CN201574872U - 水波发电机 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种能量转化设备，即一种水波发电机，其特点是：有一种浮板(1)通过转轴(2)与底板(3)相铰链，底板(3)上面通过支架(4)支撑一套传动机构，传动机构有一支一端铰链在浮板(1)上，另一端两侧分别装有齿条(9)的推杆(10)，两条齿条(9)各与一个双向齿轮(16)相啮合，两个双向齿轮(16)各通过一支传动轴(15)固连一个同步齿轮(6)，各传动轴(15)上均通过轴承装有单向齿轮(5)，同步齿轮(6)通过千斤爪(7)与单向齿轮(5)保持间歇传动，两个单向齿轮(5)与一个输出齿轮(8)相啮合，输出齿轮(8)与发电机(17)相联系。其有益效果是：传动机构往复行程同样作功，传递能量的方向性好，浮动部件的推力增大，工作效率显著提高，适于在海洋、河流、湖泊、水库等各种水面上进行水波能量采集转化作业。

Description

水波发电机
技术领域
本实用新型涉及一种能量转换设备，即一种水波发电机。
背景技术
利用水面波浪发电的理论已提出多年，近年还出现多件利用海水涌浪发电的专利文献。此类文献所涉及的技术方案大都是利用水面浮球的摆动来拉动传动杆件运动而采集波浪能量，进行能量的转化。此类技术装备存在的主要问题有两点：一是浮球和传动部件多为柔性联系，传递能量的方向性和强制性较差。二是浮球带动的往复运动杆件一般只能有一个行程为有效行程，这样的设备能量转化效率很低，限制了波浪能量的采集利用。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种浮动部件和传动部件之间传递能量的方向性好，浮动部件的推力大，往复杆件双行程做功，能量转化效率显著提高的水波发电机。
上述目的是由以下技术方案实现的：研制一种水波发电机，包括浮动部件和传动部件，其特点是：所说的浮动部件是呈板状的浮板，浮板内侧边缘通过转轴与另一板状的底板相铰链，底板上面通过支架支撑一套传动机构，传动机构有一支推杆，推杆的一端铰链在浮板上，另一端两侧分别装有一段齿条，两段齿条各与一个双向齿轮相啮合，两个双向齿轮各有一支传动轴，各传动轴上均通过轴承装有单向齿轮，传动轴的一端各固连一个同步齿轮，同步齿轮各通过一个单向传动千斤爪与单向齿轮保持间歇传动，导致两个单向齿轮转向相反，两个单向齿轮从两侧与一个输出齿轮相啮合，输出齿轮通过传动部件与发电机的动力输入轴相联系。
所说的传动机构有两组，相对安装在一片底板上面，两组传动机构的推杆向相反方向延伸，两组传动机构的输出齿轮相联系，其中一个输出齿轮与发电机的动力输入轴相联系，在底板的两侧，各通过转轴连接一片浮板，两个推杆的外端分别铰链在两侧的浮板上。
所说的推杆与浮板的连接方式是：在浮板上固连一支带滑道的立柱，推杆外端装有滑轮，滑轮与滑道滑动配合。
所说的推杆与浮板的连接方式是：在浮板靠近转轴的一侧固连一支立柱，在底板上面，相对立柱铰链一支摆杆，立柱和摆杆之间通过铰链的连杆相拉，摆杆通过万向节与推杆相连。
所说的推杆与浮板的连接方式是：在浮板上固连一支立柱，推杆外端装有两个滚轮，两个滚轮分别夹在立柱的两侧。
本实用新型的有益效果是：由于浮板和底板采用转轴连接，推杆外端铰链在浮板内侧边缘上，传递能量的方向性好，浮动部件的推力增大。在传动机构中采用了往复式双行程作功机构，能够向发电机连续提供定向转动扭矩，增强了水波能量的采集能力，工作效率显著提高。特别是浮板和底板可根据水波参数确定尺寸，取得与水波振幅、波长和频率相匹配的效果，有利于水波能量的采集。同时还具有结构简单、造价低廉、坚固耐用、稳定可靠等优点，适于在海洋、河流、湖泊、水库等各种水面上进行水波能量采集转化作业。
附图说明
图1是第一种实施例的主视图；
图2是第一种实施例的左视图；
图3是第一种实施例的传动机构立体图；
图4是第二种实施例的局部主视图；
图5是第二种实施例的立体图；
图6是第三种实施例的主视图；
图7是第三种实施例的俯视图；
图8是第三种实施例的立体图。
图中可见：浮板1，转轴2，底板3，支架4，单向齿轮5，同步齿轮6，千斤爪7，输出齿轮8，齿条9，推杆10，夹轮11，立柱12，滑轮13，滑道14，传动轴15，双向齿轮16，发电机17，惯性轮18，底座19，万向节20，摆杆21，连杆22。
具体实施方式
第一种实施例：如图1、2、3所示，这种水波发电机与水面相接触的是两片平板，一片是浮板1，另一片是底板3，之间由转轴2相连。当然，采用绳索等柔性连接也可以起到转轴的部分作用，应属于等同的结构。在浮板1上面，靠近转轴2一侧的板面上固连一个立柱12，立柱12的侧面开有滑道14。在底板3的上面装有支架4，支架4上装有传动机构。传动机构的初始部件是一个推杆10，推杆10的外端装有滑轮13，滑轮13与立柱12上的滑道14滑动配合。在支架4一侧延伸一片钢板，上面有一对夹轮11约束推杆10的行进方向。推杆10的中后部是一段板面，板面上下两侧各有一段齿条9。由图2、3可见，上下齿条9各与一个双向齿轮16相啮合。两个双向齿轮16各有一支传动轴15，两支传动轴15平行前伸，各通过轴承装配一个单向齿轮5，并且各固连一个同步齿轮6。每个单向齿轮5和同轴的同步齿轮6之间有一个单向传动的千斤爪7相连。在两个单向齿轮5之间，共同啮合一个输出齿轮8。输出齿轮8通过同轴的皮带轮与固定在支架4上的发电机17的转子轴相联系。
上述装置的工作过程是：采用两条柔索，一端栓在两个转轴2上，另一端连接在重锚等固定物或质量较大的漂浮物上，此装置即可自行调解方向，保持与水流及波浪传播方向一致。当浮板1随水波起落时，因受转轴2的限制，其主要动作是绕转轴上下摆动，浮板1上面的立柱12即推动推杆10连同上下两侧的两段齿条9作往复直线运动，两个齿条9即带动两个双向齿轮16作忽左忽右的间歇变向转动，双向齿轮16的传动轴15另一端的同步齿轮6随着双向齿轮16作忽左忽右的间歇变向转动。由于同步齿轮6和单向齿轮5之间通过单向传动的千斤爪7相连，因而只能在其中一个方向的转动中带动单向齿轮5的转动。由于上下两个单向齿轮5间歇时间错开，恰好合成一个完整的单向传动过程。由于上下两个转向相反的单向齿轮6，在两侧与一个输出齿轮8相啮合，即可带动输出齿轮8持续的转动，并且带动发电机17转动，即可把水波运动的能量转换成电能。应当说明：立柱12的位置靠近底板3一侧，和浮板1、转轴2构成了一个杠杆机构，浮板1相当于杠杆的大端，转轴为支点，立柱12与推杆10的接点为受力点，可见其力学特性十分优越。在图2、3中可见输出齿轮8的轴端还装有一个较大的惯性轮18，其作用是可获得较大的惯力，进行一定的能量储备，使整个机构的运动更加平稳。
第二种实施例：如图4、5所示，这种水波发电机的浮板1上的立柱12和推杆10之间的连接方式与前例相比有一些变化。图中的立柱12上面有多个轴孔，可根据情况选择一个，并通过销轴和连杆22相铰链，连杆22的另一头也是通过销轴与一个摆杆21相铰链，摆杆21的下端通过销轴与底板3上面的底座19相铰链，摆杆21的上端通过万向节20与推杆10相连。工作时，浮板1摆动带动立柱12的摆动，再通过连杆22推动摆杆21的摆动，再带动推杆10的运动。这种结构不仅保持了前例的杠杆作用，而且减轻了传动部件之间的摩擦阻力，传递效率更高。
第三种实施例：如图6、7、8所示，这种水波发电机有一片底板3和两片浮板1，两片浮板1铰链在底板3的两边，在底板3上有两组传动机构相对安装，两个推杆10分别伸向两侧的浮板1。当然两组传动机构可以各带一个发电机17，也可以如图6、7所见，合带一个发电机16。这种结构覆盖水面更大，波动效果更好。如果能够按照水波的波长确定浮板1和底板3的长度，则会使各板面随水波协调起落，采能效果尤佳。
图8中还表示了立柱12和推杆10之间的另一种连接方式，即在推杆10上装有两个滚轮，夹在立柱12的两面，同样具有良好的传动效果。
第四种实施例：把图1、2所示的传动机构向一侧转动90度角，使齿条9的板面和齿轮的平面处于水平位置，也可以工作，应属于等同的技术方案。

Claims (5)

1.一种水波发电机，包括浮动部件和传动部件，其特征在于：所说的浮动部件是呈板状的浮板(1)，浮板(1)内侧边缘通过转轴(2)与另一板状的底板(3)相铰链，底板(3)上面通过支架(4)支撑一套传动机构，传动机构有一支推杆(10)，推杆(10)的一端铰链在浮板(1)上，另一端两侧分别装有一段齿条(9)，两条齿条(9)各与一个双向齿轮(16)相啮合，两个双向齿轮(16)各有一支传动轴(15)，各传动轴(15)上均通过轴承装有单向齿轮(5)，传动轴(15)的一端各固连一个同步齿轮(6)，同步齿轮(6)各通过一个单向传动千斤爪(7)与单向齿轮(5)保持间歇传动，两个单向齿轮(5)转向相反且从两侧与一个输出齿轮(8)相啮合，输出齿轮(8)通过传动部件与发电机(17)的动力输入轴相联系。
2.根据权利要求1所述的水波发电机，其特征在于：所说的传动机构有两组，相对安装在一片底板(3)上面，两组传动机构的推杆(10)向相反方向延伸，两组传动机构的输出齿轮(8)相联系，其中一个输出齿轮(8)与发电机(17)的转子轴相联系，在底板(3)的两侧，各通过转轴(2)连接一片浮板(1)，两个推杆(10)的外端分别铰链在两侧的浮板(1)上。
3.根据权利要求1所述的水波发电机，其特征在于：所说的推杆(10)与浮板(1)的连接方式是：在浮板(1)上固连一支带滑道(14)的立柱(12)，推杆(10)外端装有滑轮(13)，滑轮(13)与滑道(14)滑动配合。
4.根据权利要求1所述的水波发电机，其特征在于：所说的推杆(10)与浮板(1)的连接方式是：在浮板(1)靠近转轴(2)的一侧固连一支立柱(12)，在底板(3)上面相对立柱(12)铰链一支摆杆(21)，立柱(12)和摆杆(21)之间通过连杆(22)相拉，摆杆(21)通过万向节(20)与推杆(10)相连。
5.根据权利要求1所述的水波发电机，其特征在于：所说的推杆(10)与浮板(1)的连接方式是：在浮板(1)上固连一支立柱(12)，推杆(10)外端装有两个滚轮，两个滚轮分别装在立柱(12)的两侧。
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