CN202417798U - 一种波浪能发电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种波浪能发电装置，属于发电设备技术领域。它解决了现有的波浪发电装置发电效率不稳定、使用范围小的问题。它包括水平放置且具有过水通道的筒状浮箱、设于浮箱顶部的电机壳体和竖直设于电机壳体内的转子，转子的上端作用在电机壳体上，其下端作用在浮箱上，电机壳体内具有一套设在该转子外侧的定子，过水通道内竖直设有一能在水流作用下单向转动的单向转动体，单向转动体与转子同轴设置，转子的下端穿过浮箱并固定在单向转动体上。本波浪能发电装置具有发电效率高、适用范围广等优点。

Description

一种波浪能发电装置

技术领域

本实用新型属于发电设备技术领域，涉及一种发电机，特别是一种波浪能发电装置。

背景技术

近年来，利用江河湖海波浪发电的理论和技术已趋于成熟，并处于向商业化发展的阶段。现有波浪发电装置的能量转换方式主要有两种：一种是利用水流的动能带动发电机发电，另一种是利用波浪上下浮动的势能带动发动机发电。实践证明，波浪的动能和势能都具有采集和转换的价值，单一的能量转换必然限制设备的转换效率，造成能量的损失。可是，由于动能转换装置和势能转换装置往往不能同步，同一发电机的动力输入端难以同时接受两种不同步的动力。

例如，中国专利公开了一种波浪发电装置[专利公开号为：CN101451487]，该波浪发电装置设有浮器，波浪涨落带动浮器上下运动，通过传动轴上的棘轮齿轮和动力输出轴上的从动齿轮啮合、传动轴上的棘轮链轮带动动力输出轴上从动链轮转动的方式实现将浮器向上或向下的运动转化为同方向的转动。该波浪发电装置主要利用了波浪涨落的势能做功，并将势能转化为机械能。

但这种波浪发电装置具有以下缺点：1、波浪在平稳的涨落过程中，势能的变化不大，要想使动力输出轴获得较快的转速，仅通过换向装置并不能很好的实现，而且本装置中未设置变速装置，因此其发电效率不高、实用性较差；2、江河或浅海滩的波浪一般为平稳涨落的波浪，要想得到波浪较大的势能，多需要在深海区域或风浪较大的区域，因此该装置的使用范围受到限制。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种发电效率高、实用性好的波浪能发电装置。

本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：

一种波浪能发电装置，包括水平放置且具有过水通道的筒状浮箱、设于浮箱顶部的电机壳体和竖直设于电机壳体内的转子，所述转子的上端作用在电机壳体上，其下端作用在浮箱上，所述的电机壳体内具有一套设在该转子外侧的定子，其特征在于，所述的过水通道内竖直设有一能在水流作用下单向转动的单向转动体，所述的单向转动体与上述的转子同轴设置，上述转子的下端穿过浮箱并固定在所述的单向转动体上。

可使本波浪能发电装置利用浮箱的浮力漂浮在海洋面或者江河湖泊的表面，由于在过水通道内设置有单向转动体，无论水流从过水通道的任何一端进入，单向转动体总是朝着一个方向转动，从而带动转子朝着一个方向转动，在转子转动的过程中，将机械能转换呈电能。本波浪能发电装置是这样工作的：海水表面产生的波浪或者江河湖泊表面的水流经过浮箱时，对浮箱内的单向转动体具有一定的冲击力，使单向转动体转动，从而带动转子转动，将机械能转换成电能。在实际的应用过程中，可在海洋面或者江河湖泊的表面放置若干这样的发电装置，以提高海洋面或者江河湖泊表面的利用率，增大发电的功率。

在上述的波浪能发电装置中，所述的单向转动体包括一竖直设置的转动杆、固连于转动杆上部处呈圆盘状的顶盘和固连于转动杆下部处其形状和大小与顶盘相同的底盘，所述的转动杆、顶盘和底盘同轴设置，所述转动杆的下端作用在浮箱的底部，其上端与上述转子的下端部固连；所述的顶盘与底盘之间铰接有若干与转动杆平行设置的挡水板，所述挡水板的一个顶角铰接在顶盘的边缘，该顶角正下方的底角铰接在底盘的边缘，当所述的挡水板转动到浮箱内的一相同位置时，所述若干挡水板的自由端均抵靠在转动杆的相同侧。

由于挡水板转动到浮箱内的一相同位置时，挡水板的自由端均抵靠在转动杆的相同侧，当水流流进过水通道内时，冲击挡水板，使挡水板绕着转动杆转动，而另一部分的挡水板的自由端此时未抵靠在转动杆上，其绕自身的转动点转动到平行于水流的方向，对水流没有阻力，所以本单向转动体始终朝着一个方向转动。

在上述的波浪能发电装置中，所述的若干挡水板均匀分布在上述顶盘和底盘之间，且所述的若干挡水板的形状和大小均相同，所述挡水板的宽度略大于上述底盘的半径。

在上述的波浪能发电装置中，所述的挡水板为四个。

在上述的波浪能发电装置中，所述的过水通道内还设有一与上述单向转动体结构相同的单向转动体二，且所述的单向转动体二与上述的单向转动体平行设置，所述的单向转动体二通过一传动结构与上述的定子连接，且当所述的单向转动体二转动时能带动上述的定子绕转子转动方向相反的方向转动。

这样设置可使定子绕着转子转动方向相反的方向转动，提高了发电的效率，发电量相当于普通发电机的两倍。

作为另一种情况，在上述的波浪能发电装置中，所述浮箱的侧部还设有一与其相互平行设置的浮箱二，所述的浮箱二上开设有过水通道二，在该过水通道二中设有一与上述单向转动体相互平行的单向转动体二，所述单向转动体二的结构与上述单向转动体的结构相同，所述的单向转动体二通过一传动结构与上述的定子连接，且当所述的单向转动体二转动时能带动上述的定子绕转子转动方向相反的方向转动。

在上述的波浪能发电装置中，所述转子的上部处套设有轴承，其下部处也套设有轴承，所述两轴承的内圈固定在所述的转子上，所述两轴承的外圈固定在上述定子的内侧。

这样设置可保证定子相对于转子的转动，以提高发电功率。

在上述的波浪能发电装置中，所述的传动结构包括设于单向转动体二上部处的传动齿轮一、设于定子外侧的传动齿轮二和设于电机壳体外侧的传动齿轮三，所述传动齿轮三的一侧与上述的传动齿轮一啮合，其另一侧穿过上述的电机壳体并与所述的传动齿轮二啮合。

本结构中，单向转动体的转动方向与单向转动体二的转动方向相反，经过传动齿轮一、传动齿轮二和传动齿轮三之间的传动连接，从而带动了定子的反向转动。

在上述的波浪能发电装置中，所述浮箱的顶部还设有一能遮盖住传动结构和电机壳体的盖子。减少传动结构的风吹雨打，从而延长其使用寿命。

在上述的波浪能发电装置中，所述浮箱的横截面呈矩形，且所述浮箱的两端具有横向或纵向向外扩张的扩张口。

纵向向外扩张的扩张口主要是针对波浪汹涌的海面进行设计的，使进入到浮箱中的势能较多；而横向向外扩张的扩张口是针对江河湖泊而设计的，使进入到其中的水流面积增大，加大对单向转动体的动力。

与现有技术相比，本波浪能发电装置具有以下优点：

通过设置两个单向转动体，分别带动转子和定子的转动，使发电功率提升两倍；而且本结构能有效利用波浪的动能和势能，提高了发电效率，节约了不可再生能源的使用；本装置结构简单、制造成本低，适用范围广。

附图说明

图1是本实施例一中提供的波浪能发电装置的结构示意图。

图2是本实施例一中提供的单向转动体的俯视图。

图3是本实施例一中提供的波浪能发电装置的工作原理图。

图4是本实施例二中提供的波浪能发电装置的剖视图。

图5是本实施例二中提供的波浪能发电装置的工作原理图。

图中，1、浮箱；11、过水通道；12、扩张口；2、电机壳体；3、转子；4、定子；51、转动杆；52、顶盘；53、底盘；54、挡水板；6、浮箱二；61、过水通道二；7、轴承；81、传动齿轮一；82、传动齿轮二；83、传动齿轮三；9、盖子。

具体实施方式

以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。

实施例一

如图1所示，本波浪能发电装置，包括水平放置且具有过水通道11的筒状浮箱1、设于浮箱1顶部的电机壳体2和竖直设于电机壳体2内的转子3，转子3的上端作用在电机壳体2上，转子3的下端作用在浮箱1上，在电机壳体2内还具有一套设在该转子3外侧的定子4。本实施例中，在过水通道11内竖直设有一能在水流作用下单向转动的单向转动体，该单向转动体与转子3同轴设置，转子3的下端穿过浮箱1并固定在单向转动体上。

如图1所示，该单向转动体包括一竖直设置的转动杆51、固连于转动杆51上部处呈圆盘状的顶盘52和固连于转动杆51下部处其形状和大小与顶盘52相同的底盘53，转动杆51、顶盘52和底盘53同轴设置。该转动杆51的下端作用在浮箱1的底部，转动杆51的上端与转子3的下端部固连。如图2所示，顶盘52与底盘53之间铰接有若干与转动杆51平行设置的挡水板54，挡水板54的一个顶角铰接在顶盘52的边缘，该顶角正下方的底角铰接在底盘53的边缘，当挡水板54转动到浮箱1内的一相同位置时，若干挡水板54的自由端均抵靠在转动杆51的相同侧。

如图2所示，本实施例中设置的挡水板54为四个，且该四个挡水板54均匀分布在顶盘52和底盘53之间，这四个挡水板54的形状和大小均相同，挡水板54的宽度略大于底盘53的半径，可有效的抵靠在转动杆51上。由于挡水板54转动到浮箱1内的一相同位置时，挡水板54的自由端均抵靠在转动杆51的相同侧，当水流流进过水通道11内时，冲击挡水板54，使挡水板54绕着转动杆51转动，而另一部分的挡水板54的自由端此时未抵靠在转动杆51上，其绕自身的转动点转动到平行于水流的方向，对水流没有阻力，所以本单向转动体始终朝着一个方向转动。

如图3所示，在过水通道11内还设有一与单向转动体结构相同的单向转动体二，且单向转动体二与单向转动体平行设置。单向转动体二通过一传动结构与定子4连接，且当单向转动体二转动时能带动定子4绕转子3转动方向相反的方向转动。使定子4绕着转子3转动方向相反的方向转动，提高了发电的效率，发电量相当于普通发电机的两倍。

如图4所示，转子3的上部处套设有轴承7，其下部处也套设有轴承7，两轴承7的内圈固定在所述的转子3上，两轴承7的外圈固定在定子4的内侧。如图4所示，传动结构包括设于单向转动体二上部处的传动齿轮一81、设于定子4外侧的传动齿轮二82和设于电机壳体2外侧的传动齿轮三83，传动齿轮三83的一侧与传动齿轮一81啮合，其另一侧穿过电机壳体2并与传动齿轮二82啮合。其中，单向转动体的转动方向与单向转动体二的转动方向相反，经过传动齿轮一81、传动齿轮二82和传动齿轮三83之间的传动连接，从而带动了定子4的反向转动。

如图1所示，浮箱1的顶部还设有一能遮盖住传动结构和电机壳体2的盖子9，减少传动结构的风吹雨打，从而延长其使用寿命。

如图1所示，浮箱1的横截面呈矩形，且浮箱1的两端具有横向或纵向向外扩张的扩张口12。本实施例中，纵向向外扩张的扩张口12主要是针对波浪汹涌的海面进行设计的，使进入到浮箱1中的势能较多；而横向向外扩张的扩张口12是针对江河湖泊而设计的，使进入到其中的水流面积增大，加大对单向转动体的动力。

本波浪能发电装置利用浮箱1的浮力漂浮在海洋面或者江河湖泊的表面，由于在过水通道11内设置有单向转动体，无论水流从过水通道11的任何一端进入，单向转动体总是朝着一个方向转动，从而带动转子3朝着一个方向转动，在转子3转动的过程中，将机械能转换呈电能。本波浪能发电装置是这样工作的：海水表面产生的波浪或者江河湖泊表面的水流经过浮箱1时，对浮箱1内的单向转动体具有一定的冲击力，使单向转动体转动，从而带动转子3转动。同时，单向转动体二带动定子4反向转动，将机械能转换成电能，发电效率提高两倍。在实际的应用过程中，可在海洋面或者江河湖泊的表面放置若干这样的发电装置，以提高海洋面或者江河湖泊表面的利用率，增大发电的功率。

实施例二

本实施例的结构原理同实施例一的结构原理基本相同，不同的地方在于，如图4和图5所示，浮箱1的侧部还设有一与其相互平行设置的浮箱二6，浮箱二6上开设有过水通道二61，在该过水通道二61中设有一与向转动体相互平行的单向转动体二，单向转动体二的结构与单向转动体的结构相同，单向转动体二通过一传动结构与定子4连接，且当单向转动体二转动时能带动定子4绕转子3转动方向相反的方向转动。

如图4所示，转子3的上部处套设有轴承7，其下部处也套设有轴承7，两轴承7的内圈固定在所述的转子3上，两轴承7的外圈固定在定子4的内侧。如图4所示，传动结构包括设于单向转动体二上部处的传动齿轮一81、设于定子4外侧的传动齿轮二82和设于电机壳体2外侧的传动齿轮三83，传动齿轮三83的一侧与传动齿轮一81啮合，其另一侧穿过电机壳体2并与传动齿轮二82啮合。其中，单向转动体的转动方向与单向转动体二的转动方向相反，经过传动齿轮一81、传动齿轮二82和传动齿轮三83之间的传动连接，从而带动了定子4的反向转动。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了浮箱1、过水通道11、扩张口12、电机壳体2、转子3、定子4、转动杆51、顶盘52、底盘53、挡水板54、浮箱二6、过水通道二61、轴承7、传动齿轮一81、传动齿轮二82、传动齿轮三83、盖子9等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。

Claims (10)

1.一种波浪能发电装置，包括水平放置且具有过水通道(11)的筒状浮箱(1)、设于浮箱(1)顶部的电机壳体(2)和竖直设于电机壳体(2)内的转子(3)，所述转子(3)的上端作用在电机壳体(2)上，其下端作用在浮箱(1)上，所述的电机壳体(2)内具有一套设在该转子(3)外侧的定子(4)，其特征在于，所述的过水通道(11)内竖直设有一能在水流作用下单向转动的单向转动体，所述的单向转动体与上述的转子(3)同轴设置，上述转子(3)的下端穿过浮箱(1)并固定在所述的单向转动体上。

2.根据权利要求1所述的一种波浪能发电装置，其特征在于，所述的单向转动体包括一竖直设置的转动杆(51)、固连于转动杆(51)上部处呈圆盘状的顶盘(52)和固连于转动杆(51)下部处其形状和大小与顶盘(52)相同的底盘(53)，所述的转动杆(51)、顶盘(52)和底盘(53)同轴设置，所述转动杆(51)的下端作用在浮箱(1)的底部，其上端与上述转子(3)的下端部固连；所述的顶盘(52)与底盘(53)之间铰接有若干与转动杆(51)平行设置的挡水板(54)，所述挡水板(54)的一个顶角铰接在顶盘(52)的边缘，该顶角正下方的底角铰接在底盘(53)的边缘，当所述的挡水板(54)转动到浮箱(1)内的一相同位置时，所述若干挡水板(54)的自由端均抵靠在转动杆(51)的相同侧。

3.根据权利要求2所述的一种波浪能发电装置，其特征在于，所述的若干挡水板(54)均匀分布在上述顶盘(52)和底盘(53)之间，且所述的若干挡水板(54)的形状和大小均相同，所述挡水板(54)的宽度略大于上述底盘(53)的半径。

4.根据权利要求3所述的一种波浪能发电装置，其特征在于，所述的挡水板(54)为四个。

5.根据权利要求4所述的一种波浪能发电装置，其特征在于，所述的过水通道(11)内还设有一与上述单向转动体结构相同的单向转动体二，且所述的单向转动体二与上述的单向转动体平行设置，所述的单向转动体二通过一传动结构与上述的定子(4)连接，且当所述的单向转动体二转动时能带动上述的定子(4)绕转子(3)转动方向相反的方向转动。

6.根据权利要求4所述的一种波浪能发电装置，其特征在于，所述浮箱(1)的侧部还设有一与其相互平行设置的浮箱二(6)，所述的浮箱二(6)上开设有过水通道二(61)，在该过水通道二(61)中设有一与上述单向转动体相互平行的单向转动体二，所述单向转动体二的结构与上述单向转动体的结构相同，所述的单向转动体二通过一传动结构与上述的定子(4)连接，且当所述的单向转动体二转动时能带动上述的定子(4)绕转子(3)转动方向相反的方向转动。

7.根据权利要求1或2或3或4或5或6所述的一种波浪能发电装置，其特征在于，所述转子(3)的上部处套设有轴承(7)，其下部处也套设有轴承(7)，所述两轴承(7)的内圈固定在所述的转子(3)上，所述两轴承(7)的外圈固定在上述定子(4)的内侧。

8.根据权利要求5或6所述的一种波浪能发电装置，其特征在于，所述的传动结构包括设于单向转动体二上部处的传动齿轮一(81)、设于定子(4)外侧的传动齿轮二(82)和设于电机壳体(2)外侧的传动齿轮三(83)，所述传动齿轮三(83)的一侧与上述的传动齿轮一(81)啮合，其另一侧穿过上述的电机壳体(2)并与所述的传动齿轮二(82)啮合。

9.根据权利要求1或2或3或4或5或6所述的一种波浪能发电装置，其特征在于，所述浮箱(1)的顶部还设有一能遮盖住传动结构和电机壳体(2)的盖子(9)。

10.根据权利要求1或2或3或4或5或6所述的一种波浪能发电装置，其特征在于，所述浮箱(1)的横截面呈矩形，且所述浮箱(1)的两端具有横向或纵向向外扩张的扩张口(12)。

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