CN203257598U

CN203257598U - 一种组合浮块式海浪发电系统

Info

Publication number: CN203257598U
Application number: CN2013202796100U
Authority: CN
Inventors: 宋林森; 姚伯龙; 张红旭; 谢玉琪; 徐莉
Original assignee: JIANGSU ZHONGYUN WIND POWER TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: JIANGSU ZHONGYUN WIND POWER TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2013-05-22
Filing date: 2013-05-22
Publication date: 2013-10-30
Anticipated expiration: 2023-05-22

Abstract

一种组合浮块式海浪发电系统，包括至少两个浮块，浮块通过动力杆与舱体上的滑轨滑动连接，动力杆由平台支撑，动力杆的内侧面带有齿，使内侧面带有齿条结构，变速齿轮箱的输出齿轮与发电机通过传动轴连接，海浪上升或下降时，通过所述齿条结构与变速齿轮箱的传动增速，实现传动轴的单向旋转，使发电机发电；浮块均布在舱体的外周面上，舱体固定支撑在平台上，舱体上方由盖顶盖合，平台带有基桩。本实用新型提高了海浪能利用率，减少了海浪动能至电能之间的能量损耗，提高了发电机效率。

Description

一种组合浮块式海浪发电系统

技术领域

本实用新型涉及水力发电设备技术领域，具体涉及利用多块浮块组合设计、与海浪运动起伏不定的特点相适应的海浪发电装置。

背景技术

波浪能作为海洋能的主要形式之一，相对于海上风能与潮汐能，基于波浪能的海浪发电受地域限制少，海浪发电技术是一种几乎无污染的绿色能源技术，因此，海浪发电技术具有广泛的应用前景。然而由于海浪具有间断、随机、不稳定的特点，对海浪发电技术的研究仍在逐步探索当中。

常见的海浪发电装置是振荡气柱式或聚波储能式，其中，振荡气柱式需要先将海浪的上、下运动所具有的能量传递给空气，形成振荡气柱，然后再将振荡气柱的能量传递给发电设备进行发电，振荡气柱式发电装置的缺陷在于：装置一般装在岸上或岸边，应用的海浪能较低，发电效率较低，且由于噪声大，必须远离居民区建站；其次，在将海浪的能量传递给空气的过程中，空气和管壁摩擦、圆管的压缩和扩张都会产生很大的能量损耗；另外，需要额外设计可将往复气流转换为定向运动的整流设备，或使用转换效率较低的叶轮。而聚波储能式发电装置需要特殊的地形，且只能利用海浪的波峰部分所具有的能量，海浪能利用率较低。上述两种类型的海浪发电装置存在相同的缺陷，即无法应对海浪运动起伏不定的特性，相邻的不同高低起伏的海浪之间容易产生抵消，使装置的海浪能利用率降低。

实用新型内容

本申请人针对现有技术中的上述缺点进行改进，提供一种与海浪运动起伏不定的特点相适应的组合浮块式海浪发电系统，其提高了海浪能利用率，减少了海浪动能至电能之间的能量损耗，提高了发电机效率。

本实用新型的技术方案如下：

一种组合浮块式海浪发电系统，包括至少两个浮块，浮块通过动力杆与舱体上的滑轨滑动连接，动力杆由平台支撑，舱体固定支撑在平台上，浮块均布在舱体的外周面上，且所有浮块组合形成一个圆环，海浪上升或下降时，带动浮块上、下运动，将海浪的动能转换成能驱动发电机发电的动力形式。

其进一步技术方案为：

所述浮块上设有分水鳍。

所述浮块的外缘呈流线形弧面。

所述动力杆的内侧面带有齿，使内侧面带有齿条结构，变速齿轮箱的输出齿轮与发电机通过传动轴连接，海浪上升或下降时，通过所述齿条结构与变速齿轮箱的传动增速，实现传动轴的单向旋转，使发电机发电。

所述变速齿轮箱内设有与所述齿条结构啮合的上齿轮及下齿轮，上齿轮同轴连接有第一单向棘轮，下齿轮同轴连接有第二单向棘轮，第一单向棘轮与第一齿轮啮合，第一齿轮与第二齿轮啮合，第二齿轮还与第二单向棘轮啮合，第二齿轮同轴连接有第三齿轮，第三齿轮与输出齿轮啮合，输出齿轮通过传动轴连接有发电机，上齿轮及下齿轮的齿数均大于第一齿轮及第二齿轮，第三齿轮的齿数大于输出齿轮。

所述滑轨由舱体外壁面上的两块凸块及凸块之间的舱体形成，滑轨的横截面成中空的燕尾状，动力杆的两侧面带有“V”形槽，动力杆嵌入所述燕尾的中空部，动力杆的所述“V”形槽与两侧的凸块贴合。

舱体内设有支撑板，所述变速齿轮箱由舱体内壁及支撑板支撑固定。

舱体的上部设有入口，平台与入口之间设有爬梯及走道，走道上装有护栏。

本实用新型的技术效果：

本实用新型针对海浪具有起伏不定的特性，通过在舱体的外周组合设计多块浮块，可以将舱体周围可利用的海浪能划分为若干更小的区域，使得每一小区域的海浪能均能够更高效地被用来推动相应的浮块运动，由此，可以尽量减少高低起伏的海浪之间的相互抵消，提高海浪能利用率，同时通过分水鳍的设置，可以减小浮块所承受的水的重量，提高浮块的运动速度，从而更有效地利用海浪能；通过变速齿轮箱中齿轮及单向棘轮的设计，可以将动力杆的往复运动转换为单向运动，使得输出齿轮的旋转方向保持不变，这个不变方向旋转的输出齿轮将动力传递给发电机用于发电，实现了往复运动向同一个方向旋转的输出；海浪直接冲击浮块，海浪巨大的冲击力直接作用在浮块上，然后通过变速齿轮箱传递给发电机发电，不需要经过空气转换能量，减少了海浪动能至电能之间的能量损耗，提高了发电机效率；整个系统直接固定在海基上，离海岸较远，可利用的海浪能较高，容易大功率建站，且对沿岸居民的生活影响较小。

附图说明

图1为本实用新型的轴测视图。

图2为本实用新型的半剖视图。

图3为浮块与变速齿轮箱的动力传递结构示意图。

图4为图3的俯视图。

其中：1、浮块；11、动力杆；111、内侧面；2、舱体；21、滑轨；22、凸块；23、支撑板；3、平台；31、基桩；4、变速齿轮箱；41、上齿轮；42、下齿轮；43、第一单向棘轮；44、第二单向棘轮；45、第一齿轮；46、第二齿轮；47、第三齿轮；48、输出齿轮；5、发电机；6、盖顶；7、分水鳍；8、入口；9、爬梯；10、走道；20、护栏；30、传动轴；40、输变电设备。

具体实施方式

下面结合附图，说明本实用新型的具体实施方式。

见图1、图2，本实用新型包括至少两个浮块1，浮块1通过动力杆11与舱体2上的滑轨21滑动连接，动力杆11由平台3支撑，舱体2固定支撑在平台3上，浮块1均布在舱体2的外周面上，且所有浮块1组合形成一个圆环，海浪上升或下降时，带动浮块1上、下运动，将海浪的动能转换成能驱动发电机5发电的动力形式。

进一步地，为了减轻浮块1上下运动时承受的水的重量，在浮块1上设有至少一个分水鳍7，用于排水；浮块1的外缘呈流线形弧面。

海浪的上下运动带动浮块1上升或下降，通过浮块1的升降运动使海浪的动能转换为可以驱动发电机5发电的动力形式，动力形式的转换过程还需要依赖中间转换装置，该中间转换装置可以是气压方式、齿轮箱等方式，本实用新型的实施例之一是采用齿轮箱方式，具体地，见图2、图3、图4，动力杆11的内侧面111带有齿，使内侧面111带有齿条结构，变速齿轮箱4的输出齿轮48与发电机5通过传动轴30连接，海浪上升或下降时，通过齿条结构与变速齿轮箱4的传动增速，实现传动轴30的单向旋转，使发电机5发电，舱体2内设有支撑板23，变速齿轮箱4由舱体2内壁及支撑板23支撑固定。

具体地，见图3、图4，所述变速齿轮箱4内设有与齿条结构啮合的上齿轮41及下齿轮42，上齿轮41同轴连接有第一单向棘轮43，下齿轮42同轴连接有第二单向棘轮44，第一单向棘轮43与第一齿轮45啮合，第一齿轮45与第二齿轮46啮合，第二齿轮46还与第二单向棘轮44啮合，第二齿轮46同轴连接有第三齿轮47，第三齿轮47与输出齿轮48啮合，输出齿轮48通过传动轴30连接有发电机5，上齿轮41及下齿轮42的齿数均大于第一齿轮45及第二齿轮46，第三齿轮47的齿数大于输出齿轮48。

进一步地，滑轨21由舱体2外壁面上的两块凸块22及凸块22之间的舱体2形成，滑轨21的横截面成中空的燕尾状，动力杆11的两侧面带有“V”形槽，动力杆11嵌入燕尾的中空部，动力杆11的“V”形槽与两侧的凸块22贴合；为了便于设备的维修，舱体2的上部设有入口8，平台3与入口8之间设有爬梯9及走道10，走道10上装有护栏20。

见图1，本实用新型的舱体2上方由盖顶6盖合，平台3带有基桩31，本实用新型通过基桩31固定在海基上，浮块1的数量则根据发电站的规模以及需要来设计，本实用新型的运行方式如下：

海浪在向上运动的过程中，巨大的冲击力直接推动漂浮在水面上的浮块1，由于浮块1底面积非常大，可以获得强大的上推力，推动动力杆11沿着滑轨21向上运动，通过动力杆11内侧面111上的所述齿条结构带动变速齿轮箱4中的上齿轮41及下齿轮42顺时针旋转，此时，与下齿轮42同轴连接的第二单向棘轮44在动力杆11上升的过程中打滑，不向下级齿轮传递动力，上齿轮41通过第一单向棘轮43将动力依次传递给第一齿轮45 及第二齿轮46，第二齿轮46带动同轴连接的第三齿轮47，第三齿轮47与输出齿轮48啮合传动带动传动轴30逆时针转动，将动力传递给发电机5用于发电，产生的电能利用输变电设备40输出；

海浪在向下运动的过程中，浮块1在自身重力作用下使动力杆11沿着滑轨21向下降落，通过动力杆11内侧面111上的所述齿条结构带动变速齿轮箱4中的上齿轮41及下齿轮42逆时针旋转，此时，与上齿轮41同轴连接的第一单向棘轮43打滑，不向下级齿轮传递动力，下齿轮42通过第一单向棘轮43将动力传递给第二齿轮46，第二齿轮46带动同轴连接的第三齿轮47，第三齿轮47与输出齿轮48啮合传动带动传动轴30逆时针转动，将动力传递给发电机5用于发电。

上述实施例通过变速齿轮箱中齿轮的设计，可以将动力杆的往复运动转换为单向运动，使得输出齿轮的旋转方向保持不变，这个不变方向旋转的输出齿轮将动力传递给发电机用于发电；针对海浪起伏不定的特性，整个系统在舱体的外周设置多组浮块，可以尽量减少高低起伏的海浪之间的相互抵消，提高海浪能利用率。

本实用新型针对海浪具有起伏不定的特性，通过在舱体2的外周组合设计多块浮块1，可以将舱体2周围可利用的海浪能划分为若干更小的区域，使得每一小区域的海浪能均能够更高效地被用来推动相应的浮块1运动，通过分水鳍7的设置，可以减小浮块1所承受的水的重量，提高浮块1的运动速度，从而更有效地利用海浪能。

以上描述是对本实用新型的解释，不是对实用新型的限定，本实用新型所限定的范围参见权利要求，在本实用新型的保护范围之内，可以作任何形式的修改。

Claims

1.一种组合浮块式海浪发电系统，其特征在于：包括至少两个浮块（1），浮块（1）通过动力杆（11）与舱体（2）上的滑轨（21）滑动连接，动力杆（11）由平台（3）支撑，舱体（2）固定支撑在平台（3）上，浮块（1）均布在舱体（2）的外周面上，且所有浮块（1）组合形成一个圆环，海浪上升或下降时，带动浮块（1）上、下运动，将海浪的动能转换成能驱动发电机（5）发电的动力形式。

2.按权利要求1所述的一种组合浮块式海浪发电系统，其特征在于：所述浮块（1）上设有分水鳍（7）。

3.按权利要求2所述的一种组合浮块式海浪发电系统，其特征在于：所述浮块（1）的外缘呈流线形弧面。

4.按权利要求1或2或3所述的一种组合浮块式海浪发电系统，其特征在于：所述动力杆（11）的内侧面（111）带有齿，使内侧面（111）带有齿条结构，变速齿轮箱（4）的输出齿轮（48）与发电机（5）通过传动轴（30）连接，海浪上升或下降时，通过所述齿条结构与变速齿轮箱（4）的传动增速，实现传动轴（30）的单向旋转，使发电机（5）发电。

5.按权利要求4所述的一种组合浮块式海浪发电系统，其特征在于：所述变速齿轮箱（4）内设有与所述齿条结构啮合的上齿轮（41）及下齿轮（42），上齿轮（41）同轴连接有第一单向棘轮（43），下齿轮（42）同轴连接有第二单向棘轮（44），第一单向棘轮（43）与第一齿轮（45）啮合，第一齿轮（45）与第二齿轮（46）啮合，第二齿轮（46）还与第二单向棘轮（44）啮合，第二齿轮（46）同轴连接有第三齿轮（47），第三齿轮（47）与输出齿轮（48）啮合，输出齿轮（48）通过传动轴（30）连接有发电机（5），上齿轮（41）及下齿轮（42）的齿数均大于第一齿轮（45）及第二齿轮（46），第三齿轮（47）的齿数大于输出齿轮（48）。

6.按权利要求1或2或3或5所述的一种组合浮块式海浪发电系统，其特征在于：所述滑轨（21）由舱体（2）外壁面上的两块凸块（22）及凸块（22）之间的舱体（2）形成，滑轨（21）的横截面成中空的燕尾状，动力杆（11）的两侧面带有“V”形槽，动力杆（11）嵌入所述燕尾的中空部，动力杆（11）的所述“V”形槽与两侧的凸块（22）贴合。

7.按权利要求5所述的一种组合浮块式海浪发电系统，其特征在于：舱体（2）内设有支撑板（23），所述变速齿轮箱（4）由舱体（2）内壁及支撑板（23）支撑固定。

8.按权利要求1或2或5所述的一种组合浮块式海浪发电系统，其特征在于：舱体（2）的上部设有入口（8），平台（3）与入口（8）之间设有爬梯（9）及走道（10），走道（10）上装有护栏（20）。