CN201687642U

CN201687642U - 海洋波浪能发电装置

Info

Publication number: CN201687642U
Application number: CN2010201131642U
Authority: CN
Inventors: 张丽珍; 羊晓晟; 曹守启; 侯淑荣
Original assignee: Shanghai Maritime University
Current assignee: Shanghai Maritime University; Shanghai Ocean University
Priority date: 2010-02-11
Filing date: 2010-02-11
Publication date: 2010-12-29
Anticipated expiration: 2020-02-11

Abstract

一种海洋波浪能发电装置，包括吸收装置、转换装置和输出装置，吸收装置由浮子和连杆组成，设置于平台下；转换装置和输出装置设置于平台上，转换装置由双面齿条、齿轮、棘轮式超越离合器、轴、空心套筒、输出轴组成；与双面齿条左右啮合的两个齿轮安装在空心套筒上，空心套筒内工作方向相同的两棘轮式超越离合器；棘轮式超越离合器与发电机齿轮啮合的输出齿轮同轴，双面齿条左右两根轴平行放置，棘轮式超越离合器的运动通过轴直接传递给与发电机齿轮啮合的输出齿轮；输出装置包括发电机齿轮、电机轴、联轴器和发电机；发电机齿轮与输出齿轮相啮合，发电机齿轮通过输出轴与电机轴用联轴器连接，带动发电机发电，具有简单、低廉、高效的优点。

Description

海洋波浪能发电装置

技术领域

本实用新型涉及一种发电装置，具体涉及一种海洋波浪能发电装置，本装置是机械传动装置，属于机械工程领域，是利用海洋波浪能的运动来带动机构运动并进行发电的机械装置。

背景技术

目前，国内外设计研制的波浪能发电装置主要存在以下几个问题：

(1)装置的可靠性问题，在海上这个千变万化的环境中，装置有时不能正常进行工作一般不是由于装置设计的问题，而是在海水的不断冲击下装置构件失效导致的；

(2)转换效率不高；

(3)装置结构复杂，材料要求较高，发电成本过高；

(4)大功率发电设备和装置居多，小型化、小功率和实用化装置仍不多见。

实用新型内容

本实用新型就是为了解决上述问题，克服波浪能发电装置主要存在的问题，提供一种海洋波浪能发电装置。该实用新型设计了一台小功率、小型化海洋波浪能发电装置，利用大海中取之不尽的波浪能资源进行发电，可适用于海洋浮标、导航标等海上装备。

本实用新型所需要解决的技术问题，可以通过以下技术方案来实现：

一种海洋波浪能发电装置，由吸收装置、转换装置和输出装置三部分组成，其特征在于，所述转换装置和输出装置设置于平台上，所述吸收装置设置于平台下；

所述吸收装置由在海上振荡运动的浮子和连杆组成；

所述转换装置由双面齿条、齿轮、棘轮式超越离合器、轴、空心套筒、输出轴组成；

与双面齿条左右啮合的两个齿轮装在空心套筒上，两个套筒内部分别装有工作方向相同的棘轮式超越离合器；

所述两个棘轮式超越离合器的工作方向相同，棘轮式超越离合器用于单向传递转矩；

所述棘轮式超越离合器与发电机齿轮啮合的输出齿轮同轴，双面齿条左右两根轴平行放置，棘轮式超越离合器的运动直接传递给与发电机啮合的输出齿轮；

所述输出装置由发电机齿轮、电机轴、联轴器和发电机组成；发电机齿轮与前面把运动传递过来的输出齿轮相啮合，发电机齿轮通过输出轴与电机轴用联轴器相连接，从而带动发电机旋转发电。

其中，所述双面齿条与连杆连为一体化结构，双面齿条通过连杆与浮子连接，双面齿条随着浮子的运动而上下运动。

其中，所述两个齿轮通过键与空心套筒相连接。

所述发电机齿轮通过输出轴上的联轴器与电机轴相连接。

本实用新型的工作过程：

吸收装置由在海上振荡运动的浮子和连杆组成，浮子随着海浪运动，把波浪的运动转化成浮子的上下直线位移运动；

转换装置由双面齿条、齿轮、棘轮式超越离合器、轴、空心套筒、输出轴等组成。双面齿条与连杆连为一体，因此双面齿条随着浮子的运动也上下运动；

与双面齿条左右啮合的两个齿轮装在空心套筒上，两个空心套筒内部都装有棘轮式超越离合器，且两个棘轮式超越离合器的工作方向相同，棘轮式超越离合器用于单向传递转矩，两个棘轮与发电机齿轮啮合的输出齿轮同轴，双面齿条左右两根轴平行放置，棘轮的运动直接传递给与发电机啮合的输出齿轮；

波浪能输出装置由发电机齿轮、轴、联轴器和发电机组成，发电机齿轮与前面把运动传递过来的输出齿轮相啮合，发电机齿轮再通过输出轴上的联轴器与电机轴相连接，从而带动发电机旋转发电。

本实用新型的有益效果：

本实用新型主要利用海洋中丰富的波浪能作为发电的来源，把在海水中运动的物体的位移转换成电能，并且浮子的上下运动过程中都能有效地用来进行发电。

本实用新型相比于其他一些波浪能发电装置，装置的主要转换结构和输出结构不与海水直接接触，装置的稳定性和可靠性得以提高。

本实用新型结构简单、内部机构安装简便、成本低廉、发电效率高，是一台高效、稳定的波浪能发电设备，主要用于海洋浮标、导航标等海上装备，对海洋浮标、导航标等海上装备的应用技术研究的开发和推广具有一定的指导意义。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本实用新型。

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为双面齿条与滑槽配合示意图。

图3为棘轮式超越离合器的结构示意图。

图4为另一棘轮式超越离合器的结构示意图。

图中标号：

发电机1、电机轴2、联轴器3、输出齿轮4、发电机齿轮5、输出齿轮6、空心套筒7、空心套筒8、齿轮9、双面齿条10、连杆11、浮子12、滑槽13、轴14、齿轮15、轴16、平台17、输出轴18、棘轮式超越离合器19、棘轮式超越离合器20、滚轮21、棘爪22。

具体实施方式

为了使本实用新型的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。

如图1所示，一种海洋波浪能发电装置，本实用新型由波浪能吸收装置、转换装置和输出装置三个部分组成。转换装置和输出装置设置于平台17上，吸收装置设置于平台17下。平台17可设置为方形或圆形结构。

吸收装置由在海上振荡运动的浮子12和连杆11组成。

转换装置由双面齿条10、齿轮9、齿轮15、棘轮式超越离合器19、棘轮式超越离合器20、轴14、轴16、空心套筒7和空心套筒8组成。

双面齿条10与连杆11连为一体化结构，双面齿条10随着浮子12的运动也上下运动。齿轮9、齿轮15与双面齿条10左右啮合。

图2为双面齿条与滑槽配合示意图。双面齿条10两侧设置滑槽13，滑槽13内设置滚轮21。齿轮9通过键与空心套筒7连接，齿轮15通过键与空心套筒8相连接。

两个空心套筒内部分别装有工作方向相同的棘轮式超越离合器，齿轮9内装有棘轮式超越离合器19，如图3所示；齿轮15内装有棘轮式超越离合器20，如图4所示。两个棘轮式超越离合器的工作方向相同，棘轮式超越离合器用于单向传递转矩；棘轮式超越离合器19、棘轮式超越离合器20与发电机齿轮啮合的输出齿轮4和输出齿轮6同轴，双面齿条10左右两根轴平行放置，棘轮式超越离合器的运动直接传递给与发电机啮合的输出齿轮4和输出齿轮6。

输出装置由发电机齿轮5、轴14和轴16、联轴器3和发电机1组成。发电机齿轮5通过输出轴18上的联轴器3与电机轴2相连接。

发电机齿轮5与前面把运动传递过来的输出齿轮4和输出齿轮6相啮合，发电机齿轮5通过输出轴18与电机轴2用联轴器3相连接，从而带动发电机旋转发电。

本实用新型的工作过程：(结合图1-图4)

浮子12随着海洋波浪上升时，连杆11带动双面齿条10向上运动，双面齿条10带动左右两边齿轮9和齿轮15同时转动，齿轮9逆时针转动，齿轮15顺时针转动，齿轮9和齿轮15分别带动空心套筒7和空心套筒8一起转动，齿轮9此时带动棘轮式超越离合器19逆时针转动，棘轮式超越离合器20的工作方向与棘轮式超越离合器19的工作方向相同，棘轮式超越离合器20内的棘爪22在棘齿上打滑，因此齿轮15没有带动棘轮式超越离合器20转动，棘轮式超越离合器19与输出齿轮4同轴14，因此输出齿轮4此时逆时针转动，输出齿轮4与发电机齿轮5相啮合，转动方向相反，发电机齿轮5顺时针转动，通过联轴器3带动发电机转轴顺时针转动，发电机1开始发电。发电机齿轮5与输出齿轮6处于啮合状态，发电机齿轮5顺时针转动，输出齿轮6逆时针转动，带动同轴16的棘轮式超越离合器20逆时针转动，齿轮15顺时针转动，棘轮式超越离合器20的棘爪22在棘齿上打滑，两者的相对运动不影响机构的正常运行。

振荡的浮子12由于海洋波浪下降和本身的重力下降时，连杆11带动双面齿条10向下运动，双面齿条10带动左右两边齿轮9和15同时转动，齿轮9顺时针转动，齿轮15逆时针转动，齿轮9和15带动空心套筒7和空心套筒8一起转动，齿轮15此时带动棘轮式超越离合器20逆时针转动，而棘轮式超越离合器19的工作方向与棘轮式超越离合器20的工作方向相同，因此齿轮9没有带动棘轮式超越离合器19转动，棘轮式超越离合器20与输出齿轮6同轴16，因此输出齿轮6此时逆时针转动，输出齿轮6与发电机齿轮5相啮合，转动方向相反，发电机齿轮5顺时针转动，通过联轴器3带动发电机转轴顺时针转动，发电机1开始发电。发电机齿轮5与输出齿轮4处于啮合状态，发电机齿轮5顺时针转动，输出齿轮4逆时针转动，带动同轴14的棘轮式超越离合器19逆时针转动，齿轮9顺时针转动，两者的相对运动不影响机构的正常运行。

振荡的浮子12上升过程和下降过程中，发电机转轴都是顺时针转动，使发电机始终一个方向旋转发电，这样便可防止有些发电机因为正反转的交替导致发电机烧坏的现象，并且从理论和实际上都提高了波浪能的发电效率。

由于振荡的浮子12是在海水中运动的，振荡的浮子12是有一定的质量，因此具有一定的吃水深度，波浪带动振荡的浮子12的运动不仅有上下运动，还存在着左右摆动，因此在双面齿条10的两侧分别设计了两根立柱。如图2的双面齿条10与滑槽13配合示意图所示，立柱上开有滑槽13，双面齿条10两侧装有类似滚轮21的机构，一方面可以有效地限制振荡的浮子12的左右摆动，另一方面也可以避免双面齿条10超出行程，造成装置的失效。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims

1.一种海洋波浪能发电装置，由吸收装置、转换装置和输出装置三部分组成，其特征在于，所述转换装置和输出装置设置于平台上，所述吸收装置设置于平台下；

所述吸收装置由在海上振荡运动的浮子和连杆组成；

与双面齿条左右啮合的两个齿轮装在空心套筒上，两个空心套筒内部分别装有工作方向相同的棘轮式超越离合器；

所述棘轮式超越离合器与发电机齿轮啮合的输出齿轮同轴，双面齿条左右两根轴平行放置；

2.根据权利要求1所述的海洋波浪能发电装置，其特征在于：所述双面齿条与连杆连为一体化结构，双面齿条通过连杆与浮子连接。

3.根据权利要求1所述的海洋波浪能发电装置，其特征在于：所述两个齿轮通过键与空心套筒相连接。