CN205277680U - 波浪能发电装置及其发电机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种波浪能发电装置及其发电机构。发电机构包括用于水平固定在浮球中的导向筒，导向筒内沿轴向导向移动装配有在轴向相对布置的撞击体和受撞件，受撞件上连接有传动机构和用于向受撞件施加向靠近撞击体的方向移动的作用力的回位件，传动机构的输入端连接在受撞件上、输出端连接在发电机的转子上。本实用新型以撞击体撞击受撞件的方式进行发电，这样可将浮球通过固定锚锚定在海面的固定位置后，通过浮球在水平面内的摆动实现撞击体在导向筒内的移动，再通过撞击体带动发电机的转子转动进行发电，从而该发电机构不依赖于浮球自身的上下浮动，也就使得浮球可固定在海面的固定位置处，使得浮球不会出现在海面上漂动的问题。

Description

波浪能发电装置及其发电机构

技术领域

本实用新型涉及一种波浪能发电装置及其发电机构。

背景技术

目前，随着现代工业的蓬勃发展，能源已成为人类活动的物质基础，由于煤炭、石油、天然气等一次性常规能源有限，且不可再生。人们正在着手开发各种新型能源，例如太阳能、风能、地热能、海洋能、生物能等等。尽管海洋能有巨大的发展潜力，但人类对波浪能的利用还是比较少的，波浪能是指液体表面波动所具有的能量，波浪能的能量受波高、周期以及迎波面的宽度的影响，因此对波浪能的收集方面的研发工作成为波浪能利用过程中十分重要的一环，现有的漂浮式发电装置由于漂浮相对运动产生则较为困难，结构复杂，装置运行的稳定性和可靠性还有待研究解决。

中国专利文献CN203251210U公开了一种浮球式波浪能发电装置，包括用于漂浮在海面上的浮球，浮球内固定有立设的导向架，导向架上沿上下方向导向移动装配有磁块，磁块的上下两端分别安装有弹性压动力相互反向的弹簧，并在导向架的外围设有空套在磁块外周上的线圈，以通过海浪的波动带动浮球上下起伏，而被悬挂在浮球内的磁块在自重的作用下载线圈内上下震动，以使得线圈中产生源源不断的感应电动势。但因这种波浪能发电装置中的浮球直接漂浮在海面上，浮球需要依靠自身的起伏实现磁块的振动，所以浮球不能锚定在海面的固定位置上，这就使得浮球容易在海面波浪的推动下漂动，导致波浪能发电装置出现容易散落的情况，造成不必要的经济损失。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种发电机构，旨在解决现有技术中浮球式波浪能发电装置不能在海面上锚定的问题。同时，本实用新型的另一目的是提供一种使用该发电机构的波浪能发电装置。

为了实现以上目的，本实用新型中发电机构的技术方案如下：

发电机构，包括用于水平固定在浮球中的导向筒，导向筒内沿轴向导向移动装配有在轴向相对布置的撞击体和受撞件，受撞件上连接有传动机构和用于向受撞件施加向靠近撞击体的方向移动的作用力的回位件，传动机构的输入端连接在受撞件上、输出端连接在发电机的转子上。

传动机构为用于在受撞件受撞击移动时带动发电机的转子转动、在受撞件回位时与发电机的转子脱开的间歇机构。

间歇机构包括连接在受撞件上的牵引线和传动连接在发电机的转子上的惯性轮，牵引线上连接有摩擦片；所述回位件为连接在牵引线的远离受撞件的一端的回位弹簧，回位弹簧和受撞件之间设有连接在牵引线上的间歇件，间歇件用于在受撞件在撞击移动时使摩擦片与惯性轮摩擦配合、在受撞件回位时使摩擦片与惯性轮不接触。

间歇件为连接在牵引线上的间歇弹簧，间歇弹簧的底端设有供牵引线穿过的挂环，且定义牵引线的处于挂环和受撞件之间的部分为主动段、处于挂环和回位弹簧之间的部位为被动段，主动段与间歇弹簧的夹角大于被动段与间歇弹簧的夹角。

回位弹簧处于受撞件的远离撞击体的一侧，回位弹簧和受撞件之间设有牵引线绕经的换向滑轮，换向滑轮供牵引线自受撞件引出后、先向靠近撞击体的方向延伸、后经换向滑轮反向换向后连接在回位弹簧上。

受撞件有两个、并分处于导向筒的两端，两受撞件通过传动机构在同一发电机上。

导向筒有两个以上、并相互平行布置，各导向筒同一端的受撞件通过对应的传动机构连接在同一发电机上。

本实用新型中波浪能发电装置的技术方案如下：

波浪能发电装置，包括浮球及其内装配的发电机构，浮球的下方通过沉水线连接有固定锚，发电机构包括水平固定在浮球中的导向筒，导向筒内沿轴向导向移动装配有在轴向相对布置的撞击体和受撞件，受撞件上连接有传动机构和用于向受撞件施加向靠近撞击体的方向移动的作用力的回位件，传动机构的输入端连接在受撞件上、输出端连接在发电机的转子上。

传动机构为用于在受撞件受撞击移动时带动发电机的转子转动、在受撞件回位时与发电机的转子脱开的间歇机构，间歇机构包括连接在受撞件上的牵引线和传动连接在发电机的转子上的惯性轮，牵引线上连接有摩擦片；所述回位件为连接在牵引线的远离受撞件的一端的回位弹簧，回位弹簧和受撞件之间设有连接在牵引线上的间歇件，间歇件用于在受撞件在撞击移动时使摩擦片与惯性轮摩擦配合、在受撞件回位时使摩擦片与惯性轮不接触。

发电机处于壳体的底部。

本实用新型以撞击体撞击受撞件的方式进行发电，这样可将浮球通过固定锚锚定在海面的固定位置后，通过浮球在水平面内的摆动实现撞击体在导向筒内的移动，再通过撞击体带动发电机的转子转动进行发电，从而该发电机构不依赖于浮球自身的上下浮动，也就使得浮球可固定在海面的固定位置处，使得浮球不会出现在海面上漂动的问题，解决了现有技术中浮球式波浪能发电装置不能在海面上锚定的问题，因此本实用新型中发电机构具有浮球位置固定、不易遗失的优点。

附图说明

图1是本实用新型的波浪能发电装置的实施例1的结构示意图；

图2是图1中发电机构的结构示意图；

图3是图2中A处的局部放大图；

图4是图2的俯视图；

图5是图4中B处的局部放大图；

图6是图1中导向筒中撞击钢球和受撞活塞的装配结构示意图；

图7是本实用新型的波浪能发电装置的实施例2的结构示意图。

具体实施方式

本实用新型中波浪能发电装置的实施例1：如图1至图6所示，包括浮球101及其内装配的发电机构1040。

浮球101为封闭的空心壳状扁形球体，浮球101的下方通过沉水线连接有沉入海底的固定锚103，且沉水线由自上而下依次串接的上绳索1021、沉水弹簧1022和下绳索1023，其中沉水弹簧1022为拉簧，沉水弹簧1022对浮球101有保护作用，同时防止风浪过大时沉水线被拉断，沉水线加上沉水弹簧的长度大于海面涨潮至海底的距离，以使该浮球的锚定结构不是死锚定，即在落潮时，浮球101可在海面上漂动，以使沉水线在海水中倾斜；在涨潮时，浮球可垂直漂浮在固定锚103的上方。

发电机构1040是一种球体撞击式发生器，包括浮球101内设置的沉重底座1041，沉重底座1041处于浮球101的下半球，沉重底座1041与浮球101的壳体内壁固定连接，沉重底座1041的顶面上固定有两个左右延伸的直筒状的导向筒1042，两导向筒1042前后间隔布置，且两导向筒1042的两端对应平齐。导向筒1042内沿左右方向滚动装配有撞击钢球1043和受撞活塞1044，受撞活塞1044有两个并分别处于导向筒1042的两端，两受撞活塞1044之间具有供撞击钢球1043沿导向筒1042轴向滚动的滚动间距。受撞活塞1044的背向撞击钢球1043的一端同轴固连有从导向筒1042的端部伸出的传动拉杆1045，传动拉杆1045的伸出端沿左右方向导向移动穿装在传动支座1046上，且传动拉杆1045的伸出端通过传动机构连接有处于传动拉杆1045的远离撞击钢球1043的一侧的发电机。

传动机构为间歇机构，主要由牵引线1051、摩擦片1064和惯性轮1052组成，以在受撞活塞1044受撞移动时，由摩擦片1064摩擦配合而带动惯性轮向一方向转动，再由惯性轮带动发电机的转子转动；在受撞活塞1044回位时，间歇弹簧1062使摩擦片1064与惯性轮1052不接触。处于沉重底座1041同侧的两惯性轮1052同轴固定在同一前后延伸的转轴上，该转轴的两端分别撑托在沉重底座1041上装配的固定支座上，并在固定支座1054和沉重底座1041之间夹设有减震垫1053。转轴的一端通过轴承装配在一支座上、另一端连接在发电机的转子上。牵引线1051的一端从传动拉杆1045的伸出端引出后依次绕经换向滑轮1061、间歇弹簧1062而连接在回位弹簧1063上。换向滑轮1061处于传动支座1046上，且换向滑轮1061处于回位弹簧1063和撞击钢球1043之间，换向滑轮1061供牵引线1051自传动拉杆1045引出后、先向靠近撞击钢球1043的方向延伸、后经换向滑轮1061反向换向后连接在回位弹簧1063上，以使得传动拉杆1045向左拉动牵引线1051时，牵引线1051向右拉动回位弹簧1063；反之亦然。回位弹簧1063连接在沉重底座1041顶面上固定的弹簧支座上，弹簧支座为L形的钢板，弹簧支座的顶部固定有挂环，该挂环与回位弹簧1063的远离牵引线1051的一端钩挂连接。处于沉重底座1041同侧的两牵引线1051之间桥接固定有一块摩擦片1064，摩擦片1064也连接在回位弹簧1063和牵引线1051之间。摩擦片1064选用可弹性伸缩的布料，摩擦片1064可在牵引线1051的带动下、以摩擦接触的方式带动惯性轮1052转动。回位弹簧1063和受撞件之间设有连接在牵引线1051上的间歇件，间歇件为用于在受撞件在撞击移动时使摩擦片1064与惯性轮1052摩擦配合、在受撞件回位时使摩擦片1064与惯性轮1052不接触的间歇弹簧1062，间歇弹簧1062的顶部挂接在沉重底座1041上固定的门形挂架107上，间歇弹簧1062的底端设有供牵引线1051穿过的挂环，挂环将牵引线1051分为处于挂环和受撞件之间的主动段、处于挂环和回位弹簧1063之间的被动段，主动段与间歇弹簧1062的夹角大于被动段与间歇弹簧1062的夹角。间歇弹簧1062在处于自然状态时、挂环处于惯性轮1052的最高点的上方。

沉重底座1041具有沉入并固定在浮球101底部的球冠状的配重体，配重体的顶部同轴固定有支杆，支杆的顶部同轴固定有圆盘状的托盘。导向筒1042通过固定卡箍固定在沉重底座1041的顶面上。并在导向筒1042的两端螺纹连接有阻止受撞活塞1044脱出的端盖，端盖上开设有供传动拉杆1045穿过的导向孔。受撞活塞1044包括沿左右方向导向移动装配在导向筒1042中的止推轴承，止推轴承的朝向撞击钢球1043的一端焊接固定有与撞击钢球1043配合的圆形盖板，圆形盖板将止推轴承的朝向撞击钢球1043的一端封上，且传动拉杆1045的端部穿入止推轴承后、同轴焊接在圆形盖板的板面上。门形挂架107包括立设固定在沉重底座1041上的支板，支板有两个、并对称布置在导向筒1042的前后两侧，两导向筒1042的顶部分别焊接固定有钢棒弯折而成的U形架，U形架的顶梁上焊接有供间歇弹簧1062的顶部挂接的弹簧挂环。

传动支座1046包括固定在沉重底座1041顶面上的拉杆支座1047和滑轮支座1048，其中拉杆支座1047为Z形钢板，拉杆支座的顶部翻边上穿装有上下延伸的吊环螺栓1049，吊环螺栓1049的头部沿左右方向套装在传动拉杆1045的伸出端上，吊环螺栓1049的杆部上旋装有分处于拉杆支座的顶部翻边上下两侧的锁紧螺母；滑轮支座包括固定在沉重底座1041的顶面上的固定角钢，固定角钢的一侧壁板贴合在沉重底座1041的顶面上、另一侧壁板立设在沉重底座1041的顶面上，并在固定角钢上焊接固定有空心盒状的固定滑轮座10410，固定滑轮座10410处于吊环螺栓1049的上方，且固定滑轮座10410的顶部和背向撞击钢球1043的一侧均设有开口，固定滑轮座10410的前后两侧的壁板上开设有自远离撞击钢球1043的方向逐渐向下倾斜的调节斜孔，并在固定滑轮座10410内装配有U形的活动滑轮座10411，换向滑轮1061通过轮轴绕前后延伸的轴线转动装配在活动滑轮座10411中，且轮轴的两端分别从活动滑轮座10411伸出而伸入对应的调节长孔中，活动滑轮座10411的朝向撞击钢球1043的一侧通过前后延伸的锁紧螺钉连接在固定滑轮座10410上，以通过锁紧螺钉在前后方向上拉动活动滑轮座10411，实现对换向滑轮1061左右位置的调节。固定滑轮座10410的顶部和远离撞击钢球1043的一侧还焊接固定有导线架，导线架由钢丝弯折而成，导线架上设有供牵引线1051穿过的导线孔，以将牵引线1051引入换向滑轮1061的底部和从换向滑轮1061的朝向撞击钢球1043的一侧引出。

沉重底座1041的两侧的发电机上分别连接有从浮球101中穿出的电线108，电线108接入到电网中。

本实施例中发电装置的工作原理是：将带有发电装置的浮球101放置在海面上，浮球101在固定锚103的锚定作用下被定为在海面上的固定位置上，随着海面上波浪的起伏，浮球101左右摆动，浮球101内发电机构的撞击钢球1043会在导向筒1042中往复滚动，以往复撞击导向筒1042两端的受撞活塞1044，受撞活塞1044通过拉动牵引线1051，并在牵引线1051的拉动下，间歇弹簧1062和回位弹簧1063均被拉伸，以使摩擦片1064贴紧在惯性轮1052的外周上移动；在撞击钢球1043与受撞活塞1044脱离后，回位弹簧1063又通过牵引线1051拉动受撞活塞1044回位，在此过程中间歇弹簧1062也会返回自然状态，以使摩擦片1064在回位过程中被向上抬起，摩擦片1064在不接触惯性轮1052的状态下回位到初始位置，这样就能实现摩擦片1064只带动惯性轮1052单向转动的目的。

本实用新型中波浪能发电装置的实施例2：如图7所示，本实施例与实施例1的区别在于，各传动机构连接在同一发电机上，发电机处于导向筒2042的下方，也就是发电机处于浮球201的底部，发电机的转子上传动连接有一组惯性轮2052，该组惯性轮2052也处于浮球201的底部，这样一方面可将各导向筒2042内受撞活塞所受到的撞击力集中在同一组惯性轮2052上，另一方面可利用该惯性轮2052和发电机作为浮球的配重，以省去实施例1中沉重底座。同一导向筒2042两端的受撞活塞2044对应的传动机构中，牵引线2051上连接的摩擦片2064分处于惯性轮2052的上下两侧。惯性轮2052由支架与浮球201的壳体内壁固定连接，导向筒2042也由支架与浮球201的壳体内壁固定连接。

另外，为了减轻整个发电装置的重量，可在浮球201中充满氢气、氦气等；而为了减少发电机构的各构件之间的摩擦力，可将浮球201的封闭内腔抽真空。

在上述实施例中，采用钢球撞击活塞的形式进行能量转换，在其他实施例中，该撞击钢球也可以用撞击柱、撞击锤等撞击体替换，对应的受撞活塞也可以用滑块、导向架等受撞件替换。另外，同一导向筒也可以仅在一侧设置受撞件，即只有在导向筒单方向倾斜时、撞击体才会撞击受撞件，而在反向倾斜时，撞击体不会撞击受撞件。

在上述实施例中，传动机构采用牵引绳、摩擦片和惯性轮等组成，在其他实施例中，该传动机构也可以采用齿轮齿条传动机构、棘轮棘爪传动机构等代替，尤其在需要发电机的转子单向转动时，可通过在转子和传动机构之间安装超越离合器实现，当然在为了保证主动部件和从动部件脱离后，发电机的转子仍然能朝着一个方向转动，可在转子的主轴上安装飞轮，即在传动部件的输出端和转子之间安装保持转子惯性转动的飞轮，以增大转子的转动量。

在上述实施例中，浮球为扁球形，在其他实施例中，浮球也可以是长方形、柱形等。

本实用新型中发电机构的实施例：本实施例中发电机构的结构与上述实施例中发电机构的结构相同，因此不再赘述。

Claims (10)

1.发电机构，其特征在于，包括用于水平固定在浮球中的导向筒，导向筒内沿轴向导向移动装配有在轴向相对布置的撞击体和受撞件，受撞件上连接有传动机构和用于向受撞件施加向靠近撞击体的方向移动的作用力的回位件，传动机构的输入端连接在受撞件上、输出端连接在发电机的转子上。

2.根据权利要求1所述的发电机构，其特征在于，传动机构为用于在受撞件受撞击移动时带动发电机的转子转动、在受撞件回位时与发电机的转子脱开的间歇机构。

3.根据权利要求2所述的发电机构，其特征在于，间歇机构包括连接在受撞件上的牵引线和传动连接在发电机的转子上的惯性轮，牵引线上连接有摩擦片；所述回位件为连接在牵引线的远离受撞件的一端的回位弹簧，回位弹簧和受撞件之间设有连接在牵引线上的间歇件，间歇件用于在受撞件在撞击移动时使摩擦片与惯性轮摩擦配合、在受撞件回位时使摩擦片与惯性轮不接触。

4.根据权利要求3所述的发电机构，其特征在于，间歇件为连接在牵引线上的间歇弹簧，间歇弹簧的底端设有供牵引线穿过的挂环，且定义牵引线的处于挂环和受撞件之间的部分为主动段、处于挂环和回位弹簧之间的部位为被动段，主动段与间歇弹簧的夹角大于被动段与间歇弹簧的夹角。

5.根据权利要求3所述的发电机构，其特征在于，回位弹簧处于受撞件的远离撞击体的一侧，回位弹簧和受撞件之间设有牵引线绕经的换向滑轮，换向滑轮供牵引线自受撞件引出后、先向靠近撞击体的方向延伸、后经换向滑轮反向换向后连接在回位弹簧上。

6.根据权利要求1至5中任意一项所述的发电机构，其特征在于，受撞件有两个、并分处于导向筒的两端，两受撞件通过传动机构在同一发电机上。

7.根据权利要求1至5中任意一项所述的发电机构，其特征在于，导向筒有两个以上、并相互平行布置，各导向筒同一端的受撞件通过对应的传动机构连接在同一发电机上。

8.波浪能发电装置，包括浮球及其内装配的发电机构，其特征在于，浮球的下方通过沉水线连接有固定锚，发电机构包括水平固定在浮球中的导向筒，导向筒内沿轴向导向移动装配有在轴向相对布置的撞击体和受撞件，受撞件上连接有传动机构和用于向受撞件施加向靠近撞击体的方向移动的作用力的回位件，传动机构的输入端连接在受撞件上、输出端连接在发电机的转子上。

9.根据权利要求8所述的波浪能发电装置，其特征在于，传动机构为用于在受撞件受撞击移动时带动发电机的转子转动、在受撞件回位时与发电机的转子脱开的间歇机构，间歇机构包括连接在受撞件上的牵引线和传动连接在发电机的转子上的惯性轮，牵引线上连接有摩擦片；所述回位件为连接在牵引线的远离受撞件的一端的回位弹簧，回位弹簧和受撞件之间设有连接在牵引线上的间歇件，间歇件用于在受撞件在撞击移动时使摩擦片与惯性轮摩擦配合、在受撞件回位时使摩擦片与惯性轮不接触。

10.根据权利要求8或9所述的波浪能发电装置，其特征在于，发电机处于壳体的底部。