CN209067408U - 一种潮流能和波浪能耦合发电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种潮流能和波浪能耦合发电装置，包括：主体，主体上安装有发电机；叶轮，安装在主体上，叶轮轴心两侧设置有可独立转动的第一转轴，叶轮两侧通过第一单向转动结构与第一转轴配合，叶轮两侧的第一转轴分别通过齿轮组与发电机转轴联动；浮子，浮子底部连接有曲柄连杆结构，曲柄连杆结构的转动曲柄轴心两端分别设置有可独立转动的第二转轴，转动曲柄通过第二单向转动结构与第二转轴配合，第二转轴两端的第二单向转动机构的驱动方向相反，第二转轴两端的第二单向转动机构分别通过齿轮组与第三转轴联动，第三转轴通过联动齿轮组与发电机转轴联动。本实用新型能够收集到两种形式的海洋能源并集成于同一设备进行发电。

Description

一种潮流能和波浪能耦合发电装置

技术领域

本实用新型涉及洋流发电领域，具体涉及到一种潮流能和波浪能耦合发电装置。

背景技术

现在大量电能来源都是石油、天然气、煤炭等化石燃料，但是随着化石燃料燃烧带来的环境问题越来越严重，而且随着国家的快速发展对能源的需求也越来越高，国家对新能源的重视程度也越来越高，所以在国家的大力支持下新能源得到了快速的发展。但是太阳能只能在白天发电，但是到晚上或阴天太阳能发电装置就不能发电。风力发电设备受到地域和风力的影响，可以使用的地域很小。

海洋能作为清洁能源，储量巨大，地域跨度广，所以海洋能已经成为世界能源的重要发展方向，海洋能源高效获能设备就成为发展必要。

实用新型内容

本实用新型提供了一种潮流能和波浪能耦合发电装置，无论潮流方向波浪方向如何变化，都能将波浪能和潮浪能耦合于同一个发电机进行发电。具体方案如下：

一种潮流能和波浪能耦合发电装置，包括：

主体，主机上配备有漂浮板，且主体上安装有发电机，发电机设置有发电机转轴；

叶轮，安装在主体上，叶轮轴心两侧分别设置有可独立转动的第一转轴，叶轮通过两侧轴心处设置的第一单向转动结构与第一转轴配合，叶轮两侧的第一单向转动结构的驱动方向相反，叶轮两侧的第一转轴分别通过第一齿轮组、第二齿轮组与发电机转轴联动，藉由第一齿轮组或第二齿轮组驱动发电机转轴始终沿第一方向转动；

浮子，浮子底部连接有曲柄连杆结构，曲柄连杆结构的转动曲柄轴心两端分别设置有可独立转动的第二转轴，转动曲柄通过两侧轴心处设置的第二单向转动结构与第二转轴配合，第二转轴两端的第二单向转动机构的驱动方向相反，第二转轴两端的第二单向转动机构分别通过第三齿轮组、第四齿轮组与第三转轴联动，第三转轴通过联动齿轮组与发电机转轴联动，藉由第三齿轮组或第四齿轮组驱动发电机转轴始终沿第一方向转动。

进一步的，第一单向转动结构包括相配合的第一内棘轮和第一棘爪，第一棘爪转动安装在叶轮两侧的第一转轴上，第一内棘轮设置在叶轮左右两侧的轴心处，叶轮两侧的第一内棘轮驱动方向相反。

进一步的，第一齿轮组、第二齿轮组中的其中一个齿轮组由奇数个齿轮啮合而成，另一个齿轮组由偶数个齿轮啮合而成。

进一步的，第一齿轮组由相互啮合的第一主齿轮和第一从齿轮组成，第一主齿轮安装在叶轮左侧的第一转轴上，第一从齿轮安装在发电机转轴上；

第二齿轮组由依次啮合的第二主齿轮、第二中间齿轮和第二从齿轮组成，第二主齿轮安装在叶轮右侧的第一转轴上，第二从齿轮安装在发电机转轴上。

进一步的，第二单向转动结构包括相配合的第二内棘轮和第二棘爪，第二棘爪转动安装在曲柄连杆结构两侧的第二转轴上，第二内棘轮设置在转动曲柄两侧的轴心处，转动曲柄两侧的第二内棘轮驱动方向相反。

进一步的，第三齿轮组、第四齿轮组中的其中一个齿轮组由奇数个齿轮啮合而成，另一个齿轮组由偶数个齿轮啮合而成。

进一步的，第三齿轮组由相互啮合的第三主齿轮和第三从齿轮组成，第三主齿轮安装在曲柄连杆结构左侧的第二转轴上，第三从齿轮安装在第三转轴上；

第四齿轮组由依次啮合的第四主齿轮、第四中间齿轮和第四从齿轮组成，第四主齿轮安装在曲柄连杆结构右侧的第二转轴上，第四从齿轮安装在第三转轴上。

进一步的，第一单向转动结构和第二单向转动结构的棘爪均配备有复位拉簧。

综上，经过机械结构的一系列传动，能够使发电机的轴和机身都处于旋转状态，且无论潮流方向波浪方向如何变化，都能让两者单向地相对地旋转，从而将波浪能和潮浪能耦合于同一个发电机发电。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1-2为本实用新型提供的一种潮流能和波浪能耦合发电装置的整体示意图；

图3示出了本装置利用潮流能发电的原理图；

图4-5分别示出了叶轮两侧的用于带动发电机轴转动的第一齿轮组、第二齿轮组的示意图；

图6为一实施例中，第一单向转动结构的示意图；

图7-8出了本装置利用波浪能发电的原理图；

图9示出了浮子通过曲柄连杆结构带动第二转轴转动的示意图。

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本实用新型更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本实用新型可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本实用新型发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

为了彻底理解本实用新型，将在下列的描述中提出详细的步骤以及详细的结构，以便阐释本实用新型的技术方案。本实用新型的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本实用新型还可以具有其他实施方式。

本实用新型提供了一种潮流能和波浪能耦合发电装置，包括：

主体100，主机100上配备有漂浮板200，且主体上安装有发电机7，发电机7设置有发电机转轴7a；

叶轮4，安装在主体100上，叶轮4轴心两侧分别设置有可独立转动的第一转轴40，叶轮4通过两侧轴心处设置的第一单向转动结构8、9与第一转轴40配合，叶轮4两侧的第一单向转动结构8、9的驱动方向相反，叶轮4两侧的第一转轴40分别通过第一齿轮组、第二齿轮组与发电机转轴7a联动，藉由第一齿轮组或第二齿轮组驱动发电机转轴7a始终沿第一方向转动；

浮子18，浮子18底部连接有曲柄连杆结构，曲柄连杆结构的转动曲柄18a轴心两端分别设置有可独立转动的第二转轴60，转动曲柄18a通过两侧轴心处设置的第二单向转动结构19、20与第二转轴60配合，第二转轴60两端的第二单向转动机构19、20的驱动方向相反，第二转轴60两端的第二单向转动机构分别通过第三齿轮组、第四齿轮组与第三转轴50联动，第三转轴50通过联动齿轮组与发电机转轴7a联动，藉由第三齿轮组或第四齿轮组驱动发电机转轴7a始终沿第一方向转动。

其中，发电机及相关结构密封设置在壳体300内。

以叶轮右侧的第一单向转动结构为例，该第一单向转动结构包括相配合的第一内棘轮9b和第一棘爪9a，第一棘爪9a转动安装在叶轮4两侧的第一转轴40上，第一内棘轮9b设置在叶轮4左右两侧的轴心处，叶轮4两侧的第一内棘轮9b驱动方向相反。

在一实施例中，第一齿轮组、第二齿轮组中的其中一个齿轮组由奇数个齿轮啮合而成，另一个齿轮组由偶数个齿轮啮合而成。进一步优选的，第一齿轮组由相互啮合的第一主齿轮1和第一从齿轮2组成，第一主齿轮1安装在叶轮4左侧的第一转轴40上，第一从齿轮2安装在发电机转轴7a上；第二齿轮组由依次啮合的第二主齿轮6、第二中间齿轮5和第二从齿轮3组成，第二主齿轮6安装在叶轮4右侧的第一转轴40上，第二从齿轮3安装在发电机转轴7a上。其中，第一转轴40相对于与叶轮4配合的另一端通过轴承座401固定。

当潮流从左向右流动时，叶轮4逆时针旋转，此时左侧第一单向转动结构的棘轮处于传动状态，带动第一主齿轮1逆时针旋转，第一主齿轮1带动第一从齿轮2顺时针旋转，第一从齿轮2带动发电机转轴7a顺时针旋转。与此同时，虽然发电机转轴7a会依次带动第二从齿轮3、第二中间齿轮5、第二主齿轮6旋转，并使得右侧第一转轴40顺时针旋转，但此时的右侧棘轮处于滑动脱离状态，不会发生干涉。

当潮流从右向左流动时，叶轮4顺时针旋转，此时右侧棘轮9处于传动状态，带动第二主齿轮6顺时针旋转，第二主齿轮6带动第二中间齿轮5逆时针旋转，第二中间齿轮5带动第二从齿轮3顺时针旋转，第二从齿轮3带动发电机转轴7a顺时针旋转。与此同时，虽然发电机转轴7a会依次带动第一从齿轮2、第一主齿轮1旋转，并使得左侧第一转轴40顺时针旋转，但此时的左侧棘轮处于滑动脱离状态，不会发生干涉。

因此，无论潮流是退是进，都能取得发电机的轴顺时针旋转。

以上所述为藉由潮流左右方向的流动来带动电机轴单向旋转，除此之外，本实用新型还可以通过浮子的上下浮动来进行发电。其实现的具体结构如下。

第二单向转动结构19、20包括相配合的第二内棘轮和第二棘爪，第二棘爪转动安装在曲柄连杆结构两侧的第二转轴60上，第二内棘轮设置在转动曲柄18a两侧的轴心处，转动曲柄18a两侧的第二内棘轮驱动方向相反。第二单向转动结构与第一单向转动结构的组成基本相同，在此不予赘述。第二转轴60通过轴承座17固定。

在一实施例中，第三齿轮组、第四齿轮组中的其中一个齿轮组由奇数个齿轮啮合而成，另一个齿轮组由偶数个齿轮啮合而成。进一步优选的，第三齿轮组由相互啮合的第三主齿轮15和第三从齿轮14组成，第三主齿轮15安装在曲柄连杆结构左侧的第二转轴60上，第三从齿轮14安装在第三转轴50上；第四齿轮组由依次啮合的第四主齿轮13、第四中间齿轮12和第四从齿轮11组成，第四主齿轮13安装在曲柄连杆结构右侧的第二转轴60上，第四从齿轮11安装在第三转轴50上。

在一实施例中，联动齿轮组由啮合的齿轮16和齿轮10组成，齿轮16固定在第三转轴50上，齿轮10固定在发电机转轴上。进而实现第三转轴50的转动带动发电机转轴7a转动。

波浪能获能采用浮子式，当浮子相对主体出现上下波动时会驱动曲柄连杆绕着固定轴正反旋转，将上下直线运动转化为旋转运动。

当浮子驱动曲柄连杆顺时针旋转时，右侧第二单向转动结构的棘轮处于传动状态带动第四主齿轮13顺时针旋转，第四主齿轮13带动第四中间齿轮12逆时针旋转，第四中间齿轮12带动第四从齿轮11顺时针旋转，第四从齿轮11带动第三转轴50顺时针旋转，第三转轴50再带动齿轮16顺时针旋转，齿轮16带动齿轮10逆时针旋转，即此时带动发电机转轴7a逆时针旋转。而此时的波浪左棘轮处于脱离滑动状态，不会发生干涉。

同理，当浮子驱动曲柄连杆逆时针旋转时，左侧第二单向转动结构的棘轮处于传动状态，带动第三主齿轮15逆时针旋转，第三主齿轮15带动第三从齿轮14顺时针旋转，第三从齿轮14带动第三转轴50顺时针旋转，第三转轴50再带动齿轮16顺时针旋转，齿轮16带动齿轮10逆时针旋转，即此时带动发电机转轴7a逆时针旋转。而此时的波浪右棘轮处于脱离滑动状态，不会发生干涉。

因此无论浮子上下浮沉驱动曲柄连杆正反转，都能驱动发电机机体逆时针旋转。

第一单向转动结构和第二单向转动结构的棘爪均配备有复位拉簧9c。使得侧第一单向转动结构和第一单向转动结构其中一侧的棘轮棘爪在传动时，另一侧的棘爪复位，不与内棘轮配合。

本实用新型的优点在于：

1、无论潮流和波浪方向如何改变，发电机机体和发电机轴只会单向相对旋转，两者耦合不会发生运动冲突影响发电效率；

2、能够收集到两种形式的海洋能源，并将两者集成于同一设备进行发电；

3、由于是将潮流能、波浪能两种能源输出，耦合发电最终单输出，减少了发电的输出源数量，可以减少繁杂的电能处理过程和设备，降低海洋能发电并网的难度和成本。

以上对本实用新型的较佳实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，其中未尽详细描述的设备和结构应该理解为用本领域中的普通方式予以实施；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本实用新型技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例，这并不影响本实用新型的实质内容。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本实用新型技术方案保护的范围内。

Claims (9)

1.一种潮流能和波浪能耦合发电装置，其特征在于，包括：

漂浮的主体，主体上安装有发电机，发电机设置有发电机转轴；

叶轮，安装在主体上，叶轮轴心两侧分别设置有可独立转动的第一转轴，叶轮通过两侧轴心处设置的第一单向转动结构与第一转轴配合，叶轮两侧的第一单向转动结构的驱动方向相反，叶轮两侧的第一转轴分别通过第一齿轮组、第二齿轮组与发电机转轴联动，藉由第一齿轮组或第二齿轮组驱动发电机转轴始终沿第一方向转动；

浮子，浮子底部连接有曲柄连杆结构，曲柄连杆结构的转动曲柄轴心两端分别设置有可独立转动的第二转轴，转动曲柄通过两侧轴心处设置的第二单向转动结构与第二转轴配合，第二转轴两端的第二单向转动机构的驱动方向相反，第二转轴两端的第二单向转动机构分别通过第三齿轮组、第四齿轮组与第三转轴联动，第三转轴通过联动齿轮组与发电机转轴联动，藉由第三齿轮组或第四齿轮组驱动发电机转轴始终沿第一方向转动。

2.如权利要求1所述的潮流能和波浪能耦合发电装置，其特征在于，第一单向转动结构包括相配合的第一内棘轮和第一棘爪，第一棘爪转动安装在叶轮两侧的第一转轴上，第一内棘轮设置在叶轮左右两侧的轴心处，叶轮两侧的第一内棘轮驱动方向相反。

3.如权利要求1所述的潮流能和波浪能耦合发电装置，其特征在于，第一齿轮组、第二齿轮组中的其中一个齿轮组由奇数个齿轮啮合而成，另一个齿轮组由偶数个齿轮啮合而成。

4.如权利要求3所述的潮流能和波浪能耦合发电装置，其特征在于，第一齿轮组由相互啮合的第一主齿轮和第一从齿轮组成，第一主齿轮安装在叶轮左侧的第一转轴上，第一从齿轮安装在发电机转轴上；

第二齿轮组由依次啮合的第二主齿轮、第二中间齿轮和第二从齿轮组成，第二主齿轮安装在叶轮右侧的第一转轴上，第二从齿轮安装在发电机转轴上。

5.如权利要求2所述的潮流能和波浪能耦合发电装置，其特征在于，

第二单向转动结构包括相配合的第二内棘轮和第二棘爪，第二棘爪转动安装在曲柄连杆结构两侧的第二转轴上，第二内棘轮设置在转动曲柄两侧的轴心处，转动曲柄两侧的第二内棘轮驱动方向相反。

6.如权利要求5所述的潮流能和波浪能耦合发电装置，其特征在于，第三齿轮组、第四齿轮组中的其中一个齿轮组由奇数个齿轮啮合而成，另一个齿轮组由偶数个齿轮啮合而成。

7.如权利要求6所述的潮流能和波浪能耦合发电装置，其特征在于，第三齿轮组由相互啮合的第三主齿轮和第三从齿轮组成，第三主齿轮安装在曲柄连杆结构左侧的第二转轴上，第三从齿轮安装在第三转轴上；

第四齿轮组由依次啮合的第四主齿轮、第四中间齿轮和第四从齿轮组成，第四主齿轮安装在曲柄连杆结构右侧的第二转轴上，第四从齿轮安装在第三转轴上。

8.如权利要求5所述的潮流能和波浪能耦合发电装置，其特征在于，第一单向转动结构和第二单向转动结构的棘爪均配备有复位拉簧。

9.如权利要求1所述的潮流能和波浪能耦合发电装置，其特征在于，主体配备有漂浮板。