CN203822527U - 一种依靠摆锤摆动驱动发电机发电的轻型水面发电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公布了一种依靠摆锤摆动驱动发电机发电的轻型水面发电装置，属于能源机械领域。装置分为圆台形状摆筒（101）和扁球状浮座（102）组成的外壳体、摆锤（201）和摆罩（103）及滑轮（203）组成的摆箱、机械传动部件组成的发电机箱（401）三部分组成。风浪的涌动使摆锤（201）在摆箱中摆动，摆动由刚性绳（202）牵动发电机箱（401）中传动齿条（205）往复移动，传动齿条（205）的往复运动通过啮合齿轮（301）带动传动轴Ⅰ旋转，继而驱动发电机主轴Ⅲ转动发电。该发电装置具有轻型化、投入成本低、无需人工看护、绿色环保等优点，弥补了现有装置大型化、成本高的缺陷。我国蕴含有较大风浪能源潜力，有效利用可成为沿海城镇可再生能源的重要补充。

Description

一种依靠摆锤摆动驱动发电机发电的轻型水面发电装置

技术领域

本实用新型属于能源机械领域，主要涉及一种近海水域水面能源利用的由摆锤摆动驱动发电机发电的轻型水面发电装置。

背景技术

波浪能是一种清洁的可再生的能源，能量密度高、分布面广，可以大范围就地采能，就地利用。但是波浪不能定期产生，各地区波高也不一样，由此造成波浪能利用上的困难。据估计，全球波浪能总量约30亿千瓦，其中三分之一可以利用。我国是一个资源丰富的大国，有广阔的海洋资源，中国波浪能的理论存储量为7000万千瓦左右。科学有效的利用这部分能源，能有效缓解部分沿海城镇用电紧张的状况；同时减少煤炭等不可再生能源的消耗，可有效减少废水废气排放，改善生活环境。

现有的波浪发电装置主要有振荡水柱式装置、摆式装置、振荡浮子式波能转换装置和收缩波道式波能转换装置等，但是这些装置共同存在的问题是波浪能转化为电能的中间环节较多，从而造成能量转化率低，电力输出的波动性较大，这严重的影响了波浪发电大规模的开发利用。近年来，中国积极推进新能源开发利用。新能源发电呈加速发展态势，波浪发电产业得到国家政策的鼓励和扶持，投资前景良好。

发明内容

相较现有利用水浪发电的装置，此装置的突出优点在于装置轻型化、成本较低、且具有更高可靠性等优点。

本实用新型采用摆锤摆动作为动力来源，水面波动使摆箱的摆动无法避免，从而保证了动力来源的持续性和广泛性，由此引起摆锤任意方向的摆动都能有效通过刚性绳传递，提高了摆锤动能的利用效率。

该实用新型轻型水面发电装置，传动设计采用刚性绳和滑轮配合，并辅以挠性传动的线控装置，滑轮转动减少了能量损失，使摆锤的摆动得到更加有效的利用；机构相对较简单生产制造成本低，对摆锤随机摆动的适应性强，可有效避免传动失效。

本实用新型整个机体采用全密封设计，可以有效避免恶劣天气条件对发电装置的损害，提高了发电装置工作的稳定性和对多种工况的适应能力，同时有效避免了海水对内部装置的腐蚀，减少了设备维护成本。

该轻型水面发电装置外壳体上部为半圆锥状摆筒，底部为扁球状浮座，既能充分利用水面浮力，又增加了摆动的灵活性。

本实用新型轻型水面发电装置，整体外观设计为不倒翁外形，使装置具有一定的艺术性，经适当改装修饰，亦可布置在人员密集的公园广场，使其兼具娱乐功能。

附图说明

图1是本实用新型整体示意图

图2是发电机箱整体示意图

图3是发电机箱俯视图

图4是发电机箱半剖视图

图5是单向棘轮机构剖视图

图6是摆锤主视图。

具体实施方式

为说明本实用新型摆锤摆动驱动发电机发电的具体构造及运动实现形式，结合说明书附图，作如下具体说明。

该轻型水面发电装置适宜布置在沿海城镇近海水域长期作业，由于采用全封闭设计，有效避免了海水对内部零件的腐蚀，可长时间稳定工作，平时无需大量人员看管维护。

若水面无明显风浪，则该发电装置在水面保持直立或做10°~20°微幅摆动。当发电装置所在水域有风浪涌动时，整个机体就会在水浪的驱动下摆动起来，机体的随机摆动使摆箱内部悬吊的摆锤(201)相对运动，摆锤(201)的摆动将牵动它所连接的刚性绳(202)，根据摆锤(201)相对摆罩(103)的运动状况，对四条刚性绳(202)的牵动作用各不相同。

刚性绳(202)受牵动作用，经由摆罩(103)底部滑轮(203)和发电机箱角边滑轮(204)的运动传递，将拉动传动窄槽(403)内的传动齿条(205)沿楔形滑轨(405)滑动，传动齿条(205)的直线运动通过与其啮合的齿轮(301)使单向棘轮机构单向转动，继而驱动传动轴Ⅰ转动，传动轴Ⅰ的转动通过轴上传动齿轮Ⅰ(303)及其啮合的传动齿轮Ⅱ(304)传动到传动轴Ⅱ上，传动轴Ⅱ的转动通过其上传动齿轮Ⅲ(305)及其啮合的发电机主轴Ⅲ上的齿轮Ⅳ(306)带动发电机主轴Ⅲ转动实现发电作业，通过利用两级传动齿轮增速使发电效率大大提高。

当摆锤(201)在回复力作用下做回复运动时，刚性绳(202)不再受拉力作用，同时要求传动齿条(205)复位，这是通过收线盒(207)实现的，在刚性绳(202)未受摆锤拉力作用时，传动齿条(205)在楔形滑轨(405)中间位置。传动齿条(205)的工作行程中，收线轮(206)缠绕的刚性绳(202)被不断拉出，与此同时收线盒(207)中的软质弹性发条会存储一定弹性势能。当摆锤(201)连接的刚性绳(202)不再受拉力作用时，软质发条释放存储的弹性势能，驱动收线轮(206)转动收线，从而带动传动齿条(205)复位。

在传动齿条(205)复位的过程中，与传动齿条(205)啮合齿轮(301)的转动不能有效驱动单向棘轮机构中的棘爪(302)转动，因而也无法使传动轴Ⅰ转动，从而保证发电机主轴Ⅲ转动的单向性。

以上所述传动装置共有四组，交替参与发电作业。四台发电机(307)发出的电能通过导线接入蓄能池(308)中存储，蓄能池(308)连接有输出接口，并与机体上的外接口(105)连接实现电能的对外输出。

以上所述即为该种依靠摆锤摆动驱动发电机发电的轻型水面发电装置的具体实施方式与工作过程。上述内容仅为本实用新型的较佳施例，并非对此实用新型权利范围进行限制，依本实用新型权利要求所作的等同变化与修饰，仍属本实用新型的涵盖范围。

Claims (2)

1.一种依靠摆锤摆动驱动发电机发电的轻型水面发电装置，其特征在于：发电装置由圆台形状的摆筒（101）、扁球状的浮座（102）组成全封闭的外壳体；摆筒内上部装有摆罩（103），摆罩（103）顶端悬挂有摆锤（201），摆罩靠近下端等距离装有四个通槽，每个通槽内各装有一个滑轮（203），发电机箱（401）卡扣在扁球形浮座（102）的十字卡槽（104）中。

2.如权利要求1所述的一种依靠摆锤摆动驱动发电机发电的轻型水面发电装置，其特征在于：发电机箱（401）俯视呈八边形形状，在四个角边位置上内外分别固接有四个通槽，每个外通槽（406）内各装有一滑轮（204），每个内通槽（407）内侧装有一收线轮（206），内通槽（407）外侧安装有收线盒（207），收线盒（207）中装有有软质弹性发条。

3. 如权利要求1所述的一种依靠摆锤摆动驱动发电机发电的轻型水面发电装置，其特征在于：发电机箱（401）内设有正方形箱槽（402），正方形箱槽内侧对称布置有四个传动窄槽（403），传动窄槽底部装有楔形滑轨（405），楔形滑轨上装有传动齿条（205），传动窄槽（403）侧面开有两组轴孔Ⅰ、Ⅱ，两条传动轴Ⅰ、Ⅱ分别安装在对应轴孔内，两条传动轴上分别挂接有单向棘轮机构、传动齿轮Ⅰ（303）、传动齿轮Ⅱ（304），传动轴Ⅱ的外侧还装有传动齿轮Ⅲ（305），传动齿轮Ⅲ与发电机转轴Ⅲ上的小齿轮Ⅳ（306）啮合，四个发电机（307）首尾相连成正方形布置，四个发电机围成的方槽（404）内设有蓄能池（308）。

4. 如权利要求3所述的一种依靠摆锤摆动驱动发电机发电的轻型水面发电装置，其特征在于：发电机箱（401）内的正方形箱槽（402）角边对称布置有八个通孔，其内四个传动窄槽（403）的两端靠近底部位置也开有通孔；发电机箱盖（408）螺栓连接在箱体上，恰好能使其内正方形箱槽（402）完全封闭。

5. 如权利要求1所述的一种依靠摆锤摆动驱动发电机发电的轻型水面发电装置，其特征在于：摆锤（201）为锥状体，顶端为一吊球（2011），其侧面均布四条弧形凸棱（2012），凸棱底部开有通孔（2013）。

6. 如权利要求1所述的一种依靠摆锤摆动驱动发电机发电的轻型水面发电装置，其特征在于：刚性绳（202）一端连接在摆锤（201）上，另一端通过摆罩（103）底部滑轮（203）与发电机箱外通槽（406）内的滑轮（204）最终连接在传动齿条(205)的一端，齿条的另一端也通过刚性绳（202）与收线轮（206）连接。