CN202954920U - 海浪发电装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种海浪发电装置，包括漂浮机构、波能传递机构和发电机，所述波能传递机构包括能够传递扭力且可被弯曲一定角度的索件，所述索件的一端与发电机连接；所述漂浮机构包括浮子和一端与浮子固定连接的摇摆臂，所述摇摆臂通过棘轮机构或单向离合器铰接在索件上。采用能够传递扭力且可被弯曲一定角度的索件作为传递能量的传动轴，使得本实用新型的海浪发电装置上可以并列设置有多个漂浮机构，便于实现规模化的海浪发电。

Description

海浪发电装置
技术领域
本实用新型涉及一种发电装置，特别涉及一种波能利用率较高的海浪发电装置。
背景技术
二十一世纪将是海洋经济时代，海涵无垠的海洋是生命起源的摇篮，是资源与能源的宝库，也是人类实现可持续发展的基地。为了合理有序的利用海洋资源，各国相继开始研究海洋能。
海浪能是一种在风的作用下产生的，并以位能和动能的形式由短周期波存储的机械能。目前，各国都在致力于海浪发电系统的研究。现有技术中的海浪发电形式大致分为如下几种：
1)振荡水柱式波能转换装置。根据其系泊方式可分为漂浮式和固定式，漂浮式即一次转换装置由重物系泊漂浮于海上，而固定式(岸式)一般建在岸边迎浪侧，其在岸上施工较为方便，且并网与输电也更为简单。其主要原理是利用空气作为转换介质，能量的采集通过气室完成，气室的下部开口在水下与海水连通，气室的上部开口(喷嘴)与大气连通。在波浪力的作用下，气室下部的水柱作强迫振动，压缩气室的空气往复通过喷嘴，在喷嘴处安装一个空气透平并将透平转轴与发电机相连，可利用压缩气流驱动透平旋转并带动发电机发电。目前以这种方式建造的波浪发电装置已比较完善，世界各国商业化的波浪发电站基本都是基于此原理，如用于为导航浮标供电，装机容量数十到数百kW的波浪能装置在英国、澳大利亚、挪威、葡萄牙和中国等地也已经成功地建成并投入使用。这种波能转换装置的缺点是海浪能转换效率较低，投资费用过高且由于设备复杂无法形成规模化。
2)摆式波能转换装置。摆式波能转换装置是利用装置的活动部件，在波浪的推动下，将其从波浪中吸收的能量转换成机械能或势能，这种波能转换装置最先是由日本的度部富治教授提出，其方式是波浪在水室中形成立波，在立波的驻点处，水质点作往复运动，表现在宏观上，即水团的往复运动，将波浪能转换成摆轴的动能，与摆轴相连的通常是液压装置，它将摆轴的动能转换成液力泵的动能，再由液压马达带动发电机发电。这种波能转换装置的缺点是需要在海底打桩固定，如果实行规模化生产势必要在海底打多个固定桩，这必然会破坏海洋的生态环境和影响航行安全。
3)振荡浮子式波能转换装置。振荡浮子式波能转换装置是在振荡水柱式的基础上发展起来的波能转换装置，它用一个放在港中的浮子作为波浪能的吸收载体，然后将浮子吸收的能量通过一个放在岸上的机械或液压装置转换出去，用来驱动发电机发电，由浮子、连杆、液压传动机构、发电机和保护装置几部分组成。其通过液压传动，结构复杂，无法形成规模化作业。
4)收缩波道式波能转换装置。收缩波道其实就是两道钢筋混凝土做成的对数螺旋正交曲面，从海里一直延伸到高位水库里，两道墙在高位水库内相接。当海浪进入收缩波道时，由于收缩波道的波聚作用，使波浪的波高增大，从而使水越过钢筋混凝土墙进入高位水库，然后水库里的水通过一个低水头的水轮发电机组用来发电。该波能转换装置需要在海岸建造高位水库，虽然发电规模大，但是成本极高，且污染环境。
除了上述装置外，还有“点头鸭”式波能转换装置、筏式与液压系统的组合式、整流式波能转换装置等，但其基本原理是相同的。从以上讨论可以看出，现有的波能转换装置都具有结构复杂，投资成本高等缺点。
针对上述问题，本发明人设计了一种海浪发电装置，该装置采用特殊的波能传递结构，不需在海里打固定桩或者修建大型水坝，因此具有结构简单、波能装换效率高等优点。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型提供一种海浪发电装置，该海浪发电装置采用特殊的波能传递装置，解决了以往发电装置结构复杂、波能装换效率低、建造成本高、污染海洋环境等问题。
本实用新型的海浪发电装置，包括漂浮机构、波能传递机构和发电机，所述波能传递机构包括能够传递扭力且可被弯曲一定角度的索件，所述索件的一端与发电机连接；所述漂浮机构包括浮子和一端与浮子固定连接的摇摆臂，所述摇摆臂通过棘轮机构或单向离合器铰接在索件上。
进一步，所述索件为钢索或铰链。
进一步，所述索件上靠近发电机的一端还设置有万向节。
进一步，所述索件上靠近万向节的一端还设置有能够提供索件的轴向拉力且允许索件自转的固定部。
进一步，还包括变速器，所述变速器的动力输入端与万向节连接，动力输出端与发电机连接。
进一步，所述棘轮机构包括外套、芯子和千斤，所述芯子与索件固定连接，所述外套或芯子上设置有齿牙；所述棘轮机构还包括弹簧用以将千斤顶入齿牙。
进一步，所述摇摆臂的中部通过棘轮机构或单向离合器与索件铰接，摇摆臂的两端各设置一个浮子。
进一步，所述漂浮机构设置有多个，所述多个漂浮机构并列设置在索件上。
本实用新型的海浪发电装置具有以下有益效果：
1)采用能够传递扭力且可被弯曲一定角度的索件作为传递能量的传动轴，使得本实用新型的海浪发电装置上可以并列设置有多个漂浮机构，便于实现规模化的海浪发电；
2)所述索件的可弯曲及可传递扭力的特性，使得本实用新型的海浪发电装置可以禁受住较大的台风；
3)本实用新型的海浪发电装置整体漂浮于海面上，发电设备可安装到船上，因此整个海浪发电装置可随船行走，因此具有便于躲避台风、靠岸维修等优点；
4)本实用新型的海浪发电装置采用单向旋转的棘轮机构来完成波浪能的转化，具有结构简单、成本低等优点。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述。
图1为本实用新型海浪发电装置的俯视图；
图2为本实用新型海浪发电装置的立体结构示意图；
图3为本实用新型海浪发电装置的浮子和棘轮机构安装示意图。
具体实施方式
以下将结合附图对本实用新型进行详细说明，如图所示：本实用新型的海浪发电装置，包括漂浮机构、波能传递机构和发电机1，所述波能传递机构包括能够传递扭力且可被弯曲一定角度的索件2，所述索件2的一端与发电机1连接；所述漂浮机构包括浮子3和一端与浮子3固定连接的摇摆臂4，所述摇摆臂4通过棘轮机构或单向离合器铰接在索件2上。本实施例中的索件2优选钢索，钢索韧度高、拉力强，并可传动扭力，使得本实用新型的海浪发电装置上可以设置多个漂浮机构用以实现规模化发电。工作时，浮子3在海浪的作用下上下运动，这种上下往复运动在棘轮机构或单向离合器的作用下转换成索件2的单向运动，由于索件2与发电机1连接，进而将波浪能转化为电能。采用能够传递扭力且可被弯曲一定角度的索件作为传递能量的传动轴，使得本实用新型的海浪发电装置上可以并列设置有多个漂浮机构，便于实现规模化的海浪发电。使用时，本实用新型的海浪发电装置整体漂浮于海面上，发电设备可安装到船上，因此整个海浪发电装置可随船行走，因此具有便于躲避台风、靠岸维修等优点。当然，作为替换方案，所述索件2的一端可以固定在岸上，另一端通过锚固定在海中，同样可以实现规模发电的目的。
作为上述技术方案的进一步改进，所述索件2上靠近发电机1的一端还设置有万向节5。设置万向节5可以增加靠近发电机1一端索件2的使用寿命，使得索件2在此处不易断裂。
作为上述技术方案的进一步改进，所述索件上靠近万向节5的一端还设置有能够提供索件的轴向拉力且允许索件自转的固定部6。设置固定部6使得能够牵拉住所述索件2，所述索件2上的漂浮机构工作更加稳定。
作为上述技术方案的进一步改进，还包括变速器，所述变速器的动力输入端7与万向节5连接，动力输出端8与发电机1连接。由于索件2的转速低、扭力大，所以需要变速机构来带动发电机发电。
作为上述技术方案的进一步改进，所述棘轮机构包括外套9、芯子10和千斤11，所述芯子10与索件2固定连接，所述外套9或芯子10上设置有齿牙；所述棘轮机构还包括弹簧12用以将千斤11顶入齿牙。本实施例中优选棘轮机构作为运动转换机构，因为棘轮机构结构简单、成本低。
作为上述技术方案的进一步改进，所述摇摆臂4的中部通过棘轮机构或单向离合器与索件2铰接，摇摆臂的两端各设置一个浮子3。上述设置的好处在于可以将波能传递机构浮在海面上，用以减轻索件2两端的拉力。当然，摇摆臂4的端部只固定一个浮子也可以达到转换波能的目的。
作为上述技术方案的进一步改进，所述漂浮机构设置有多个，所述多个漂浮机构并列设置在索件2上。设置多个漂浮机构用以增强发电功率，实现规模化供电作业。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.一种海浪发电装置，包括漂浮机构、波能传递机构和发电机，其特征在于：所述波能传递机构包括能够传递扭力且可被弯曲一定角度的索件，所述索件的一端与发电机连接；所述漂浮机构包括浮子和一端与浮子固定连接的摇摆臂，所述摇摆臂通过棘轮机构或单向离合器铰接在索件上。 
2.根据权利要求1所述的海浪发电装置，其特征在于：所述索件为钢索或铰链。 
3.根据权利要求1或2所述的海浪发电装置，其特征在于：所述索件上靠近发电机的一端还设置有万向节。 
4.根据权利要求3所述的海浪发电装置，其特征在于：所述索件上靠近万向节的一端还设置有能够提供索件的轴向拉力且允许索件自转的固定部。 
5.根据权利要求1或2所述的海浪发电装置，其特征在于：所述棘轮机构包括外套、芯子和千斤，所述芯子与索件固定连接，所述外套或芯子上设置有齿牙；所述棘轮机构还包括弹簧用以将千斤顶入齿牙。 
6.根据权利要求5所述的海浪发电装置，其特征在于：所述摇摆臂的中部通过棘轮机构或单向离合器与索件铰接，摇摆臂的两端各设置一个浮子。 
7.根据权利要求6所述的海浪发电装置，其特征在于：所述漂浮机构设置有多个，所述多个漂浮机构并列设置在索件上。 
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