CN206722959U - 一种波浪能发电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种波浪能发电装置，包括外壳、能量吸收装置、以及设于外壳内的换向装置、储能机构和发电机，所述能量吸收装置包括摇杆、浮子和飞轮，所述摇杆中部和外壳的壳体活接，摇杆一端伸出壳体外与浮子固定相连，摇杆另一端通过曲柄机构与设于外壳内的飞轮相连，所述换向装置包括主传动轮、左传动轮、左换向轮、右传动轮、右换向轮、第一变向杆、第二变向杆和变速轮，能量吸收装置的浮子的振动通过摇杆和曲柄机构转换为飞轮的转动，飞轮的不定向转动通过换向装置转换为同一个方向转动，并传递给储能机构，储能机构缓释能量给发电机发电。本装置采用机—电二级能量转换，能量传递过程中损失小，传递效率高，绿色环保。

Description

一种波浪能发电装置

技术领域

本实用新型涉及一种发电装置，尤其涉及一种波浪能发电装置。

背景技术

能源危机已经是一个国际性的问题。现如今全球能源消耗量剧增，化石资源大量的使用使得生态环境不断恶化，人类社会的可持续发展受到严重威胁。海洋波浪能作为一种清洁的可再生能源，备受关注。

海洋占地球表面积70%，其能源约占世界能源重量的70%。自从20世纪70年代出现石油危机以来，各国都不断投入大量资金人力开展波浪能发电的相关研究。

我国海岸线长达1.8万公里，波浪能资源比较丰富，估计波浪能蕴藏量可达到7000万kW。据《中国沿海农村海洋能资源区划》利用沿岸55个海洋站一年的波浪观测资料为代表计算，全国沿岸波浪能资源平均理论功率为1284.3万千瓦，开发潜能为2～7kW/m。但如今我国波浪能利用率竟不足1‰，在能源日益紧缺的中国乃至世界，亟待大力开发海洋波浪能。这对远离大陆电网的岛屿以及航标灯等设施更是意义重大。

经过两百多年的研究，已经研究开发了多种波浪能发电技术，实现波浪能与机械能的转换，传统波浪能发电装置按能量传递方式可分为振荡水柱式、振荡浮子式、筏式、越浪式（即收缩波道式）、点吸式、鸭式、摆式等几种方式。综合来看，传统的波浪能发电装置主要有以下几点缺陷：

（1）安全性较差，装置核心机构常年暴露于海面，易受海洋灾害性气候侵袭。

（2）稳定性较差，发电效率易受波浪频率变化的影响，难以稳定地输出电能。

（3）能量转换过程复杂。目前普遍使用“机—液—电”或者“机—气—电”三级能量转化，但其中转换程序繁琐，结构复杂，并且生产成本高。此外液压传动机存在漏油风险，液体与管壁之间摩擦生热导致液体粘度变化，这些都降低了装置的稳定性。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对背景技术中的问题提供一种新型的波浪能发电装置，此装置仅使用机-电二级转换便可将波浪能转化为电能，大大提高了对波浪能的利用效率。本实用新型的另一目的在于提供一种波浪能发电装置，其能量吸收装置数目可根据实际状况进行调整，使得装置作用的海域面积内的波浪能得到最大限度的利用。另外，本装置以多个发条储能，将不稳定的波浪能通过发条均匀释放，使发电机稳定工作。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：

一种波浪能发电装置，其特征在于：包括外壳、能量吸收装置、以及设于外壳内的换向装置、储能机构和发电机，所述能量吸收装置包括摇杆、浮子和飞轮，所述摇杆中部和外壳的壳体活接，摇杆一端伸出壳体外与浮子固定相连，摇杆另一端通过曲柄机构与设于外壳内的飞轮相连，所述换向装置包括主传动轮、左传动轮、左换向轮、右传动轮、右换向轮、第一变向杆、第二变向杆和变速轮，所述主传动轮通过万向节与飞轮相连，主传动轮分别与左传动轮和右传动轮啮合，第一变向杆和第二变向杆顶部分别与左传动轮和右传动轮固定相连，第一变向杆和第二变向杆底部分别通过第一棘轮和第二棘轮与左换向轮和右换向轮相连，左换向轮和右换向轮相互啮合，所述变速轮为大小齿轮叠加的齿轮，变速轮的小齿轮与左换向轮和右换向轮其中的一个相啮合，所述第一棘轮和第二棘轮安装方向相反，无论主传动轮正转还是反转，所述变速轮都能保持一个方向旋转；所述变速轮的大齿轮与储能机构啮合传动，将能量传递给储能机构储存，所述储能机构与发电机相连，储能机构所储存能量通过发电机发电。

作为改进，所述能量吸收装置有2-6个，多个能量吸收装置对称分布于外壳四周，每个能量吸收装置均通过一个对应的换向装置与储能机构啮合。

作为改进，所述储能机构包括两个储能传动齿轮、两个储能转轴、两个发条、以及传动转筒，每一个储能传动齿轮均通过一个储能转轴与一个发条的内端固定相连，两个储能转轴为同心套轴，两个发条的外端与传动转筒内壁固定相连，传动转筒与通过连接轴与发电机相连，多个换向装置的变速轮的大齿轮分别与两个储能传动齿轮啮合传动。

作为改进，所述外壳的壳体上设有摇杆支座，所述摇杆中部铰接在摇杆支座上，摇杆与壳体之间设有密封装置，所述密封装置包括设于摇杆上的密封软管和将密封软管与壳体相连的密封软胶。

作为改进，所述曲柄机构包括第一连杆、第一关节、第二关节和第二连杆，所述第一连杆的一端与摇杆通过第一关节相连，第一连杆的另一端与第二连杆通过第二关节相连，第二连杆垂直的固定在飞轮偏心处。

本实用新型与现有技术相比，具有如下优点：

1.采用机-电二级能量转换，减少了能量传递过程中的损失。

2.采用多点能量捕捉方式，提高了作用海域面积内的波浪能吸收效率。

3. 采用多发条进行储能并均匀释放能量，将不稳定的波浪能转化为稳定的机械能，使发电机持续稳定工作。

4.采用密封外壳，避免核心装置受到海水的侵蚀。

附图说明

图1为本实用新型整体结构示意图。

图2为本实用新型能量吸收装置示意图。

图3为本实用新型能量吸收装置和换向装置连接关系示意图。

图4为本实用新型换向装置示意图。

图5为本实用新型储能机构示意图。

图6为本实用新型能量吸收装置为两个的实施例的俯视图。

图7为本实用新型能量吸收装置为两个的实施例的侧视图。

图8为本实用新型能量吸收装置为四个的实施例的俯视图。

图中：摇杆1、外壳2、浮子3、密封软管4、密封软胶5、曲柄机构6、换向装置7、储能机构9、摇杆支座10、第一关节11、万向节输出轴12、万向节13、万向节输入轴14、飞轮15、第二连杆16、第二关节17、第一连杆18、主传动轮19、左传动轮20、第一变向杆21、左换向轮22、第一棘轮23、第二棘轮24、变速轮25、右换向轮26、第二变向杆27、右传动轮28、第一储能传动齿轮29、第二储能传动齿轮30、第一发条31、第二发条32、传动转筒33、发电机34、连接轴35、第一储能转轴36、第二储能转轴37。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步的说明：

参见图1至图8：一种波浪能发电装置，包括外壳2、能量吸收装置、以及设于外壳2内的换向装置7、储能机构9和发电机34；所述能量吸收装置的数目可根据实际状况进行调整。（参见图6和图8）

如图2所示，所述能量吸收装置由浮子3、飞轮15和曲柄机构6组成，所述外壳2上开有供摇杆1伸出活动的孔，孔内的外壳2的壳体上设有摇杆支座10，摇杆中部铰接在摇杆支座10，摇杆1一端伸出壳体外与浮子3固定相连，摇杆1另一端通过曲柄机构6与设于外壳2内的飞轮15相连。

如图2所示，所述曲柄机构6包括第一连杆18、第一关节11、第二关节17和第二连杆16，所述第一连杆18的一端与摇杆1通过第一关节11相连，第一连杆18的另一端与第二连杆16通过第二关节17相连，第二连杆16垂直的固定在飞轮15偏心处。

如图4所示，所述换向装置7包括主传动轮19、左传动轮20、左换向轮22、右传动轮28、右换向轮26、第一变向杆21、第二变向杆27和变速轮25，所述主传动轮19与万向节13的万向节输出轴12固定相连，万向节13的万向节输入轴14与飞轮15固定相连，所述万向节13为等速万向节，主传动轮19分别与左传动轮20和右传动轮28啮合，第一变向杆21和第二变向杆27顶部分别与左传动轮20和右传动轮28固定相连，第一变向杆21和第二变向杆27底部分别通过第一棘轮23和第二棘轮24与左换向轮22和右换向轮26相连，左换向轮22和右换向轮26相互啮合，所述变速轮25为大小齿轮叠加的齿轮，变速轮25的小齿轮与左换向轮22和右换向轮26其中的一个相啮合，所述第一棘轮23和第二棘轮24安装方向相反，无论主传动轮19正转还是反转，所述变速轮25都能保持一个方向旋转；所述变速轮25的大齿轮与储能机构9啮合传动，将能量传递给储能机构9储存，所述储能机构9与发电机34相连，储能机构9所述储存能量通过发电机34发电。

如图5所示，所述储能机构9包括第一储能传动齿轮29、第二储能传动齿轮30、第一储能转轴36、第二储能转轴37、第一发条31、第二发条32、以及传动转筒33，第一储能传动齿轮29通过第一储能转轴36与第一发条31内端固定相连，第二储能传动齿轮30通过第二储能转轴37与第二发条32内端固定相连，第一储能转轴36和第二储能转轴37为同心套轴，第一发条31和第二发条32的外端均与传动转筒33内壁固定相连，传动转筒33与通过连接轴35与发电机34相连，多个换向装置7的变速轮25的大齿轮分别与第一储能传动齿轮29和第二储能传动齿轮30啮合传动。

本实用新型装置的发电过程如下：

浮子3随着波浪做垂荡运动，通过曲柄机构6带动飞轮15做旋转运动，飞轮15的旋转运动通过万向节13传递给换向装置7，经过换向装置7的换向作用使得无论飞轮15正反转动，换向装置7的变速轮25输出一个方向的转动，换向装置7的变速轮25与储能机构9的第一储能传动齿轮29或第二储能传动齿轮30啮合，从而将能量存储在第一发条31或第二发条32内，第一发条31或第二发条32通过传动转筒33均匀的释放能量，从而将不稳定的波浪能转化为稳定的机械能，带动发电机34发电。使发电机34能够持续稳定地输出电能。同时可以根据实际情况对浮子3的数目进行调整，使其更加适合所处的海域环境。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围，因此，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种波浪能发电装置，其特征在于：包括外壳、能量吸收装置、以及设于外壳内的换向装置、储能机构和发电机，所述能量吸收装置包括摇杆、浮子和飞轮，所述摇杆中部和外壳的壳体活接，摇杆一端伸出壳体外与浮子固定相连，摇杆另一端通过曲柄机构与设于外壳内的飞轮相连，所述换向装置包括主传动轮、左传动轮、左换向轮、右传动轮、右换向轮、第一变向杆、第二变向杆和变速轮，所述主传动轮通过万向节与飞轮相连，主传动轮分别与左传动轮和右传动轮啮合，第一变向杆和第二变向杆顶部分别与左传动轮和右传动轮固定相连，第一变向杆和第二变向杆底部分别通过第一棘轮和第二棘轮与左换向轮和右换向轮相连，左换向轮和右换向轮相互啮合，所述变速轮为大小齿轮叠加的齿轮，变速轮的小齿轮与左换向轮和右换向轮其中的一个相啮合，所述第一棘轮和第二棘轮安装方向相反，无论主传动轮正转还是反转，所述变速轮都能保持一个方向旋转；所述变速轮的大齿轮与储能机构啮合传动，将能量传递给储能机构储存，所述储能机构与发电机相连，储能机构所储存能量通过发电机发电。

2.根据权利要求1所述一种波浪能发电装置，其特征在于：所述能量吸收装置有2-6个，多个能量吸收装置对称分布于外壳四周，每个能量吸收装置均通过一个对应的换向装置与储能机构啮合。

3.根据权利要求2所述一种波浪能发电装置，其特征在于：所述储能机构包括两个储能传动齿轮、两个储能转轴、两个发条、以及传动转筒，每一个储能传动齿轮均通过一个储能转轴与一个发条的内端固定相连，两个储能转轴为同心套轴，两个发条的外端与传动转筒内壁固定相连，传动转筒与通过连接轴与发电机相连，多个换向装置的变速轮的大齿轮分别与两个储能传动齿轮啮合传动。

4.根据权利要求3所述一种波浪能发电装置，其特征在于：所述外壳的壳体上设有摇杆支座，所述摇杆中部铰接在摇杆支座上，摇杆与壳体之间设有密封装置，所述密封装置包括设于摇杆上的密封软管和将密封软管与壳体相连的密封软胶。

5.根据权利要求1所述一种波浪能发电装置，其特征在于：所述曲柄机构包括第一连杆、第一关节、第二关节和第二连杆，所述第一连杆的一端与摇杆通过第一关节相连，第一连杆的另一端与第二连杆通过第二关节相连，第二连杆垂直的固定在飞轮偏心处。