CN212583869U - 一种利用波浪能发电的发电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种利用波浪能发电的发电装置，包括安装在船体上的发电组件和动力采集组件，以及传动机构组件。所述动力采集传导组件通过浮箱在波浪的作用下，带动浮箱在竖直方向上产生高度差，动力杆上下移动，动力杆上的条齿作用于动力齿轮的轮齿，使得动力齿轮转动，动力齿轮带动动力轴；在所述单向棘轮的作用下，通过传动机构将浮箱上下浮动时产生的动能传递到飞轮转轴上，通过惯性飞轮和变速箱后传导到发电机进行发电。本发明相较于现有技术，通过动力杆，能够直接将所述波浪动能直接转换为电能，提高了波浪动能的转换效率，并通过单向棘轮的作用下，实现双向稳定的波浪能的收集。

Description

一种利用波浪能发电的发电装置

技术领域

本实用新型一般涉及发电领域，具体涉及波浪发电领域，尤其涉及一种利用波浪能发电的发电装置。

背景技术

化石能源的短缺，环境问题的日益突出，人们对于新能源的需求越来越迫切，人们把目光纷纷投向地球上大的能源库——海洋，海洋能作为一种新型的可再生的绿色能源，如何高效利用海浪资源的问题日益受到各个国家的重视。随着波能转换技术日趋成熟，转换效率的逐步提高，海浪发电装置显现出它越来越大的商业价值和生态价值。其中，利用海洋波浪能发电是当前开发海洋资源的重要方式之一。利用波浪发电可以为边远海岛和海上设施等提供清洁能源，此外,还可以利用波浪能提供的动力进行海水淡化、从深海提取低温海水进行空调制冷以及制氢等。随着波能发电技术的日渐成熟还可以使波浪能代替部分常规能源，对于缓解世界所面临的能源紧缺、温室效应和环境污染等都将有着重要的经济社会意义。

海浪发电属于新兴的绿色环保的项目，我国正处于初始阶段。在现有的利用海浪发电的技术当中，有的是利海浪高低变化产生的势能来发电，有的是利用海浪冲向岸边产生的动能来发电，其中一个关键的技术点就是海浪能的收集，在这些公知的技术中存在着海浪能的收集效率低问题，导致发电效率降低。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种通过提高波浪能的收集效率从而提高波浪能发电效率的利用波浪能发电的发电装置。

本实用新型提供了一种利用波浪能发电的发电装置，包括安装在船体上的发电组件、动能采集组件以及传动机构；

所述发电组件包括依次连接在飞轮转轴上的发电机、变速箱和惯性飞轮，其特征在于，

所述动能采集组件包括第一主连接杆、第一从连接杆、动力杆、安装在船体上的支撑杆和安装在第一从连接杆上的浮箱，所述第一主连接杆的一端与船体可转动连接，第一从连接杆安装在第一主连接杆上，所述动力杆的一端可转动的安装在第一从连接杆上；

所述动力杆上设有若干个条齿，所述支撑杆上安装有安装杆，所述动力轴可转动的套装在安装杆外，所述动力轴上安装有动力齿轮和第一单向棘轮，动力齿轮的轮齿与动力杆的条齿相互啮合，所述所述第一单向棘轮通过第一传动机构将所述动力轴上的动力传递到飞轮转轴上。

进一步的，所述第一传动机构包括安装在动力轴上的第一主链轮和安装在飞轮转轴上的第一从链轮，所述第一主链轮和第一从链轮通过第一链条传动。

进一步的，所述第一动能采集组件还包括用于防止动力杆跳动的第一限位机构，所述第一限位机构包括安装在支撑杆上的滑轮，所述滑轮与动力杆上表面相接触。

进一步的，所述第一动能采集组件还包括用于限制浮箱跳动范围的第二限位机构；所述第二限位机构包括第二主连接杆、第二从连接杆和第三从连接杆，所述第二从连接杆置于船体内，并与第一连接杆连接船体的一端相连接，所述第二主连接杆的一端与第二从连接杆相连接，第二主连接杆的另一端与第三从连接杆相连接，所述第三从连接杆上设有导轮，所述船体内设置有导槽，所述导槽上设置有止动凸起，所述止动凸起将所述导轮限制在导槽内移动。

进一步的，所述浮箱可转动的安装在第一从连接杆上，所述第一主连接杆和第二主连接杆均为两根，所述第一从连接杆的两端和第二从连接杆的两端均分别与第一主连接杆相连接；所述两根第二主连接杆的一端均安装在第二从连接杆上，两根第二主连接杆的另一端与第三从连接杆的两端相连接，所述第三从连接杆上设有多个导轮。

进一步的，还包括第二单向棘轮和第二传动机构，所述第二单向棘轮安装在动力轴上另一端，所述所述第二传动机构分别连接第二单向棘轮和发电组件，所述动力轴作用于所述第二单向棘轮的与所述第一单向棘轮的方向是相反的。

进一步的，所诉第二传动机构包括安装在第二单向棘轮上的第二主链轮、安装在第二转轴上的第二从链轮和第二链条，一个安装在第二转轴上的主动齿轮，一个与此齿轮啮合，安装在飞轮转轴上的从动齿轮，所述两齿轮相啮合，转动方向相反，所述第二主链轮和第二从链轮通过第二链条传动。

进一步的，第一、第二从链轮安装单向棘轮上，安装在飞轮转轴、第二转轴上的从动齿轮、主动齿轮只能分别被第一、第二从链轮带动，不会带动第一、第二从链轮。

本实用新型的有益效果：

本实用新型提供一种利用波浪能发电的发电装置，包括安装在船体上的发电组件和动能采集组件，所述动能采集组件通过浮箱在波浪的作用下，带动浮箱在竖直方向上产生高度差，带动动力杆上下移动，动力杆上的条齿作用于动力齿轮的轮齿，使得所述动力齿轮带动所述动力轴转动，通过传动机构动力轴的动力传递到所述飞轮转轴上，通过变速箱和惯性飞轮后传导到发电机进行发电。本发明相较于现有技术，通过动力杆直接将波浪能直接转换为发电的动能，提高了波浪能的转换效率，实现了对波浪动能的双向收集。

附图说明

利用附图对本实用新型作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本实用新型的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。

图1为本实用新型的一种利用波浪能发电的发电装置的结构示意图；

图2为本实用新型的一种利用波浪能发电的发电装置的俯视图；

图3为本实用新型的图2中的A部分的放大图；

图4为本实用新型的一种利用波浪能发电的发电装置的第二限位机构的结构示意图；

附1-4图标号如下：

1、船体；2、浮箱；3、第一主连接杆；4、第一从连接杆；5、安装杆；6、动力杆；7、支撑杆；8、动力齿轮；9、第一单向棘轮；10、动力轴；11、第一主链轮；12、第一链条；13、第一从链轮；14、飞轮转轴；15、惯性飞轮；16、变速箱；17、发电机；18、滑轮；19、第二从连接杆；20、第二主连接杆；21、第三从连接杆；22、导轮；23、导槽；25、第二转轴；26、第二主链轮；27、第二链条；28、第二从链轮；29、主动齿轮；30、从动齿轮；45、止动凸起。

具体实施方式

结合以下实施例对本实用新型作进一步描述。

如图1和图2所示，结合以下实施例对本实用新型作进一步描述。

本实施例的一种利用波浪能发电的发电装置，包括安装在船体1上的发电组件和动能采集组件，以及传动机构。

所述发电组件包括依次连接在飞轮转轴14上的发电机17、变速箱16、惯性飞轮15、从动齿轮30和第一从链轮13；

所述动能采集组件包括第一主连接杆3、第一从连接杆4、动力杆6、安装在船体1上的支撑杆7和安装在第一从连接杆4上的浮箱2，所述第一主连接杆 3的一端与船体1可转动连接，第一从连接杆4安装在第一主连接杆3上，所述动力杆6的一端可转动的安装在第一从连接杆4上；

所述动力杆6上设有若干个条齿，所述支撑杆7上安装有安装杆5，所述动力轴10可转动的安装在安装杆5上，所述动力轴10上安装有动力齿轮8，动力齿轮8的轮齿与动力杆6的条齿相互啮合，通过第一传动机构将所述动力轴10 上的动力传递到飞轮转轴14上。

所述第一传动机构包括安装在动力轴10上的第一主链轮11、第一从动单向棘轮和安装在第一从动单向棘轮上的第一从链轮13，第一从动单向棘轮安装在飞轮转轴14上，所述第一主链轮11和第一从链轮13通过第一链条12传动。第一单向棘轮9与第一从动单向棘轮的转动方向相同。

所述船体1可行驶于海上也可以停留在船舶中，也还可以船体1为海岸上的基座。浮箱2接收到波浪的冲击，会向后向上移动，在所述第一主连接杆3的作用下，所述浮箱2以第一主连接杆3为半径发生移动，带动可转动的安装在第一从连接杆4上的动力杆6发生移动，所述动力杆6向上移动的时候，所述动力杆 6上的条齿作用于动力齿轮8上的轮齿，带动动力齿轮8转动；所述动力齿轮8 安装在动力轴10中部，带动所述动力轴10相对于安装杆转动，所述动力轴10 通过轴承安装在安装杆5上，所述安装杆5安装在支撑杆7上。第一主链轮11 在动力轴10转动的时候，通过第一链条12将动力传递到所述第一从链轮13上，所述第一从链轮13带动所述飞轮转轴14转动，所述飞轮转轴14通过惯性飞轮 15和变速箱16，将所述转动的动能传递到发电机17，从而实现发电。通过浮箱 2采集波浪动能，经过动力杆6，传动机构和发电组件实现了高效的利用波浪能发电，提高了波浪能的利用率和转化率，能够更加节能环保的发电。

如图3所示，进一步的，所述动力采集装置还包括第一单向棘轮9，所述第一单向棘轮9安装在所述动力轴10外侧一端。所述第一单向棘轮9为内啮合棘轮机构，所述第一主链轮11与第一单向棘轮9合为一体，轮齿融合在单向棘轮外周；所述动力杆6向上运动的时候，带动动力齿轮8转动动力轴10，动力轴 10带动第一单向棘轮9，第一单向棘轮9带第一主链轮11转动，第一主链轮11 和第一从链轮13在第一链条12的链接下，将动力传递到飞轮转轴14上，所述飞轮转轴14通过惯性飞轮15和变速箱16，将所述动能传导给发电机17，从而实现发电。

当波浪在低谷时，所述动力杆6下移，向下转动动力齿轮8，带动所述动力轴10反方向转动的时候，所述第一单向棘轮9空转，所述棘爪不顶住所述棘齿，使得所述第一主链轮11不转动，避免了反转的导致发电机17损坏。本实施例中的通过动力杆6及传动机构，发电组件直接将波浪动能转换成为电能，快速简单有效的进行发电，结构简单，发电效率高，能够高效率的采集到波浪能来实现发电。

进一步的，所述第一从连接杆4安装在第一主连接杆3的远离船体1的一端，使得所述浮箱2能够与船体1保持较大的距离，增大动力杆6的移动距离，从而提高了波浪能的转换效率。所述第一主连接杆3可为一根，设置为两根第一主连接杆3的目的是为了可以具有更好的保持强度，避免使用过程中，第一主连接杆 3断裂的问题。

所述第一主链轮11和第一从链轮13通过链条将动力轴10上的动力传递到飞轮转轴上，所述传动方式还可以采用皮带和皮带轮结合的方式进行传动，或者是直接采用齿轮传动等能够实现传动的传动机构。

如图4所述，进一步的，所述第一动能采集组件还包括用于防止动力杆6 跳动的第一限位机构，所述第一限位机构包括安装在支撑杆7上的滑轮18，所述滑轮18与动力杆6上表面相接触。所述动力杆6在波浪的作用下是做斜向上的运动，容易发生跳动，当跳动发生时轮齿不啮合不能传动，因此设定第一限位机构，通过滑轮18顶住动力杆6的上表面，使得动力杆6不会发生跳动，能够稳定的对波浪能进行采集。

进一步的，所述第一动能采集组件还包括用于限制浮箱2活动范围的第二限位机构；所述第二限位机构包括两根第二主连接杆20、第二从连接杆19和第三从连接杆21，所述第二从连接杆19置于船体1内，所述两根第二从连接杆19 的靠近船体1的一端和第二从连接杆19的两端相连接，所述两根第二主连接杆 20的一端均与第二从连接杆19相连接，两根第二主连接杆20的另一端分别与第三从连接杆21的两端相连接，所述第三从连接杆21上设有两个导轮22，所述船体1内设置有与所述导轮22相对应的导槽23，所述导槽23的上端和下端分别设置有止动凸起45，所述止动凸起45将所述导轮22限制在导槽23内移动。浮箱2在受到波浪冲击的时候，所述带动所述第一主连接杆3向上移动，所述第一主连接杆3向上移动带动第二连接杆转动，使得所述第二主连接杆20和第三从连接杆21以及安装在第三从连接杆21上的导轮22发生上下移动，所述导轮 22是在导槽23内移动的，在向上或者向运动到止动凸起45的位置的时候，被止动凸起45阻挡，使得导轮22被限制在上端和下端的止动凸起45范围的导槽 23内。所述第二限位机构限制了浮箱2在波浪的作用下的位置移动，主要涉及限制导轮22的高度方向的移动，来限制第一主连接杆3的高度方向上的移动，从而限制了浮箱2的在高度反向上的移动，防止了浮箱2在巨大的海浪的冲击下，移动的角度超过90°，使得浮箱2直接飞到船体1上，对船体1造成威胁，同时也避免了折断动力杆6。

进一步的，还包括第二单向棘轮和第二传动机构，所述第二单向棘轮安装在动力轴10上，所述第二传动机构分别连接第二单向棘轮和第二齿轮转轴25，所述动力轴10作用于所述第二单向棘轮的方向与所述第一单向棘轮9的方向是相反的。所述第二传动机构包括安装在第二单向棘轮上的第二主链轮26、安装在第二齿轮转轴25上的第二从动单向棘轮，以及第二从链轮28和第二链条27，所述第二主链轮26和第二从链轮28通过第二链条27传动，所述第二从链轮28 安装在第二从动单向棘轮上。所述动力杆6向下移动的过程中，带动所述动力齿轮8反向转动，所述动力轴10同时反向转动，在第一单向棘轮9的作用下，第一单向棘轮9空转，不带动所述第一主链轮11转动，避免了反转导致第一电机损坏；同时通过所述第二单向棘轮的作用下，带动所述第二主链轮26转动，所述第二主链轮26通过第二链条27带动第二从链轮28，第二从链轮28带动第二齿轮转轴25及主动齿轮29，主动齿轮29与飞轮转轴上的从动齿轮30啮合，主动齿轮29转动从动齿轮30，从动齿轮30原转动方向带动飞轮转轴14，依次转动飞轮，变速箱和发电机17，增加动能发电。所述动力杆6向上移动的时候，带动动力齿轮8正向转动的过程中，所述第二单向棘轮作用于所述第二主链轮 26，第二单向棘轮空转，使得第二主链轮26不发生转动，避免了电机17反转。

所述第二传动机构与第一传动机构相同，都还可以为采用皮带和皮带轮结合的方式进行传动，或者是直接采用齿轮传动等能够实现传动的传动机构。

所述第二从链轮28安装在第二从动单向棘轮上，第二从动单向棘轮的方向与第二单向棘轮的转动方向相同，在单向棘轮的作用下，第二转轴上正常转动的主动齿轮29不能带动第二从链轮28。这样的有益效果是节省动能，提高发电效率，同样的，飞轮转轴上的从动齿轮30不能带动第一从链轮13。

所述船体1上还设有储电组件，存储所述第一发电机17发出的电量。

上述的可连接的方式可以通过在船体1或浮箱2上设有滚珠轴承，通过滚珠轴承来实现不干涉的可转动安装。动力杆的末端可连接链条以在必要时限制动力杆的活动范围或固定动力杆的位置”

以上对本实用新型一种利用波浪能发电的发电装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述。以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (9)

1.一种利用波浪能发电的发电装置，包括安装在船体上的发电组件和动能采集组件及传动机构组件；所述发电组件包括依次连接在飞轮转轴上的惯性飞轮、变速箱、发电机，其特征在于，

所述动能采集组件包括第一主连接杆、第一从连接杆、动力杆、动力轴、安装在船体上的支撑杆和安装在第一从连接杆上的浮箱，所述第一主连接杆的一端与船体可转动连接，第一从连接杆安装在第一主连接杆上，所述动力杆的一端可转动的安装在第一从连接杆上；

所述动力杆上设有若干个条齿，所述支撑杆上安装有安装杆，所述动力轴可转动的安装在安装杆上，所述动力轴上安装有动力齿轮，动力齿轮的轮齿与动力杆的条齿相互啮合，通过第一传动机构将所述动力轴上的动力传递到飞轮转轴上。

2.根据权利要求1所述的一种利用波浪能发电的发电装置，其特征在于，所述第一传动机构包括安装在所述动力轴上的第一主链轮和安装在飞轮转轴上的第一从链轮，所述第一主链轮和第一从链轮通过第一链条传动。

3.根据权利要求2所述的一种利用波浪能发电的发电装置，其特征在于，所述动能采集组件还包括第一单向棘轮，所述第一主链轮安装在所述第一单向棘轮上，所述第一单向棘轮安装在所述动力轴的外侧一端。

4.根据权利要求1所述的一种利用波浪能发电的发电装置，其特征在于，所述动能采集组件还包括用于防止动力杆跳动的第一限位机构，所述第一限位机构包括安装在支撑杆上的滑轮，所述滑轮与动力杆上表面相接触。

5.根据权利要求1所述的一种利用波浪能发电的发电装置，其特征在于，所述动能采集组件还包括用于限制浮箱活动范围的第二限位机构；所述第二限位机构包括第二主连接杆、第二从连接杆和第三从连接杆，所述第二从连接穿过于船体，并与第一主连接杆连接船体的一端相连接，所述第二主连接杆的一端与第二从连接杆相连接，第二主连接杆的另一端与第三从连接杆相连接，所述第三从连接杆上设有导轮，所述船体内设置有与所述导轮相对应的导槽，所述导槽上设置有止动凸起，所述止动凸起将所述导轮限制在导槽内移动。

6.根据权利要求5所述的一种利用波浪能发电的发电装置，其特征在于，所述第一主连接杆和第二主连接杆均为两根，所述第一从连接杆的两端和第二从连接杆的两端均分别与第一主连接杆相连接；所述两根第二主连接杆的一端均安装在第二从连接杆上，两根第二主连接杆的另一端与第三从连接杆的两端相连接，所述第三从连接杆上设有多个导轮。

7.根据权利要求3所述的一种利用波浪能发电的发电装置，其特征在于，还包括第二单向棘轮和第二传动机构，所述第二单向棘轮安装在动力轴上，所述第二传动机构分别连接第二单向棘轮和发电组件，所述动力轴作用于所述第二单向棘轮的方向与所述第一单向棘轮的方向是相反的。

8.根据权利要求7所述的一种利用波浪能发电的发电装置，其特征在于，所述第二传动机构包括安装在第二单向棘轮上的第二主链轮、安装在传动轴上的第二从链轮、第二链条、传动轴和安装在传动轴上的主动齿轮，所述传动轴可转动的安装在船体上，所述飞轮转轴上安装有与所述主动齿轮相互啮合的从动齿轮，所述第二主链轮和第二从链轮通过第二链条连接，将所述动力轴上的动力传递到所述传动轴上，所述传动轴通过相互啮合的主动齿轮和从动齿轮将所述动力传递到飞轮转轴上。

9.根据权利要求8所述的一种利用波浪能发电的发电装置，其特征在于，所述第一、第二从链轮安装在单向棘轮上，各自与第一、第二单向棘轮的方向相同，单向棘轮的作用下，飞轮转轴、第二转轴上正常转动的齿轮不会带动第一、第二从链轮。

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