CN202686703U - 海浪发电双体船 - Google Patents
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Abstract
海浪发电双体船是利用海浪的能量使浮球上下运动，从而通过传动装置来带动发电机发电的装置。它由两个船体(1)和平台(2)组成双体船。在平台(2)上装置多个由齿条和浮球组成的组合体(4)，浮球在海浪的作用下，上下浮动，从而使齿条在滑道内滑动。齿条的上下运动带动双棘轮传动箱(3)运动。双棘轮传动箱(3)可以把齿条的往复运动变成单向的连续旋转运动，带动发电机(22)运转。
Description
技术领域：本实用新型海浪发电双体船涉及一种利用海浪能发电的装置。特别是一种能利用海浪发电的双体船。
背景技术：在能源及其紧张的今天，人们希望更多的利用自然界的能源，因此太阳能的利用和风力发电已经很普遍，但是人们忽视了一个含有巨大的能量的自然能源-海浪。俗话说海洋是无风三尺浪，可见在广袤无垠的海面上有取之不竭用之不尽的能量。以前曾有人发明了‘浪泳平台’，他是建造一个很大的海上平台，在平台上可建房屋，飞机场等。在平台下面也是利用浮球来带动齿条，由齿条带动一个超越离合器，再带动发电机发电。它有两点不可取，一是大平台的建造不太现实，二是它的运动传递是通过超越离合器，它只能将齿条的往复运动变成单向，间隙的旋转运动，所以它的海浪能只利用了一半。
发明内容：为了充分利用海浪的巨大能量，本实用新型提供了一种能利用海浪能发电的双体船。它由两个船体(1)和平台(2)组成一艘双体船。为了能尽量把平台做的足够大，平台又可以由多块拼装而成，中间由浮筒(23)支撑，浮筒可根据平台的大小设置多个。浮筒(23)做成封闭式，它的浮力大小可通过灌排一定量的海水来控制，用以调整整个平台的平面度。平台(2)上装置多排位置错开的浮球。浮球与齿条的组合体(4)在海浪的作用下，上下运动，齿条在固定的滑道内运动，齿条带动双棘轮传动箱(3)运动。传动箱的输出轴(21)带动发电机(22)发电。
如图3所示：齿条带动齿轮(17)作正反方向旋转。齿轮(19)，棘轮(18)，齿轮(17)，齿轮(15)，棘轮(14)，齿轮(13)，齿轮(11)同轴，其中棘轮(18)，齿轮(17)，齿轮(11)固定在轴上，齿轮(19)活套在轴上，上有棘爪与棘轮(18)相配，当齿轮(17)作正反方向转动时，齿轮(19)只能作单向间隙转动。齿轮(13)与棘轮(14)做成固定一体活套在轴上，齿轮(15)也是活套在轴上，上有棘爪与棘轮(14)相配。它的棘轮，棘爪的配合方向和棘轮(18)相同。齿轮(10)用固定轴支持，它可在轴上转动，齿轮(9)，齿轮(12)固定在同一轴上可转动，齿轮(16)，齿轮(20)同轴，它们通过输出轴(21)带动发电机(22)转动。整个传动箱的原理如下：假设齿条(4)向上运动时，齿轮(17)的旋转方向为顺时针，齿条向下时，齿轮(17)为逆时针旋转，当齿轮向上时，齿轮(17)，棘轮(18)，齿轮(11)都是顺时针旋转。假定此时棘轮(18)通过棘爪能带动齿轮(19)作顺时针旋转，齿轮(19)带动齿轮(20)和齿轮(16)作逆时针旋转，齿轮(14)，棘轮(13)由于齿轮(10)，齿轮(9)，齿轮(12)的作用逆时针旋转。由于两组棘轮，棘爪的配合方向相同，所以此时的棘轮(14)，不能带动齿轮(15)旋转。此时的齿轮(15)是在齿轮(16)的带动下，与齿轮(19)一样作顺时针转动；当齿条向下运动时，齿轮(17)作逆时针运转，此时棘轮(18)不能带动齿轮(19)，但齿轮(11)的逆时针旋转使齿轮(13)和棘轮(14)作顺时针旋转，从而带动齿轮(15)作顺时针转动，从而带动齿轮(16)作逆时针旋转。由此可见，不管齿条的运动方向如何，发电机(22)都是按同一方向连续转动。当然双棘轮传动箱还有其它齿轮搭配方式，也能达到把齿条的双向运动变成发电机的单向，连续旋转。
浮球是根据它所受的浮力和它本身的重量相等的原则设计的。这样它上升时的浮力是齿条向上的动力，而下降时是浮球本身的重力作为齿条向下的动力，两者相等，这就使得发电机的驱动力在齿条向上或向下运动时都保持同样大小。浮球在静止的位置，如图2所示，大约80％的体积浸在水中，(24)是指海平面的位置。
双体船采用中央锚固法。在平台(2)的中心有锚固轴(5)，它可以转动。(6)所示为锚链，它至少有三根，可在海底预先浇注基础或打桩，以保证位置的固定，当锚链拉紧后，双体船的中心位置就基本固定了，整个双体船可以绕锚固轴(5)转动。当然也可以不用锚链，在双体船的中心位置直接建造钢筋水泥的立柱，直接与锚固轴(5)链接。双体船的每个船体前装有舵板(7)和推进器(8)，当船体正对海浪的前进方向时，舵板(7)在中间位置，推进器不转动。如果当船体向左偏移时，舵板(7)也相应向左偏移，这时会启动一个限位开关，使左边船体前的推进器(8)旋转，将船头向右推动直至回复到正对海浪的位置，同样船头向右偏移时，右边的推进器会将船头向左推，这样就可以保证整个船始终都是正对着海浪前进的方向。
就整个双体船而言，可以将所有的传动箱的输出轴并联后带动一台大发电机。由于海浪的大小不定，所以发电机的转速也相对不稳定，发出的电压也不稳定。这就需要借鉴风力发电的已有技术稳定输出电压。发电机发出的电力，可以通过海底电缆输送到岸上，中央锚固法的优点还在于输出电缆可以通过锚固轴的中空位置直达海底使输电电缆作永久性固定。
对于整个双体船来说，水下部分易腐蚀，但因为船体平台，浮筒都是拼装而成，可以采取逐个替换的方法将船体，浮筒拖到船坞进行维修，油漆，不会影响运行。
本实用新型的有益效果：采用本实用新型建造的海浪发电双体船，具有结构简单，维修方便，运行成本很低，初步计算，若以一个三吨的浮球为例，假如浮球3秒钟为一个来回，浪高按中，小浪设为1.5米，则浮球产生的功率大约为30KW。若一艘海浪发电双体船上装有100个浮球则可以相当于3000KW的发电厂。当然正常的海浪高度远大于1.5米。并且这样的发电成本极低，以及没有污染。若按照每KW发电量为1万元的建造成本来计算，它可以在两年内收回全部投资(注：按目前民用电0.6元/度来计算)。根据目前的海上风电的建造成本约为1.5万元/KW，可见海浪发电的建造成本远低于海上风力发电。另外，海浪发电双体船的平台上面可以安装风力发电机和太阳能发电装置，那就大大提高了海浪发电双体船的利用价值。它的建造价格和运行成本都会更低。由此可见，海浪发电双体船具有很高的社会效益和经济效益，它必将为人类综合利用自然能源开辟一个新的天地，为人类提供清洁，低价，取之不尽，用之不竭的能源。
附图说明：图1是海浪发电双体船的俯视图，它表示了海浪发电双体船大概的结构。图2是图1的A向视图，它表示了浮球和齿条组合体(4)的静态位置和海平面(24)的关系，以及中央锚固法的大概意思。
图3是双棘轮传动箱(3)的具体传动结构示意图。
图4是为了把平台(2)做得足够大而加装了浮筒(23)的示意图。
具体实施方式：首先要确定平台的尺寸，根据平台的尺寸，设计两条船体。建船体，平台，浮筒确定为钢板结构，根据平台的横向宽度确定浮筒的数量，设计船体，浮筒的尺寸时要考虑比实际需要大的浮力，安装时可根据需要灌排一定的海水来调节平台离海面的高度。根据平台尺寸确定浮球的大小和数量，并将浮球与齿条做成一体，安装齿条的滑道设计双棘轮传动箱，根据浮球大小，也就是浮力大小来确定齿轮的模数。在设计齿轮传动比时，尽量提高输出轴的转速。在这些都做好以后，在海洋确定具体位置，浇铸海底锚链基础或打入一定深度的桩，装好锚链，把数根锚链的另一端放在一临时浮筒上，然后将拼装好的双体船拖至预定位置。在锚固轴上装好锚链并拉紧。这样整体安装就好了，将所有的浮球上的齿条都与传动箱的齿轮(17)相啮合，固定传动箱。并将传动箱的输出轴(21)与发电机相联接，即可运转发电。发出的电需经一定的变压处理，由海底电缆送至岸上。
如果考虑在平台上面再安装风力发电机和太阳能发电装置更为理想，可以大大提高发电量和单位容量的建造成本。
Claims (1)
1.海浪发电双体船由两个船体(1)和平台(2)组成。平台(2)上装有多个浮球和齿条的组合体(4)。齿条可在滑道内上下运动，从而带动双棘轮传动箱(3)的齿轮(17)作正反向转动。双棘轮传动箱将齿条的往复运动变成输出轴(21)的单向连续转动，带动发电机(22)发电。
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|---|---|---|---|---|
| CN109398593A (zh) * | 2018-10-26 | 2019-03-01 | 浙江海洋大学 | 一种双体船 |
| CN109404206A (zh) * | 2018-10-26 | 2019-03-01 | 浙江海洋大学 | 一种用于双体船的海洋能利用装置 |
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