入端至第七齿轮的输出端,每对齿轮传动均为增速传动,使得即使浮子运动的速度和位移很小,发电机转子也能够获得较大的转速和转角,有效利用浮子吸收的波浪能,提高发电效率。
五、本发明来波方向适应性强。本发明透浪性好,在不同方向的波浪作用下均有较好的捕能性能。
六、本发明可靠性好,结构简单,维护容易。本发明传动装置由齿轮齿条组成,浮子通过滑轨上下往复运动,因此可靠性好,结构简单,维护容易。
附图说明:
为了清晰说明,本发明由下述的具体实施及附图作以详细描述。
图1为本发明的立体结构示意图;
图2为传动机构的俯视图;
图3为齿条上行时齿轮齿条机构工作原理示意图;
图4为齿条下行时齿轮齿条机构工作原理示意图;
图5为浮子与滑轨之间的连接关系的俯视图;
图6为图5中A-A方向上的剖视图;
图7为图5中B-B方向上的剖视图;
图8为具体实施方式三中对该发电装置仿真所得的获能功率时历曲线。
具体实施方式:
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了,下面通过附图中示出的具体实施例来描述本发明。但是应该理解,这些描述只是示例性的,而并非要限制本发明的范围。此外,在以下说明中,省略了对公知结构和技术的描述,以避免不必要地混淆本发明的概念。
在此,还需要说明的是,为了避免因不必要的细节而模糊了本发明,在附图中仅仅示出了与根据本发明的方案密切相关的结构和/或处理步骤,而省略了与本发明关系不大的其他细节。
具体实施方式一:结合图1、图2、图3、图4、图5、图6和图7说明本实施方式,本实施方式包括4条支撑腿1、4个角件2、支架3、平台4、齿条5、传动机构6、发电机7、浮子滑轨机构8、浮子9、外壳10、蓄电池11,每条支撑腿1通过角件2与支架3的下端面连接;支架3的上端面固定安装有平台4和蓄电池11,平台4上设有传动机构6与发电机7,传动机构6与发电机7安装在外壳10内,浮子9通过浮子滑轨机构8与齿条5传动连接使齿条5做往复直线运动,齿条5的往复运动通过传动机构6转换为发电机7的单向旋转运动,发电机7与蓄电池11电连接。
其中所述支撑腿1通过角件2与支架3进行可拆卸连接,通过松动角件即可实现支撑腿1在支架3上位置的改变,从而为浮子提供安装和运动空间。
具体实施方式二:本实施方式为具体实施方式一的进一步限定,所述传动机构6包括第一齿轮6-1、第二齿轮6-2、第三齿轮6-3、第四齿轮6-4、第五齿轮6-5、第六齿轮6-6、第七齿轮6-7、第一上行轴承座6-8、上行输入轴6-9、第二上行轴承座6-10、第一输出轴承座6-11、第二输出轴承座6-12、输出轴6-13、第二下行轴承座6-14、下行输入轴6-15、第一下行轴承座6-16、第一单向轴承6-17和第二单向轴承6-18,
所述第一单向轴承6-17、第二单向轴承6-18的内圈分别设置在上行输入轴6-9和下行输入轴6-15上,第一单向轴承6-17、第二单向轴承6-18的外圈分别设置在第一齿轮6-1和第三齿轮6-3上,所述第一齿轮6-1和第三齿轮6-3同时与齿条5啮合,第一齿轮6-1和第二齿轮6-2安装在上行输入轴6-9上,第三齿轮6-3和第四齿轮6-4安装在下行输入轴6-15上,上行输入轴6-9两端设置在第一上行轴承座6-8和第二上行轴承座6-10内,下行输入轴6-15两端设置在第一下行轴承座6-16和第二下行轴承座6-14内,第二齿轮6-2和第四齿轮6-4同时与第五齿轮6-5啮合,第五齿轮6-5和第六齿轮6-6安装在输出轴6-13上,输出轴6-13两端设置在第一输出轴承座6-11和第二输出轴承座6-12内,第六齿轮6-6与第七齿轮6-7啮合,上行输入轴6-9、下行输入轴6-15和输出轴6-13相互平行;
当齿条5上行时,第一齿轮6-1与第一单向轴承6-17的外圈共同沿逆时针方向转动,第一单向轴承6-17内圈与外圈处于锁紧状态,在第一单向轴承6-17外圈的驱动下,第一单向轴承6-17的内圈与上行输入轴6-9同时沿逆时针方向转动,第二齿轮6-2沿逆时针方向转动;第二齿轮6-2与第五齿轮6-5啮合传动,第五齿轮6-5与第四齿轮6-4啮合传动,即第二齿轮6-2与第四齿轮6-4为逆时针方向转动;第三齿轮6-3顺时针转动,此时第二单向轴承6-18的内圈与外圈处于非锁紧状态,第三齿轮6-3和第四齿轮6-4互不干涉的沿相反方向转动,第五齿轮6-5带动第六齿轮6-6沿顺时针方向转动,第六齿轮6-6与第七齿轮6-7啮合运动,第七齿轮6-7沿逆时针方向转动与发电机7连接;
当齿条5下行时,第三齿轮6-3与第二单向轴承6-18的外圈共同沿逆时针方向转动,第二单向轴承6-18内圈与外圈处于锁紧状态,在第二单向轴承6-18外圈的驱动下,第二单向轴承6-18的内圈与下行输入轴6-15同时沿逆时针方向转动,第四齿轮6-4沿逆时针方向转动;第二齿轮6-2与第五齿轮6-5啮合传动,第五齿轮6-5与第四齿轮6-4啮合传动,即第二齿轮6-2与第四齿轮6-4为逆时针方向转动;第一齿轮6-1顺时针转动,此时第一单向轴承6-17内圈与外圈处于非锁紧状态,第一齿轮6-1和第二齿轮6-2互不干涉地沿相反方向转动,第五齿轮6-5带动第六齿轮6-6沿顺时针方向转动,第六齿轮6-6与第七齿轮6-7啮合运动,第七齿轮6-7沿逆时针方向转动与发电机7连接。
该传动结构的设置能够将波浪能高效的转换为机械能,提高发电效率。
具体实施方式三:本实施方式为具体实施方式一或二的进一步限定,结合图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7和图8说明本实施方式,齿条5每移动1m,第一齿轮6-1和第三齿轮6-3转过21.2圈;第五齿轮6-5与第二齿轮6-2之间的传动比为7.82;第五齿轮6-5与第四齿轮6-4之间的传动比为7.82;第七齿轮6-7与第六齿轮6-6之间的传动比为12。
进一步的,第一齿轮6-1齿数为30;第二齿轮齿6-2数为86;第三齿轮6-3齿数为30;第四齿轮6-4齿数为86;第五齿轮6-5齿数为11;第六齿轮6-6齿数为120;第七齿轮6-7齿数为10;增速比为93.82,上述取值为经过多次试验对比获取的最优配比,在此取值的基础上产生的能量的损失小。
对该装置的发电效率进行了数值模拟研究。环境海况采用威海国家浅海综合试验场的平均海况,波高H=0.56m,波长λ=27.25m,周期T=4.18s。浮子直径D=1m,浮子高度h=0.2m,浮子密度ρ=487.29kg/m3。计算得到该参数下装置的平均发电功率P为65W,瞬时功率曲线如图8(功率P的时历曲线)所示。
垂荡浮子总能量公式为式中,m为浮子质量,mw为附加质量,σ为圆频率,Awp为浮子吃水面横截面积,Z0为浮子垂荡运动的振幅。代入数据计算得到理论上一个波长内浮子的总能量E为330J。在上述参数和工况下发电装置内部的能量传递效率为
齿条5移动速度为v,则第一齿轮6-1和第三齿轮6-3转速n1=n3=21.2v;第五齿轮6-5与第二齿轮6-2之间的传动比i52=z2/z5=7.82;第五齿轮6-5与第四齿轮6-4之间的传动比i54=z4/z5=7.82;第七齿轮6-7与第六齿轮6-6之间的传动比i76=z6/z7=12。
根据公式一得出本发明中发电机的转速n7与齿条移动速度v之间的关系:
公式一:n7=n1*i52*i76=n3*i54*i76=1989.4v
传动装置采用双单向轴承的设计,能够将浮子上下往复运动转换为发电机沿单一方向连续转动,可防止发电机因交替正反转导致发电机烧坏,也提高了发电机输出电能质量,发电机换向过程中必然存在速度很小和速度为零的过程,当发电机沿单一方向连续转动时,由于转子惯性的作用,发电机的最低转速不会很小甚至趋近于零,因此该传动装置的设计较好地提高了发电效率。
具体实施方式四:本实施方式为具体实施方式一或三的进一步限定,所述浮子9中间设矩形孔,矩形孔的三个面上开有安装孔。其中安装孔用于滑块的运动。
具体实施方式五:本实施方式为具体实施方式四的进一步限定,所述浮子滑轨机构8包括第一弹性限位块8-1、第二弹性限位块8-12、第三弹性限位块8-3、第四弹性限位块8-4、第一滑块8-5、第三滑块8-6、第一直角件8-7、第二直角件8-8、第三直角件8-9、第四直角件8-10、第一轨道8-11、第二轨道8-12、第三轨道8-13、第二滑块8-14和第四滑块8-15;
本实施方式中第一轨道8-11、第二轨道8-12和第三轨道8-13顺次连接构成横截面为“匚”字形的滑轨结构,该滑轨结构的一端穿过浮子9的矩形孔,另一端安装在平台4的下端面,第一轨道8-11、第三轨道8-13分别设有第一滑块8-5、第三滑块8-6,第二轨道8-12上设有第二滑块8-14和第四滑块8-15,第二滑块8-14同时设置在浮子9的侧壁上,第二滑块8-14使浮子9沿滑轨方向做往复直线运动,第二滑块8-14同时设置在齿条5上,第二滑块8-14使齿条5随着浮子9沿轨道方向做往复直线运动。
第一轨道8-11、第二轨道8-12和第三轨道8-13通过第一直角件8-7、第二直角件8-8、第三直角件8-9和第四直角件8-10互相连接固定。
浮子滑轨机构的设计将浮子运动转换为齿条的往复运动,并将齿条的往复运动传递至传动机构,此结构设计精简、损失的能量较小。
具体实施方式六:本实施方式为具体实施方式五的进一步限定,所述第一轨道8-11、第二轨道8-12和第三轨道8-13长度均为L,在距离第一轨道8-11上端1/12L和距下端1/4L处分别设置有第一弹性限位块8-1和第三弹性限位块8-3,距离第三轨道8-13的上端1/12L和距下端1/4L处分别设置有第二弹性限位块8-2和第四弹性限位块8-4,浮子9最大运动行程为2/3L。
具体实施方式七:本实施方式为具体实施方式六的进一步限定,所述发电装置还包括刻度标尺12,刻度标尺12设置在第二轨道8-12上的第一侧面8-16和第二侧面8-17上。能够直观地观测到浮子运动位移或浪高。
具体实施方式八:本实施方式为具体实施方式七的进一步限定,所述浮子9的上端面9-1上设置有第一配重安装孔9-2、第二配重安装孔9-3、第三配重安装孔9-4、第四配重安装孔9-5。便于根据需要增加浮子质量,适应不同海况下浮子不同最佳吃水深度的要求,以提高浮子捕能效率。
Claims (8)
1.一种振荡浮子式波浪能发电装置,其特征在于:它包括4条支撑腿(1)、4个角件(2)、支架(3)、平台(4)、齿条(5)、传动机构(6)、发电机(7)、浮子滑轨机构(8)、浮子(9)、外壳(10)、蓄电池(11),每条支撑腿(1)通过角件(2)与支架(3)的下端面连接;支架(3)的上端面固定安装有平台(4)和蓄电池(11),平台(4)上设有传动机构(6)与发电机(7),传动机构(6)与发电机(7)安装在外壳(10)内,浮子(9)通过浮子滑轨机构(8)与齿条(5)传动连接使齿条(5)做往复直线运动,齿条(5)的往复运动通过传动机构(6)转换为发电机(7)的单向旋转运动,发电机(7)与蓄电池(11)电连接。
2.根据权利要求1所述的一种振荡浮子式波浪能发电装置,其特征在于:所述传动机构(6)包括第一齿轮(6-1)、第二齿轮(6-2)、第三齿轮(6-3)、第四齿轮(6-4)、第五齿轮((6-5)、第六齿轮(6-6)、第七齿轮((6-7)、第一上行轴承座(6-8)、上行输入轴(6-9)、第二上行轴承座(6-10)、第一输出轴承座(6-11)、第二输出轴承座(6-12)、输出轴(6-13)、第二下行轴承座(6-14)、下行输入轴(6-15)、第一下行轴承座(6-16)、第一单向轴承(6-17)和第二单向轴承(6-18),
所述第一单向轴承(6-17)、第二单向轴承(6-18)的内圈分别设置在上行输入轴(6-9)和下行输入轴(6-15)上,第一单向轴承(6-17)、第二单向轴承(6-18)的外圈分别设置在第一齿轮(6-1)和第三齿轮(6-3)上,所述第一齿轮(6-1)和第三齿轮(6-3)同时与齿条(5)啮合,第一齿轮(6-1)和第二齿轮(6-2)安装在上行输入轴(6-9)上,第三齿轮(6-3)和第四齿轮(6-4)安装在下行输入轴(6-15)上,上行输入轴(6-9)两端设置在第一上行轴承座(6-8)和第二上行轴承座(6-10)内,下行输入轴(6-15)两端设置在第一下行轴承座(6-16)和第二下行轴承座(6-14)内,第二齿轮(6-2)和第四齿轮(6-4)同时与第五齿轮(6-5)啮合,第五齿轮(6-5)和第六齿轮(6-6)安装在输出轴(6-13)上,输出轴(6-13)两端设置在第一输出轴承座(6-11)和第二输出轴承座(6-12)内,第六齿轮(6-6)与第七齿轮(6-7)啮合,上行输入轴(6-9)、下行输入轴(6-15)和输出轴(6-13)相互平行;
当齿条(5)上行时,第一齿轮(6-1)与第一单向轴承(6-17)的外圈共同沿逆时针方向转动,第一单向轴承(6-17)内圈与外圈处于锁紧状态,在第一单向轴承(6-17)外圈的驱动下,第一单向轴承(6-17)的内圈与上行输入轴(6-9)同时沿逆时针方向转动,第二齿轮(6-2)沿逆时针方向转动;第二齿轮(6-2)与第五齿轮(6-5)啮合传动,第五齿轮(6-5)与第四齿轮(6-4)啮合传动,即第二齿轮(6-2)与第四齿轮(6-4)为逆时针方向转动;第三齿轮(6-3)顺时针转动,此时第二单向轴承(6-18)的内圈与外圈处于非锁紧状态,第三齿轮(6-3)和第四齿轮(6-4)互不干涉的沿相反方向转动,第五齿轮(6-5)带动第六齿轮(6-6)沿顺时针方向转动,第六齿轮(6-6)与第七齿轮(6-7)啮合运动,第七齿轮(6-7)沿逆时针方向转动与发电机(7)连接;
当齿条(5)下行时,第三齿轮(6-3)与第二单向轴承(6-18)的外圈共同沿逆时针方向转动,第二单向轴承(6-18)内圈与外圈处于锁紧状态,在第二单向轴承(6-18)外圈的驱动下,第二单向轴承(6-18)的内圈与下行输入轴(6-15)同时沿逆时针方向转动,第四齿轮(6-4)沿逆时针方向转动;第二齿轮(6-2)与第五齿轮(6-5)啮合传动,第五齿轮(6-5)与第四齿轮(6-4)啮合传动,即第二齿轮(6-2)与第四齿轮(6-4)为逆时针方向转动;第一齿轮(6-1)顺时针转动,此时第一单向轴承(6-17)内圈与外圈处于非锁紧状态,第一齿轮(6-1)和第二齿轮(6-2)互不干涉地沿相反方向转动,第五齿轮(6-5)带动第六齿轮(6-6)沿顺时针方向转动,第六齿轮(6-6)与第七齿轮(6-7)啮合运动,第七齿轮(6-7)沿逆时针方向转动与发电机(7)连接。
3.根据权利要求1或2所述的一种振荡浮子式波浪能发电装置,其特征在于:齿条(5)每移动1m,第一齿轮(6-1)和第三齿轮(6-3)转过21.2圈;第五齿轮(6-5)与第二齿轮(6-2)之间的传动比为7.82;第五齿轮(6-5)与第四齿轮(6-4)之间的传动比为7.82;第七齿轮(6-7)与第六齿轮(6-6)之间的传动比为12。
4.根据权利要求3所述的一种振荡浮子式波浪能发电装置,其特征在于:所述浮子9中间设矩形孔,矩形孔的三个面上开有安装孔。
5.根据权利要求4所述的一种振荡浮子式波浪能发电装置,其特征在于:所述浮子滑轨机构(8)包括第一弹性限位块(8-1)、第二弹性限位块(8-12)、第三弹性限位块(8-3)、第四弹性限位块(8-4)、第一滑块(8-5)、第三滑块(8-6)、第一直角件(8-7)、第二直角件(8-8)、第三直角件(8-9)、第四直角件(8-10)、第一轨道(8-11)、第二轨道(8-12)、第三轨道(8-13)、第二滑块(8-14)和第四滑块(8-15);
第一轨道(8-11)、第二轨道(8-12)和第三轨道(8-13)顺次连接构成横截面为“匚”字形的滑轨结构,该滑轨结构的一端穿过浮子(9)的矩形孔,另一端安装在平台(4)的下端面,第一轨道(8-11)、第三轨道(8-13)分别设有第一滑块(8-5)、第三滑块(8-6),第二轨道(8-12)上设有第二滑块(8-14)和第四滑块(8-15),第二滑块(8-14)同时设置在浮子(9)的侧壁上,第二滑块(8-14)使浮子(9)沿滑轨方向做往复直线运动,第二滑块(8-14)同时设置在齿条(5)上,第二滑块(8-14)使齿条(5)随着浮子(9)沿轨道方向做往复直线运动。
6.根据权利要求5所述的一种振荡浮子式波浪能发电装置,其特征在于:所述第一轨道(8-11)、第二轨道(8-12)和第三轨道(8-13)长度均为L,在距离第一轨道(8-11)上端1/12L和距下端1/4L处分别设置有第一弹性限位块(8-1)和第三弹性限位块(8-3),距离第三轨道(8-13)的上端1/12L和距下端1/4L处分别设置有第二弹性限位块(8-2)和第四弹性限位块(8-4),浮子(9)最大运动行程为2/3L。
7.根据权利要求6所述的一种振荡浮子式波浪能发电装置,其特征在于:所述发电装置还包括刻度标尺(12),刻度标尺(12)设置在第二轨道(8-12)上的第一侧面(8-16)和第二侧面(8-17)上。
8.根据权利要求7所述的一种振荡浮子式波浪能发电装置,其特征在于:所述浮子(9)的上端面(9-1)上设置有第一配重安装孔(9-2)、第二配重安装孔(9-3)、第三配重安装孔(9-4)和第四配重安装孔(9-5)。
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113530749A (zh) * | 2021-08-13 | 2021-10-22 | 国网山东省电力公司电力科学研究院 | 一种利用波浪能的波浪发电装置 |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2003098033A1 (en) * | 2002-05-16 | 2003-11-27 | Pruthivi Raj Avadhuta | An apparatus for power generation from ocean tides / wave motion (sagar lehar vidyut shakti) |
CN101603498A (zh) * | 2009-07-14 | 2009-12-16 | 张正泉 | 海浪发电装置 |
FR2933752A1 (fr) * | 2008-07-11 | 2010-01-15 | Emanuel Jose Fernandes | Chargeur de batteries maremoteur |
CN103089528A (zh) * | 2013-01-31 | 2013-05-08 | 青岛市机械工业总公司 | 双行程振动式波浪浮子发电装置 |
CN103912439A (zh) * | 2014-04-01 | 2014-07-09 | 浙江海洋学院 | 一种基于浮子与液压的波浪能发电装置 |
CN105888952A (zh) * | 2016-04-25 | 2016-08-24 | 中国石油大学(华东) | 振荡浮子式海洋波浪能发电装置 |
US20170082179A1 (en) * | 2014-03-18 | 2017-03-23 | Cascade Drives Ab | A gear arrangement |
CN108626064A (zh) * | 2018-06-14 | 2018-10-09 | 天津商业大学 | 一种具有开启式填装浮子的波浪发电装置 |
-
2020
- 2020-12-07 CN CN202011431466.9A patent/CN112594119A/zh active Pending
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2003098033A1 (en) * | 2002-05-16 | 2003-11-27 | Pruthivi Raj Avadhuta | An apparatus for power generation from ocean tides / wave motion (sagar lehar vidyut shakti) |
FR2933752A1 (fr) * | 2008-07-11 | 2010-01-15 | Emanuel Jose Fernandes | Chargeur de batteries maremoteur |
CN101603498A (zh) * | 2009-07-14 | 2009-12-16 | 张正泉 | 海浪发电装置 |
CN103089528A (zh) * | 2013-01-31 | 2013-05-08 | 青岛市机械工业总公司 | 双行程振动式波浪浮子发电装置 |
US20170082179A1 (en) * | 2014-03-18 | 2017-03-23 | Cascade Drives Ab | A gear arrangement |
CN103912439A (zh) * | 2014-04-01 | 2014-07-09 | 浙江海洋学院 | 一种基于浮子与液压的波浪能发电装置 |
CN105888952A (zh) * | 2016-04-25 | 2016-08-24 | 中国石油大学(华东) | 振荡浮子式海洋波浪能发电装置 |
CN108626064A (zh) * | 2018-06-14 | 2018-10-09 | 天津商业大学 | 一种具有开启式填装浮子的波浪发电装置 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113530749A (zh) * | 2021-08-13 | 2021-10-22 | 国网山东省电力公司电力科学研究院 | 一种利用波浪能的波浪发电装置 |
CN113530749B (zh) * | 2021-08-13 | 2024-03-26 | 国网山东省电力公司电力科学研究院 | 一种利用波浪能的波浪发电装置 |
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