CN2099205U - 波浪发电原动装置 - Google Patents

Abstract

一种波浪发电原动装置，属于液力机械和液力发 动机技术领域，用作波浪发电机原动力。其特征是该 装置由锚索、纫带、纫带盘、卷簧、发条盒、棘轮棘爪、 主转动轴、变速箱、稳速器、转矩输出轴、内外锚和漂 浮壳体构成，波浪上升时靠壳体所受浮力和冲击力输 出转矩，下降时靠发条储存的势能输出转矩。具有结 构简单、安装使用方便、造价低、应用范围广、全部机 件密封抗浪能力强不易受损，功能不受高低潮影响， 不需人工管理等优点。

Description

本实用新型涉及一种波浪发电原动装置，属于液力机械和液力发动机技术领域，用于波浪发电机的原动力。

在已有技术中，人们为了开发利用海洋波浪储存的巨大能量，解决沿岸和岛屿驻军、各种工作站、科技试验点以及广大偏僻渔村用电问题，对海洋波浪发电作过许多探讨和研究，发明过不同类型的波浪发电机，如据苏联859670号发明说明书记载八十年代苏联人发明的波浪发电机是将油和涡轮机、发电机都封在一根长的金属软管内，波浪冲动软管，油在管内流动，驱动涡轮机转动带动发电机发电；北美洲有人发明用一个朝向波浪的螺旋管或螺旋体在波浪的冲击下产生转动，驱动发电机；丹麦人发明在可弯曲的长管中设单向阀门，水经单向阀门控制在管中流动，驱动涡轮机带动发电机；FR2499161号专利机组是位于一个矩形箱体两侧的两个浮体在波浪的冲击下，将海水提到箱体上层，水向下流时冲动涡轮机；    GB2095337号专利是利用漏斗引入波浪，使流水冲击转子；SU1020617号专利是利用容器与工作仓在波浪的作用下处于不同高度形成水流，冲击涡轮机转动带动发电机；    SU1020618号专利是对涡轮机的叶轮进行改进，使水交替流动并具有互相对应的驱动盘，驱动盘被固定在轴向棘轮机构上，波浪冲击浮体，浮体驱动叶轮盘，带动发电机；已向我国申请专利的相关发明创造有：申请号为85108806，名称为波力发电装置，它是波浪上下运动时，使腔内波压缩空气，带动空气轮机转动，驱动发电机发电；申请号为87104861，名称为提取波浪能量的浮体式设备及其提取方法，该设备由唧筒、活塞、活塞杆、拉紧装置和浮体组成；申请号为87106849，名称为波浪力发动机及其发电，该机由浮体将波浪力传于拨动牙，转动飞轮，带动发电机发电；申请号为87200582名称为波浪发电装置，该装置是通过浮体冲击势能带动主轴转动，推动发电机发电的。以上各项相关的发明创造绝大多数为在波峰期直接储存海水，造成水位差，形成水流冲击涡轮机或螺旋体转动，向发电机提供原动力的。其结构一般较为复杂，机械设备庞大，抗狂浪能力差，易损坏，利用海浪冲击螺旋体或涡轮机，单位面积内利用能量少，尚达不到普遍应用的程度。有的工程造价太高，如1986年英国全国工程实验所建造了一种拦浪发电装置，仅样板电站就耗资1800万美元。这样无法在偏僻的海岛渔村或分散的驻军、各种试验站等普遍推广应用。我国专利有的虽然结构简单，但发电能力太小，且不能连续工作，满足不了实际需要。为了使波浪发电变成现实，必须设计新的原动装置。

本实用新型的目的在于：提供一种能将波浪的上浮力和对浮体的冲击力转变成势能储存起来并持续稳定释放出来转换成转动力矩，推动发电机发电的，适于海岛或沿海偏僻渔村及驻军和各种分散的工作站使用，且使用方便的、结构简单、造价低廉、抗浪能力强、耐用且长期不需人工维护的波浪发电用的原动装置。

根据波浪学基本原理和能量转换原理，针对已有技术中存在的主要问题，本实用新型的基本构思是：在一个封闭的浮体内安装能将该浮体所受到的波浪浮力和冲击力转变成机械动能的机构，再安装一个能将上述动能转换为弹性势能储存起来的机构，通过变速箱和稳速器将此势能以转动力矩的形式连续均匀地释放输出至发电机上。

本实用新型的特征在于所述的波浪发电原动装置，由两根锚索、一条纫带、一个纫带盘、一根卷簧、一个发条盒、一个棘轮、一个条轴棘爪、一根主转动轴、一个变速箱、一个稳速器、一根转矩输出轴、内外两个锚和一个漂浮壳体构成，上述所有机件连同与该装置相匹配的发电机除内外锚和锚索以外，其余均通过金属支架安装于上述密封的漂浮壳体内（先安装调试然后密封）；上述的卷簧、纫带盘和发条盒都装在同一根和漂浮壳体纵向轴线相平行的上述的主转动轴上，上述两根锚索汇成一根后穿过壳体底部的通管后与缠绕在上述纫带盘的上述纫带相连接，其下端与固定于海底的上述的内外锚相连接。上述的发条盒由一根条轴、一个条盒轴承、一个条轴盘、一个小飞轮和一根发条组成，该发条一端固定于上述条轴上，另一端通过外钩挂于条盒的内壁上。该发条盒通过其外缘的齿牙与上述变速箱的齿轮相啮合或通过皮带与上述的变速箱的皮带轮相连接以带动上述变速箱中的齿轮转动，上述的主转动轴穿过上述发条盒的中心孔后套装于上述条轴内，上述的条轴盘固定在上述的条轴上，上述的小飞轮固定在上述的主转动轴上，其外沿与上述的条轴盘固定连接且受上述的棘爪制动。当波浪上升时，上述的漂浮壳体受到波浪上浮力和冲击力作用，上述的纫带拉动纫带盘并带动主转动轴转动，上述的卷簧收紧，发条盒上的发条通过小飞轮上弦将主转动轴的动能转换成弹性势能储存起来，同时发条盒推动上述的变速箱中的齿轮转动，经上述的稳速器稳速后由上述的转矩输出轴将转矩传至发电机上；当浪暂时平息及下降时，上述纫带松弛，卷簧的恢复弹力推动上述的主转动轴反向转动，上述的纫带被卷回上述的纫带盘内，上述的小飞轮空转，条轴被上述的棘爪止住，上述的发条盒靠发条所储存的弹性势能继续转动并推动变速箱中的齿轮持续转动，连续均匀地向发电机输出转矩。

本实用新型的突出优点是：全部机件包括与此相匹配的发电机都安装在密封的漂浮壳体内，运转安全可靠，不易受损，抗风浪能力强；由于卷簧能在很大范围内输出转距而且纫带长度有足够余量，故功能不受高低潮影响；由于有发条盒储能、缓冲作用，使本装置能在风浪变化较大的情况下维持发电机持续稳定的发电；整机结构简单，安装使用方便，造价低廉，不须人工管理，应用范围广，尤其适于偏僻的海岛渔村和各种分散的工作站。

附图1为本实用新型最佳实施例之一的整机结构组装后壳体纵剖示意图。图2为发条盒及与其相关的机件相关位置解析图。图中1为锚索（内外各一根），2为纫带，3为纫带盘，4为卷簧，5为发条盒，6为棘轮，7为条轴棘爪，8为主转动轴，9为变速箱，10为稳速器，11为转矩输出轴，12为内锚，13为外锚，14为漂浮壳体，15为条轴，16为条盒轴承，17为条轴盘，18为小飞轮，19为发条。

在此实施例中漂浮壳体14采用玻璃钢质，长×宽×高＝2500mm×1300mm×600mm，自重约0.3吨，锚索1采用聚乙烯绠φ16mm，破断张力5吨，每根长25000mm共两根，纫带2采用尼龙编织带，厚3mm、宽25mm、一根长10500mm，纫带盘3，钢质，φ300mm、厚30mm，卷簧4，弹簧钢质，纫带抽出1米时，其张力为2kgm，抽出10.5米时，其张力为5kgm，伸直总长13000mm；发条盒5，钢质，外径φ600mm，外缘厚30mm，输出力矩50kgm；棘轮6，φ475mm，主转动轴8钢质，φ75mm，长300mm，变速箱9传动比为216：1，稳速器10采用离心式的；转矩输出轴11钢质φ25mm，长250mm，内外锚13、12均为抓驻力大于5吨的铁锚，一个向岸，一个向外海垂直海岸线排列，两根锚索之间夹角为120°；相匹配的发电机为JF25型，发电量为500瓦。

作为本实施例的变更：

1、可几个漂浮壳体并排使用，发出的电联网输出；

2、漂浮壳体和相应机件尺寸规格适当增大以提高输出功率；

3、发条盒与变速箱的连接可以皮带连接代替；

4、发条盒可通过增加超越离合器以相应增加发条根数和其刚度，增大弹性势能的储存量。

Claims (2)

1、一种波浪发电原动装置，由浮体、锚、锚索及能量转换机构组成；本实用新型的特征在于所述的波浪发电原动装置，由锚索1、纫带2、纫带盘3、卷簧4、发条盒5、棘轮6、条轴棘爪7、主转动轴8、变速箱9、稳速器10、转矩输出轴11、外锚12、内锚13和漂浮壳体14构成，上述所有构件除内外锚及锚索外，其余均用金属支架安装于密封的漂浮壳体14内，其中卷簧4、纫带盘3和发条盒5都装在同一根和漂浮壳体14纵向轴线相平行的主转动轴8上，锚索1穿过壳体14底部的通管后与缠绕在纫带盘3上的纫带2连接，其下端和固定于海底的内外锚13、12连接，波浪上升时壳体14受到波浪的上浮力和冲击力作用，纫带2拉动纫带盘3并带动主转动轴8转动，卷簧4收紧，发条盒5上的发条通过小飞轮上弦储存弹性势能，同时发条盒5外沿推动变速箱9的齿轮转动，经稳速器10稳速后，由转矩输出轴11传至发电机；当波浪暂时平息及下降时，上述的纫带2松弛，卷簧4的恢复弹力推动主转动轴8反向转动，纫带2被卷回纫带盘3内，发条盒5靠发条储存的弹性势能继续推动变速箱9的齿轮转动，待下一波浪冲来重复上述过程。

2、根据权利要求1所述的波浪发电原动装置，其特征在于上述的发条盒5由条轴15、条盒轴承16、条轴盘17、小飞轮18和发条19构成，上述的发条19一端固定于条轴15上，另一端通过其外钩挂于发条盒5的内壁上，该发条盒5通过其外缘的齿牙与上述的变速箱9的齿轮啮合或通过皮带与变速箱9的皮带轮连接带动变速箱9中的传动齿轮转动，上述的主转动轴8，穿过发条盒5的中心孔后套装于条轴15内，条轴盘17固定在条轴15上，小飞轮18固定在主转动轴8上其外沿与条轴盘17固定连接且受上述的条轴棘爪7制动，主转动轴8正转时带动条轴15转动，发条19上弦储能，反转时，条轴15被棘爪7止住小飞轮18空转，发条盒5靠发条19储备弹性势能持续转动。

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