CN214118372U - 一种设有多级差速器总成轴的海浪发电装置 - Google Patents

Abstract

一种设有多级差速器总成轴的海浪发电装置，设有的多个中间级的差速器总成轴以及末级的差速器总成轴，它们都包含一个差速器体，差速器体包括差速器壳，差速器壳上安装有输出皮带轮，中间级的差速器总成轴两边设有万向轴及其一边用联轴器连接的皮带轮轴，万向轴另一边也用联轴器连接差速器半轴，皮带轮轴都设有接收皮带轮；通过传动带将发电机轴与前述输出皮带轮、接收皮带轮形成逐级连接；末级的差速器总成轴两边设有两超越离合器轴，两超越离合器轴的一边都与差速器半轴的一边用联轴器连接；超越离合器轴上设有上升做功超越离合器和下降做功超越离合器，它们分别与一个浮体上的浮体上升做功推杆、浮体下降做功推杆设有的推动齿条全程啮合。

Description

一种设有多级差速器总成轴的海浪发电装置

技术领域

本实用新型涉及海浪发电技术领域，特别是涉及一种设有多级差速器总成轴的海浪发电装置。

背景技术

现在已有多个浮体共同推动一个发电主轴的发明创造，各个浮体通过超越离合器和浮体上的推动齿条相啮合获得海浪对浮体的做功。在海面上海浪起伏不定的情况下，有的浮体上升幅度较高，有的浮体上升幅度较低，上升幅度小的浮体对长轴的做功因为做功滞后，产生的能量近似被抵消、变得做功无效。

有没有一种方案能解决这个问题，使海浪发电的各个浮体都能在海浪发电主轴上充分地发挥出各自的动力。根据需要可无数级增加浮体数量，构成一个有效的、可产生足够大输出功率的海浪发电装置。

发明内容

为了达成上述的目的，本实用新型提供了一种设有多级差速器总成轴的海浪发电装置，包括发电机，该发电装置设有多个中间级的差速器总成轴以及末级的差速器总成轴，它们都包含一个差速器体，差速器体包括差速器壳，差速器壳上安装有输出皮带轮，差速器体还包括两个差速器半轴，差速器半轴的一边连接在差速器壳里的同轴向伞形齿轮，差速器壳里的侧伞形齿轮带动差速器壳转动；所述的中间级的差速器总成轴两边设有万向轴及其一边用联轴器连接的皮带轮轴，万向轴另一边也用联轴器连接差速器半轴，皮带轮轴都设有接收皮带轮；该发电装置通过传动带将发电机轴与前述输出皮带轮、接收皮带轮形成逐级连接；所述的末级的差速器总成轴两边设有两超越离合器轴，两超越离合器轴的一边都与差速器半轴的一边用联轴器连接；所述的超越离合器轴上设有上升做功超越离合器和下降做功超越离合器，它们分别与一个浮体上的浮体上升做功推杆、浮体下降做功推杆设有的推动齿条全程啮合。

本实用新型的有益效果是：使浪发电装置能充分收集海浪的能量，为海浪发电的事业增加一个好用的方案。

附图说明

图1为本实用新型的末级带有超越离合器的差速器总成轴的结构图。

图2为本实用新型中末级带有超越离合器的差速器总成轴的简化示意图。

图3为本实用新型的浮体二级差速器总成轴布局发电示意图。

图4为本实用新型的浮体三级差速器总成轴布局发电示意图。

图5为本实用新型的浮体四级差速器总成轴布局发电示意图。

以上附图中，各个部件的标识分别为：

1 - 超越离合器轴，2 - 联轴器，3 - 同轴向伞形齿轮，4 - 差速器体，5 - 齿轮轴，6 - 侧伞形齿轮，7 - 输出皮带轮，8 - 差速器半轴，9 - 上升做功超越离合器，10 -下降做功超越离合器，11 - 轴承，12 - 皮带轮轴，13 - 接收皮带轮，14 - 万向轴，15 -传动带，16 - 发电机，17 - 浮体下降做功推杆，18 - 浮体，19 - 浮体上升做功推杆，20 -差速器总成轴。

以上附图涉及的递增的二级、三级、四级差速器总成轴可统称为“中间级的差速器总成轴”，新增的差速器总成轴定义为第几级差速器总成轴。

本实用新型中差速器总成轴的级数可以以布局的上下顺序关系定义为：发电机轴、第一级、第二级、第三级、第四级、末级，以上图3、图4、图5中分别对应图中有第二级、第三级、第四级，其中各附图中最下一级的差速器总成轴都可以定义为“末级的差速器总成轴”。

具体实施方式

在本实用新型中，海浪发电装置包括海上发电平台，该海浪发电装置还由多级“海浪发电差速器总成轴”组合构成，所述的海浪发电差速器总成轴，包含各个浮体所在的末级的差速器总成轴和与发电机轴之间的中间的若干级差速器总成轴。各个差速器总成轴都设有一个差速器。前述若干级总成轴在本说明书中称为中间级的差速器总成轴，前述的每个末级的差速器总成轴上都对应地一左一右分别连接有一个浮体，它们都安装在海上发电平台上，有轴承座、滑轮等限定它们的活动位置，形成一个固定的海上发电机组整体。

每个中间差速器总成轴两边的接收皮带轮都连接下一级的两个差速器总成轴的差速器壳上安装的输出皮带轮。下级的两组的差速器通过一个传动带带动上一级的接收皮带轮，输送能量到更上一级的海浪发电差速器总成轴上，直到与海浪发电机直接连接传动的那一级海浪发电差速器总成轴。这样，各个浮体的动能都能有效地被利用。

海浪发电装置差速器总成轴级数的布局，每增加一级，末级的差速器总成轴的数量就是前一级差速器总成轴数量的两倍，浮体规模就是之前的两倍。根据动力需要可无数级增加浮体数量，构成一个有效的、可产生足够大输出功率的海浪发电装置。

本实用新型的设计要点是差速器总成轴。中间级的每一个差速器总成轴两边都有两个接收皮带轮用于接受浮体所做的功，末级的差速器总成轴两边设有超越离合器接收浮体所做的功。

本实用新型中采用的差速器可采用较简易的普通差速器结构，普通差速器的组成结构有：行星齿轮、半轴齿轮、行星齿轮轴、差速器壳。本实用新型中的差速器的组成结构对应普通差速器分别是：同轴向伞形齿轮、侧伞形齿轮、差速器半轴、差速器壳。本实用新型中差速器壳就是常说的“行星轮架”，由于差速器壳的概念较直观，本实用新型附图和说明书中不作数号标识。

普通差速器中，发动机的动力经传动轴进入差速器，直接驱动差速器壳，再由行星齿轮带动左、右两条半轴，用途比如是分别驱动汽车的左、右车轮。本实用新型一个差速器总成轴中，两个差速器半轴对应前述左、右两条半轴，两者部位相同。

海浪发电中有的浮体上升幅度较高，有的浮体上升幅度较低，如同汽车转弯行驶或在不平路面上行驶时左右车轮以不同转速滚动，并且还都能对汽车的前进做有效的推动。本实用新型中的差速器是对汽车差速器的逆向应用相关，其作用为，不论两边的浮体18获得的运动能量多大，都能较大效率地层层传递给发电机轴。与一根很长的主轴上一字排开地直接拼接多个浮体不一样，其中有的浮体上升幅度小不能有效地对所在的主轴做功。

当浮体连接的超越离合器轴带动两个同轴向伞形齿轮转动，驱动侧伞形齿轮转动进而带动差速器壳转动，差速器壳上安装的输出皮带轮带动发电机主轴机构转动，此时，两个即使是上升幅度不同的浮体都能对输出皮带轮做功，整个海浪发电装置中的浮体都能对发电机轴做功，发电机有效地利用了各个浮体的能量。

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型实施例做进一步详细说明。在此，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，但并不作为对本实用新型的限定。

本实用新型在一个分支的海浪发电浮体18做功能量的传递过程中，以发电机16、中间差速器总成轴20、末端差速器总成轴20的先后顺序来描述传动带15的上一级到下一级的逐级连接顺序。

图1为本实用新型的末级带有超越离合器的差速器总成轴的结构图，图2为本实用新型中末级带有超越离合器的差速器总成轴的简化示意图，二者为同一事物。

图2中侧重点包括其中的轴承，本图展示了各个部位的轴承11和联轴器2的位置，可知他们的转动顺畅，可在浮体18的带动下推动同轴向伞形齿轮3的转动，进而使图中左右两个超越离合器轴1获得的能量都能有效地通过输出皮带轮7传递给海浪发电机16的传动机构。

本实用新型通过多个中间级的差速器总成轴20用传动带15将发电机轴与多个末级的差速器总成轴20上的输出皮带轮7形成逐级连接，即通过多个中间级的差速器总成轴20将末级的差速器总成轴20相应连接的浮体18获得的动能传输给发电机轴。

结合图1图2说明，本实用新型说明书对该差速器总成轴做详细的说明如下。

本实用新型中差速器总成轴20，包含一个差速器体4及其两边的超越离合器轴1，差速器体4包括差速器壳和两个差速器半轴8，超越离合器轴1上设有上升做功超越离合器9和下降做功超越离合器10，两个超越离合器轴1都用一个联轴器2与相邻的差速器半轴8连接。

差速器在结构上，差速器壳与齿轮轴5联动，与汽车的差速器的壳体还有外包裹不同，本实用新型中的差速器壳直接安装上输出皮带轮7用于带动发电机16的转轴机构。

差速器体4包括差速器壳和两个差速器半轴8。差速器壳可在垂直方向从壳体中间线拆开，可用差速器安装螺栓锁紧，用于必要时拆装差速器半轴8、更换黄油等。

差速器壳内部的两个平行的侧伞形齿轮6和两个平行的同轴向伞形齿轮3，侧伞形齿轮6和同轴向伞形齿轮3依次啮合；两个同轴向伞形齿轮3分别一左一右固定连接一个差速器半轴8。差速器半轴8转动则与之相连的同轴向伞形齿轮3转动。

侧伞形齿轮6用一个齿轮轴5连为一体，差速器壳内还设有两个轴承套，齿轮轴5的两端安装在两个轴承套中，使得齿轮轴5在自转的同时，还与差速器壳一起转动。即差速器半轴8带动差速器壳转动。

如图所示，差速器壳还向差速器半轴8上延伸，延伸部分设有半轴轴承，延伸部分与差速器半轴8之间套有一个半轴轴承，延伸部分外端与差速器半轴8之间设有密封圈，差速器壳环绕自身安装有输出皮带轮7，输出皮带轮7用链轮锁紧螺栓固定在差速器壳上。

如图所示，两个超越离合器轴1的一边设有与差速器半轴8连接的连接部位，都用一个联轴器2连接。

本实用新型中的联轴器2可由左右两部分设有方形齿的部分拼合而成，前述的齿间隔较宽，使它们拼合之后仍然有一些缝隙，起到缓冲的作用。联轴器2在其两端为联轴器2连接头，其上设有螺栓孔，用于锁进螺栓连接插入到联轴器2中的超越离合器轴1和差速器半轴8。

以下关于两个超越离合器与离合器轴1的结构图。

每一级海浪发电差速器总成轴构造基本一样，其中末级的差速器总成轴20带有上升做功超越离合器9、下降做功超越离合器10，中间级的超越差速器总成轴20的轴不设前述两个超越离合器，都改成一个皮带轮轴12，皮带轮轴12上设有接收皮带轮13。前述带有差速器的超越差速器总成轴20的轴还增设万向轴14，万向轴14两端都设有联轴器2与皮带轮轴12连接。每上一级的轴的输出皮带轮7与前述接收皮带轮13用传动带15或链条连接。发电机轴上的传动轮也可称为接收皮带轮13。

超越离合器轴1为两边倒中间部位大小递增的轴锻件构造，中部较粗两端稍细，中部还设有多个平行于轴的条形状齿，为的是安装上大小合适的上、下降做功超越离合器10并形成一体，两端套有轴承11，轴承11的外圈固定安装在海浪发电平台的构件上。超越离合器轴1中部还设有条纹部位，该条纹部位套着上升做功超越离合器9、下降做功超越离合器10，前述两个做功超越离合器可作为一个组件安装在超越离合器轴1中部，它们之间也放置有一个用于隔开两者距离的圆环。上升做功超越离合器9、下降做功超越离合器10组件的两边的轴部位还设有螺纹，都用一个相应的大螺母旋转锁入，防止前述两个超越离合器向外移动。前述超越离合器内圈的内壁安装在超越离合器轴1的中部，超越离合器内圈与超越离合器外圈之间自身带有超越离合器轴承，使超越离合器外圈上的外齿圈可与浮体功推杆啮合转动。

上升做功超越离合器9、 下降做功超越离合器10的外齿圈分别与两个浮体18上设有的浮体下降做功推杆17、浮体上升做功推杆19上的一排齿啮合，其中一个浮体18上的一个推动齿条作用于上升做功超越离合器9推动超越离合器轴1转动，另一个浮体18上的推动齿条作用于下降做功超越离合器10。

上升做功超越离合器9和下降做功超越离合器10转动方向相反，它们都有内圈齿、超越离合器棘板，外齿圈，内圈齿与超越离合器棘板形成单向转动的状态。

超越离合器内圈可设有内圈齿，用于套在超越离合器轴1中部设有的齿，它们可相错接触，使上升做功超越离合器9、下降做功超越离合器10在超越离合器轴1上的安装更简便，也更牢固。

本实用新型中的离合器为单向超越离合器，上做功离合器和下做功离合器转向相反，它们一上一下都推动超越离合器轴1转动。超越离合器作为一种单向转动的一种轴承，其内部构造为：超越离合器内圈安装有超越离合器棘板的根部，超越离合器棘板与超越离合器内圈之间设有棘板弹簧使越离合器棘板向外齿圈翘起，抵在外齿圈内部设有的锯齿状构造的崖面上。前述崖面相对于锯齿状构造的坡面而言，如图所示，图中超越离合器向左转可越过前述坡面得以转动，向右转则受限制。

图3为本实用新型的浮体二级海浪发电差速器总成轴布局发电示意图。

本图中发电机轴直接通过一个传动带15连接的，就是一级差速器总成轴。只有一级的差速器总成轴布局意义不大，本说明书附图不直接展示第一级差速器总成轴布局发电示意图。

本实用新型中以某一级的差速器总成轴上两个超越离合器轴1向下级逐级连接的结构作为整体中的其中一个分支，因此本实用新型发电装置可视作由多个分支构成，其中最大的分支为两个，是从第一级差速器总成轴开始的，往下又可视作再有各级小分支。

如图所示，差速器总成轴20上，输出皮带轮7和接收皮带轮13之间用一个传动带15连接。应当指出，本实用新型在广义上的传动带包括传动链。本实用新型中，关于部件输出皮带轮7也可以采用链轮，二者的作用相同，相应的，传动带替换为传动链，在本实用新型的实施例中以皮带、接收皮带轮13为例说明。

如前所述，本实用新型中差速器总成轴20，包含一个差速器体4及其两边的超越离合器轴1，差速器体4包括差速器壳和两个差速器半轴8，超越离合器轴1上设有上升做功超越离合器9和下降做功超越离合器10，两个超越离合器轴1都用一个联轴器2与相邻的差速器半轴8连接。

如图所示，中间级的差速器总成轴20在超越离合器轴1和差速器半轴8之间可增设万向轴14。万向轴14由一个轴两端的联轴器2构成，前述两端的联轴器2分别与超越离合器轴1和差速器半轴8连接。

图中共四个浮体18，每两个浮体18与一个末级的差速器总成轴20上的上升做功超越离合器9、下降做功超越离合器10啮合做功。它们随海浪上升时对上升做功超越离合器9做功，浮体18因为自身重量下降时对下降做功超越离合器10也做功。浮体18上的浮体上升做功推杆19和浮体下降做功推杆17上设有都设有推动齿条，两个浮体推杆垂直分布于超越离合器轴1轴线两边等距离的位置，两个浮体推杆之间的两个内壁上设有隔着超越离合器轴1一左一右斜对的推动齿条，推动齿条一一与前述离合器全程啮合。

每一个浮体18推动差速器总成轴20两边的超越离合器转动，超越离合器轴1就转动，差速器半轴8就转动，推动差速器壳转动，差速器壳上的皮带输出轮就转动。超越离合器轴1左右的任意一边转动或两边同时转动，皮带输出轮都转动。

两个末级的差速器总成轴20上的皮带输出轮分别连接到与发电机16中间的第二级差速器总成轴20两边的接收皮带轮13上，第二级差速器总成轴20中间的差速器体4就工作，该处差速器体4上的输出皮带轮7就连接到发电机16自身的轴上。

图4为本实用新型的浮体三级海浪发电差速器总成轴布局发电示意图。

末级的差速器总成轴20设有上升做功超越离合器9、下降做功超越离合器10；中间级的差速器总成轴20加设万向轴14。

本实用新型附图涉及的二级、三级、四级差速器总成可统称为中间级差速器总成，指的是它们都处于末级的差速器总成轴20与发电机轴中间。

与以上针对图3附图所做的阐述，本图为本实用新型在增加了一级差速器总成轴20的情况下的海浪发电装置布局状态。

综合各附图所示，每增加一级差速器总成轴20布局，浮体18的数量以翻倍的形式增加。

图5为本实用新型的浮体四级海浪发电差速器总成轴布局发电示意图。本图可视为一个整体的海浪发电装置示意图。

本实用新型中，海上发电平台可设有纵向主梁、横向主梁、副梁、圈梁构成一个平台平面，平台平面高出海面、有众多下立柱固定在海底上；平台平面上设有多个发电机16安装螺栓孔、多个设备安装孔、设备吊装孔、人员进出孔，每两个设备安装孔之间都安装有一个轴承安装台；轴承安装台的中部还用螺栓垂直相交地固定一个轴承座安装平面的中部，轴承座安装平面的两边都安装有两个轴承座，两个轴承座里安装有两个轴承。前述的两个轴承都夹住一个超越离合器轴1的一边，每一个超越离合器轴1都水平安装在设备安装孔的上方，设备安装孔中放置有一个浮体18上的两个浮体推杆，它们分别是浮体下降做功推杆17和浮体上升做功推杆19，浮体推杆推动超越离合器轴1转动。

纵向主梁、横向主梁上设有设备安装螺栓孔用来安装滑轮，保持浮体推杆处于垂直上下运动的状态；发电机16安装螺栓孔用来固定发电机16。

本实用新型中，浮体18直径大小为一至三米，初步估算一个可达到几吨左右的推力，扣除浮体18自身重量，直径三米、体积约为14立方米的浮体18产生的推力可达到十吨以上。那么，所有浮体18同时做功，在浪宽的全周期内，N个浮体18产生的推力达到N乘以十吨，通过差速器总成轴20绝大部分地传递给了发电机轴，使发电机16获得相应功率的转动力以发电。

本实用新型中，众多浮体组成的发电装置，差速器总成轴的数量并不是很多，本实用新型中用于差速器构造简易，但由于其承载的功率大、对材料的防海水腐蚀要求高，批量订购成本在估计在上千块左右，并不过大地影响到整个发电平台的成本。本实用新型将在海浪发电领域得以运用。

以上在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。说明书的描述为实施本实用新型的较佳实施方式，所描述是以说明本实用新型的一般原则为目的，并非用以限定本实用新型的范围。本实用新型的保护范围以所附权利要求所界定的为准。

Claims (1)

1.一种设有多级差速器总成轴的海浪发电装置，包括发电机，其特征是：

该发电装置设有多个中间级的差速器总成轴(20)以及末级的差速器总成轴(20)，它们都包含一个差速器体(4)，差速器体(4)包括差速器壳，差速器壳上安装有输出皮带轮(7)，差速器体(4)还包括两个差速器半轴(8)，差速器半轴(8)的一边连接在差速器壳里的同轴向伞形齿轮(3)，差速器壳里的侧伞形齿轮(6)带动差速器壳转动；

所述的中间级的差速器总成轴(20)两边设有万向轴(14)及其一边用联轴器(2)连接的皮带轮轴(12)，万向轴(14)另一边也用联轴器(2)连接差速器半轴(8)，皮带轮轴(12)都设有接收皮带轮(13)；

该发电装置通过传动带(15)将发电机轴与前述输出皮带轮(7)、接收皮带轮(13)形成逐级连接；

所述的末级的差速器总成轴(20)两边设有两超越离合器轴(1)，两超越离合器轴(1)的一边都与差速器半轴(8)的一边用联轴器(2)连接；所述的超越离合器轴(1)上设有上升做功超越离合器(9)和下降做功超越离合器(10)，它们分别与一个浮体(18)上的浮体上升做功推杆(19)、浮体下降做功推杆(17)设有的推动齿条全程啮合。

Images