CN202381244U - 多级变速导流头叶轮波浪能发电装置 - Google Patents

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姜琳琳
胡庆松
吴爱平
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何晶
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Abstract

本实用新型涉及一种多级变速导流头叶轮波浪能发电装置，其结构包括浮子、发电机安装室以及与发电机安装室相连的保持架、上隔离套筒、下隔离套筒、变速机构、法兰等，在上、下隔离套筒中串联有两组导流头叶轮波浪能发电结构组件，每组导流头叶轮波浪能发电结构组件一端伸入发电机安装室与发电机相连，另一端与导流头叶轮变速机构组件相连。在导流头叶轮端面安装导流头，导流头叶轮变速机构组件由一个内齿轮和两个外齿轮啮合组成变速机构。变速机构固定于法兰上。导流头叶轮端面固定导流头，导流头外表面采用流线型设计，纵截面为半椭圆形状，横截面为圆形。本装置具有波浪能利用率高、发电效率高、体积小、成本低、独立、稳定和建设简便等优点。

Description

多级变速导流头叶轮波浪能发电装置
技术领域
本实用新型涉及一种波浪能发电装置，属于海洋能研究领域。 
背景技术
21世纪是海洋世纪，人类向大海索取资源已成为必然趋势。从上世纪70年代石油危机开始，各国开始将注意力转移到利用本地资源和寻找适宜廉价的能源上。海洋是孕育人类的摇篮，地球上75％的面积都是海洋，波浪发电是继潮汐发电之后发展最快的海洋能源利用形式，到目前为止，世界上已有日本、英国、爱尔兰、挪威、西班牙、瑞典、丹麦、印度、美国等国家相继在海上建立了波浪发电装置。波浪能在海洋中无处不在，无处不有，而且受时间限制相对较小，在很大程度上克服了潮汐能的这些缺点，同时波浪能的能流密度最大，可通过较小的装置提供可观的廉价能量，又可以为边远海域的国防、海洋开发等活动提供能量。具有不需要燃料，不污染环境，可再生等其他能源所不具备的优点，这些能源取之不尽，用之不竭。利用海洋能发电既经济，又不占用土地，也不污染环境，具有极高利用价值，潜力巨大。 
尽管海洋波浪能发展潜力巨大，然而人类对海洋能源的利用微乎其微，没有得到合理利用，其原因是波浪能难以掌控。利用海洋波浪能通常需要三级转换装置，即第一级为受波体，用以吸收波浪能；第二级为中间转换装置，它把吸收的波浪能转换为某种特定形式的机械能；第三级为发电装 置，将机械能转化为稳定的电能。目前已经有多种波浪能发电装置的设计，从吸收波浪能的结构形式来划分，有振荡水柱式、浮子式、摆式、点头鸭式、筏式、蚌式等。100多年来各国科学家提出了300多种设想，发明了各种各样的发电装置，但普遍存在发电功率小、发电品质差、单机容量在千瓦级以下等缺陷。因而波浪发电技术仍未达到普及的应用水准。波浪能是可再生能源中最不稳定的能源，波浪不能定期生产，且具有能量强但速度慢和周期变化的特点。现有的有关波浪发电技术的不足在于采能的效率低，被转换的二次能不稳定，以及对海域环境的适应性差。 
波浪能发电的发展趋势是不断地向高效率、高可靠性、低造价方向发展，以形成低成本的成熟技术，最后通过规模化生产和应用，可大幅降低发电成本。波浪能能流密度高、储量巨大且分布广泛，是未来海洋能利用发展的主要方向，在海洋开发和海防方面将起到关键作用。 
发明内容
本实用新型针对现有技术能量转换装置中存在的体积大、抗冲击能力差以及功率密度低等缺陷，而提供一种体积小、成本低、独立、稳定，建设简便、能量转化效率高的多级变速导流头叶轮波浪能发电装置。 
为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案如下：多级变速导流头叶轮波浪能发电装置，包括浮子、发电机安装室以及与发电机安装室相连的保持架、上隔离套筒、下隔离套筒、变速机构、法兰等，在上、下隔离套筒中串联有两组导流头叶轮波浪能发电结构组件，每组导流头叶轮波浪能发电结构组件一端伸入发电机安装室与发电机相连，另一端与导流头叶轮变速机构组件相连。导流头叶轮变速机构组件由一个内齿轮和两个外齿 轮啮合组成变速机构。变速机构固定于法兰上。导流头叶轮端面固定导流头，导流头外表面采用流线型设计，纵截面为半椭圆形状，横截面为圆形。 
本实用新型的有益效果，利用叶片导流头的引导作用，将海水作用于叶轮端面的作用力分散作用于叶片上，利用内外齿轮啮合传动，形成多级变速机构，具有波浪能利用率高、发电效率高、体积小、成本低、独立、稳定和建设简便等优点。 
附图说明
图1：本实用新型波浪能发电装置总体结构示意图。 
图2：本实用新型波浪能发电装置剖面结构示意图。 
图3：本实用新型波浪能发电装置内部结构示意图。 
图4：海水对不带导流头叶轮作用方向示意图。 
图5：海水对带导流头叶轮作用方向示意图。 
图6：叶轮1减速机构(俯视图)。 
图7：叶轮2减速机构(俯视图)。 
其中，附图中的标号说明如下： 
1-发电机安装室，2-保持架，3-浮子，4-上隔离套筒，5-下隔离套筒，6-左发电机，7-右发电机，8-上齿轮，9-下齿轮，10-外转轴，11-上固定轴，12-上叶轮机构，13-内转轴，14-法兰，15-下固定轴，16-下叶轮机构，17-导流头，18-上叶轮，19-上中变速齿轮，20-上内变速齿轮，21-下叶轮，22-下中变速齿轮，23-下内变速齿轮。 
具体实施方式
下面结合附图，对本实用新型进行具体说明，参见图1、图2和图3 所示。本实用新型多级变速导流头叶轮波浪能发电装置包括发电机安装室(1)，发电机安装室(1)下连接保持架(2)，保持架(2)下依次连接上隔离套筒(4)和下隔离套筒(5)，浮子(3)固定于上隔离套筒(4)上，上隔离套筒(4)和下隔离套筒(5)中依次串接上叶轮机构(12)和下叶轮机构(16)，上叶轮(18)的内齿轮与上中变速齿轮(19)啮合，上中变速齿轮(19)与上内变速齿轮(20)啮合，上中变速齿轮(19)通过轴承固定于上固定轴(11)上，上固定轴(11)固定于保持架(2)上，上内变速齿轮(20)固定于外转轴(10)上，外转轴(10)另一端安装下齿轮(9)，下齿轮(9)与右发电机(7)轴端齿轮啮合，下叶轮(21)的内齿轮与下中变速齿轮(22)啮合，下中变速齿轮(22)与下内变速齿轮(23)啮合，下中变速齿轮(22)通过轴承固定于下固定轴(15)上，下固定轴(15)固定于法兰(14)上，下内变速齿轮(23)固定于内转轴(13)上，内转轴(13)另一端安装上齿轮(8)，上齿轮(8)与左发电机(6)轴端齿轮啮合。 
本实用新型的工作原理是：海流的波峰进入本多级变速导流头叶轮波浪能发电装置，带动下叶轮(21)转动，下叶轮(21)通过内齿轮与下中变速齿轮(22)啮合，带动下中变速齿轮(22)转动，从而带动与下中变速齿轮(22)相啮合的下内变速齿轮(23)转动，进而通过内转轴(13)将旋转运动传递给上齿轮(8)，上齿轮(8)通过与左发电机(6)轴端齿轮啮合，带动发电机发电；同理波峰进入本多级变速导流头叶轮波浪能发电装置时带动上叶轮(18)转动，上叶轮(18)通过内齿轮与上中变速齿轮(19)啮合，带动上中变速齿轮(19)转动，从而带动与上中变速齿轮 (19)相啮合的上内变速齿轮(20)，进而通过外转轴(10)将旋转运动传递给下齿轮(9)，下齿轮(9)通过与右发电机(7)轴端齿轮啮合，带动发电机发电。 
上述实施方式的描述，是本实用新型较佳的实施方式，但不能以此限定本实用新型的保护范围，但凡以此方式所做的变化及修饰，均在本实用新型的保护范围之内。 

Claims (4)

1.多级变速导流头叶轮波浪能发电装置，主要包括浮子、发电机安装室以及与发电机安装室相连的保持架、上隔离套筒、下隔离套筒、变速机构、法兰，其特征在于：在上、下隔离套筒中串联有两组导流头叶轮波浪能发电结构组件，每组导流头叶轮波浪能发电结构组件一端伸入发电机安装室与发电机相连，另一端与导流头叶轮变速机构组件相连。
2.根据权利要求1所述的多级变速导流头叶轮波浪能发电装置，其特征在于：所述导流头叶轮变速机构组件由一个内齿轮和两个外齿轮啮合组成变速机构。
3.根据权利要求1所述的多级变速导流头叶轮波浪能发电装置，其特征在于：所述导流头叶轮端面固定导流头，导流头外表面采用流线型设计，纵截面为半椭圆形状，横截面为圆形。
4.根据权利要求2所述的多级变速导流头叶轮波浪能发电装置，其特征在于：所述变速机构固定于法兰上。 
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103587654A (zh) * 2013-03-18 2014-02-19 上海海洋大学 海洋波浪能自供电循环探测生态浮标
CN105781862A (zh) * 2016-05-12 2016-07-20 句容市万福达工艺品厂 一种轴流叶轮式波浪能发电装置
CN107605650A (zh) * 2017-08-31 2018-01-19 哈尔滨工程大学 一种利用月池激波的浮式波浪发电装置

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