CN115288919A - 波浪发电系统 - Google Patents

Abstract

波浪发电系统，将波浪能转换为机械作用力并带动发电机组工作，应用在绿色环保零排放发电领域，应用在水利发电领域，应用在海洋波浪能发电领域，应用在河流波浪能发电领域，应用在海洋船舶电力应急供应领域，应用在海洋勘察平台、钻探平台、采油平台的电力补给领域，解决现有海洋波浪空气压差发电系统效率低下问题，弥补现有海面浮动式风力发电机组结构复杂笨重以及移动不灵活的问题，解决现有船舶或半潜式海洋作业平台过渡依赖柴油发电机的环境污染问题。

Description

波浪发电系统

技术领域

波浪发电系统应用在绿色环保零排放发电领域，应用在水利发电领域，应用在海洋波浪能发电领域，应用在河流波浪能发电领域；应用在海洋船舶电力应急供应领域，应用在海洋勘察平台、钻探平台、采油平台的电力补给领域。

背景技术

现有的海洋波浪发电系统，其原理是利用波浪变化产生的水位差转换为压缩空气来驱动空气透平发电机发电，当波浪上升或下降时将产生压差，压差力在发电装置上作用为吸气或排气工作，进而使空气透平转换为机械运动并带动发电机发电；现有海洋漂浮式发电系统主要是通过漂浮在海面上的浮动风力发电机组发电，将风能转换为电能；现有大型船舶或半潜式海洋作业平台依赖柴油机作为动力发电，造成资源浪费与环境污染。

发明内容

本发明设计了一种将波浪能转换为机械作用力并带动发电机组工作的装置，即波浪发电系统，主要由发电舱、动力杆、驱动杆组成，发电舱的数量为两个或两个以上，两个发电舱之间是动力杆；发电舱与水面接触的一面为圆弧形。当两个相邻连接的发电舱摆动时，相对位移作用到动力杆而产生机械力，动力杆的机械力将分别传输到相邻的两个发电舱内的驱动轮，驱动轮转动或摆动将带动发电机组工作。驱动轮通过飞轮向发电机组传输作用力，通过一个转动方向即顺时针或逆时针向发电机组传输驱动力，另一方向为空转。

当水面有波浪时，发电舱在波浪作用下摆动，两个相邻连接的发电舱之间相对摆动时，动力杆受到挤压力或拉伸力，挤压力或拉伸力将作用到发电舱内的驱动轮，最终带动发电机组工作。

附图说明

图1是波浪发电系统结构原理图。线段c₁c₄和c₃c₂是动力杆，X点是c₁c₄和c₃c₂的交汇点，X点分别是c₁c₄和c₃c₂的杠杆支撑点，c₁c₄和c₃c₂分别沿X点摆动，摆动平面为a₁c₁c₄、a₃c₃c₂所确定的平面；EP₁和EP₂分别代表左、右椭圆形的发电舱；线段L₁X、L₂X是连接杆，L₁X、L₂X分别固定在发电舱EP₁和EP₂，X点将L₁X、L₂X连接，L₁X、L₂X分别沿X点摆动，摆动方向与c₁c₄、c₃c₂的摆动方向相同；a₁、a₂、a₃、a₄分别对应图5中的a点，线段a₁c₁、a₂a₂、a₃c₃、a₄c₄分别是驱动杆，a₁c₁受c₁c₄摆动作用反力并沿平面a₁c₁c₄左右移动，a₂a₂、a₃c₃、a₄c₄同理；b₁、b₂、b₃、b₄分别对应图5中的b点。

图2是图1中发电舱EP₁(或EP₂)的轴向图，指引线L₁指向发电舱的点对应图1中的L₁点，指引线L′₁指向发电舱的点等同于图1中的L₁点；图2是在图1原理基础上增加了一组a₁c₁c₄a₄、a₃c₃c₂a₂、b₁、b₂、b₃、b₄；指引线H₁指向发电舱的点对应图1中a₁c₁与EP₁椭圆外壳的交汇点，称为H₁点，指引线H′₁同理，交汇点称为H′₁点。

图3是图2发电舱的正面图，下弧面是与水接触的舱底面；当发电舱反转时上弧面与水接触，并与下弧面同等作用；发电舱重心在中间，弧形面构造利于摆动。

图4图2发电舱的俯视图，长度影响发电舱摆动幅度，宽度影响发电舱在宽度轴向的漂浮稳定性。

图5是驱动轮正面图，图1中的驱动杆a₁c₁将反作用力传输到图5中的a点，使驱动轮以b点为中心顺时针或逆时针旋转，b点右侧的大圆摆结构设计是增加驱动轮单侧重力，以起到惯性旋转的作用；O是指驱动轮体，b点与驱动轮体O通过飞轮连接，飞轮起到单(正)方向传递转动力的作用，反方向旋转时b点不受O的作用力。

图6是图5驱动轮连接驱动轴M的轴向图，驱动轮O将转动力传向驱动轴M，并带动M转动。

图7是图6中的转动轴M安装传动轮的轴向图，驱动轴M转动带动传动轮同时转动。

图8是图7的正面图，1是转动轮，2是传动轴M，传动轮1上设计有皮带凹槽或齿轮，通过皮带或齿轮传动将转动力传向发电机组，发电机组转子与定子相对运动切割磁力线而发电。

具体实施方式

如图1所示，两个发电舱之间通过X点连接，发电舱在波浪作用下发生相对摆动，动力杆在杠杆原理作用下受到发电舱的拉伸力或压缩力，发电舱体受到动力杆的反作用力，并通过驱动杆传向驱动轮，当驱动轮顺时针(或逆时针)转动时，驱动轮通过飞轮带动驱动轴转动；当驱动轮逆时针(或顺时针)转动时，驱动轮回位，在飞轮作用下驱动轴不受驱动轮的反转力，即驱动轴转动方向不变。

图1所示，每个发电舱中有两组驱动轮，两个驱动轮的飞轮方向设置相同或相反，方向相同则是在上端动力杆压缩与下端动力杆拉伸状态下两个驱动轮中只有一个带动驱动轴工作，另一个为空转回位；方向相反是在上端动力杆压缩与下端动力杆拉伸状态下两个驱动轮带动驱动轴工作，驱动轴共用一个，或每个驱动轮单独一个，每个驱动轴带动一个发电机组。两个发电舱的飞轮方向设置相同，即两个发电舱的上端驱动轮为同一飞轮方向，下端驱动轮飞轮为同一方向。

图2所示，在图1原理基础上将动力杆、驱动杆、驱动轮、驱动轴的数量增加一倍，发电机组数量也增加一倍。两个发电舱连接组合为一个波浪发电系统，若在图2基础上每个发电舱的驱动轮、驱动轴、发电机组数量再增加一倍，并实现三个或更多数量的发电舱连接，每个连接点都利用杠杆原理带动动力杆拉伸或压缩运动，并分别带动驱动轮工作，则发电效率进一步提升，多个发电机组串并联提高电压与电流的供应能力。H₁和H′₁点位置安装橡胶弹簧套，橡胶弹簧套起到密封作用，防止水从H₁和H′₁点渗入发电舱内，驱动杆穿越发电舱外壳的H₁和H′₁点位置360度围绕橡胶弹簧套的一端，橡胶弹簧套的另一端360度围绕在驱动杆上。当两个相邻发电舱(相对)摆动时，驱动杆在H₁和H′₁点左右位移并有相对短程的上下位移，橡胶弹簧套承受驱动杆的左右拉伸力和上下浮动(位移)力。

将图1中的波浪发电系统放入海洋中并用绳索拴住一端，绳索的另一端被拖拽在大型船舶或海洋平台，同时通过电缆连接发电舱的发电机组，以向船舶或平台供应电力。若将多个图1中的波浪发电系统用绳索串成一串，并用电缆串并联，则提升电压电流供应能力。

Claims (5)

1.波浪发电系统，其特征是两个或多个发电舱在波浪作用下产生相对摆动作用力，将摆动作用力直接转换为机械运动，并驱动发电机组工作。

2.根据权利要求1，波浪发电系统是主要由发电舱、动力杆、驱动杆组成，发电舱的数量为两个或两个以上，两个发电舱之间是动力杆；发电舱与水面接触的一面为圆弧形。

3.根据权利要求2，波浪发电系统的发电舱内有驱动轮、驱动轴，驱动轮通过飞轮将转动力传向驱动轴。

4.根据权利要求2，两个发电舱和动力杆组成的一个波浪发电系统，包括一组或两组或四组动力杆、驱动杆、驱动轮、驱动轴，驱动杆向驱动轮施加摆动反作用力，驱动杆穿越发电舱外壳位置有橡胶弹簧套。

5.根据权利要求1和3，两个以上的多个发电舱连接组成一个波浪发电系统时，或每个发电舱中有两组或四组动力杆、驱动杆、驱动轮、驱动轴时，则发电机组数量增加，多个发电机组串并联提高电压与电流。

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