CN215057871U - 一种波能发电装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种波能发电装置，包括：主筏子、副筏子、摇臂总成、发电机、增速机飞轮系、单向转换机、万向机总成；摇臂总成上设置单向转换机的齿条，主筏子与副筏子之间通过万向机总成与摇臂总成铰接，在波浪作用下使单向转换机的齿条上下运动，单向转换机的槽轮安装于增速机的输入轴上，槽轮的周边两侧各设置一副方向相反的齿条，槽轮通过槽爪与齿条配合，实现摇臂总成上下摆动，各有一套齿条通过槽爪传递槽轮扭矩，使槽轮单向转动，经过增速机增速与飞轮系稳速及功率平衡调节，由联轴器传动发电机实现发电。

Description

一种波能发电装置

技术领域

本发明涉及波能发电领域，特别涉及一种波面筏式波能发电装置。

背景技术

现有的波浪能俘获技术有：震荡水柱、筏式﹑收缩波道式﹑震荡浮子式﹑摆式等。震荡水柱波能装置其转动机构不与海水接触，防腐蚀性好，安全，维护方便；其缺点转换效率低，对小波浪能适应性不强，造价高昂。摆式波能装置，摆体的运动很适合波浪大推力和低频的特性，摆式装置的转换效率较高。收缩波道式的优点是一级转换没有活动部件，可靠性好，维护费用低，系统出力稳定；缺点是电站建造对地理地形要求高，不易推广。采用震荡浮子方式获得波浪能，其优点是波能转换效率高。筏式装置是漂浮在海面上，主要利用筏子之间的相对运动吸收能量，其优点是锚泊方便、功率级别可以做到很大、易于推广。

发明内容

本发明针对上述技术问题，提出一种波面筏式波能发电装置，其能量捕获效果好，环境适应能力强，锚泊方便；在波浪能作用下，将筏子之间的万向运动，转换成摇臂上下摆动并进行发电的装置。

为达到以上目的，通过以下技术方案实现的：

一种波能发电装置，包括，主筏子、副筏子、摇臂总成、发电机、增速机飞轮系、单向转换机和万向机总成；

主筏子为立方体浮子，其上方端部装配：摇臂轴座与万向机轴座，其上方中部装配：发电机与增速机飞轮系；

副筏子为立方体浮子，其上方端部配装万向机轴座，其底部装配锚绳栓，用于系泊锚定；摇臂总成包括：装配于主筏子端部的摇臂轴座和摇臂，摇臂可绕摇臂轴座2销上下摆动，其中摇臂的两端为轴孔，一端轴孔与摇臂轴座配合轴销装配，另一端轴孔与万向机总成的万向轴配合装配，万向机总成可绕摇臂的端轴孔转动，摇臂中部装配两副方向相反的单向转换机的A齿条与B齿条；

发电机为永磁发电机，通过联轴器与增速机飞轮系的飞轮轴联；

增速机飞轮系包括：飞轮、轴承座、传动轴、联轴器和增速箱，飞轮装配于传动轴一端，通过联轴器与发电机轴联，传动轴配置两套轴承座，装配于主筏子中部上方，传动轴另一端通过联轴器与增速箱轴联，增速箱的输入轴上装配单向转换机的槽轮；

单向转换机包括：装配于增速箱输入轴上的槽轮与槽轮槽内的槽爪，装配于摇臂中部的A 齿条与B齿条，A齿条与B齿条齿向互反为同心弧形，分别装配于槽轮周边两侧，槽爪为腰子形，装配于槽轮槽内，槽内还装配弹簧使槽爪张开，槽轮直径方向的槽爪对，之间张开方向相反；

万向机总成包括：万向轴和万向机轴座，万向轴的端轴与摇臂的端轴孔配合装配，万向轴的中孔与万向机轴座的轴配合装配，万向机轴座可绕万向轴中孔转动，万向机轴座装配于主筏子与副筏子的端部；

主筏子与副筏子之间，通过安装在主筏子上的摇臂总成、与安装在副筏子上的万向机总成铰接，使主筏子与副筏子之间能万向自由运动，在波浪作用下使摇臂上下摆动，带动单向转换机的A齿条与B齿条上下运动，波能发电装置配置：一套副筏子和至少一套以上主筏子组合；

增速机飞轮系，经增速机提升单向转换机的转速，由飞轮稳定系统速度及调节系统功率平衡，由联轴器传动至发电机，实现稳定发电；

采用上述技术方案的本发明，其运行原理是：主筏子与主筏子及副筏子之间能万向自由运动，在波浪作用下使摇臂上下摆动，带动单向转换机的A齿条5与B齿条上下运动，槽轮通过槽爪与A齿条或B齿条配合，无论两副齿条上行或下行，各有一套齿条通过槽爪传递槽轮扭矩，使槽轮单向转动，经增速机提升转速，由飞轮稳定系统速度及调节系统功率平衡，由联轴器传动至发电机，实现稳定发电；

单向转换机运动形式为以下两种：

第一种，当A齿条向上运动时，A齿条的齿槽朝上，其齿槽凹部与张开的槽爪凸部相遇，而且使A齿条与槽爪啮合，推动槽轮顺时针旋转，A齿条在整个上行过程中，上一个已啮合槽爪因圆周轨迹脱离A齿条，下一个槽爪因圆周轨迹与A齿条槽凹部啮合，持续推动槽轮顺时针旋转，以此类推，同时B齿条向上运动，B齿条的齿槽朝下，其齿槽凹部与张开的槽爪凸部背离，使得B齿条与槽爪打滑不能传递扭矩；

第二种，当A齿条向下运动时，A齿条的齿槽朝上，其齿槽凹部与张开的槽爪凸部背离，使得A齿条与槽爪打滑不能传递扭矩，同时B齿条向下运动，B齿条的齿槽朝下，其齿槽凹部与张开的槽爪凸部相遇，而且使B齿条与槽爪啮合，推动槽轮顺时针旋转，B齿条在整个下行过程中，上一个已啮合槽爪因圆周轨迹脱离B齿条，下一个槽爪因圆周轨迹与B齿条槽凹部啮合，持续推动槽轮顺时针旋转，以此类推；

这样就通过单向转换机保证无论摇臂上下摆动都捕获波浪能，并且传递的扭矩都是单向的；上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

本发明共4幅附图,其中：

图1为本发明的整体结构及运动示意图。

图2为本发明的整体结构的主视图和俯视图。

图3为本发明的摇臂总成机械结构图。

图4为本发明的单向转换机机械结构图。

图中：1、主筏子，1.1、副筏子，1.2、锚绳栓，2、摇臂总成，2.1、摇臂轴座， 2.2、摇臂，3、发电机，4、增速机飞轮系，4.1、飞轮，4.2、轴承座，4.3、传动轴，4.4、联轴器，4.5、增速箱，5、单向转换机，5.1、槽爪，5.2、槽轮，5.3a、A齿条，5.3b、B齿条，6、万向机总成，6.1、万向轴，6.2、万向机轴座。

具体实施方式

如图1至图4所示的一种波能发电装置，包括：主筏子1、副筏子1.1、摇臂总成 2、发电机3、增速机飞轮系4、单向转换机5和万向机总成6；

主筏子1为立方体浮子，其上方端部装配：摇臂轴座2.1与万向机轴座6.2，其上方中部装配：发电机4与增速机飞轮系4；

副筏子1.1为立方体浮子，其上方端部配装万向机轴座6.2，其底部装配锚绳栓1.2，用于系泊锚定；

摇臂总成2包括：装配于主筏子1端部的摇臂轴座2.1和摇臂2.2，摇臂2.2可绕摇臂轴座 2.1销上下摆动，其中摇臂2.2的两端为轴孔，一端轴孔与摇臂轴座2.1配合轴销装配，另一端轴孔与万向机总成6的万向轴6.1配合装配，万向机总成6可绕摇臂2.2的端轴孔转动，摇臂2.2中部装配两副方向相反的单向转换机5的A齿条5.3a与B齿条5.3b；

发电机3为永磁发电机，通过联轴器4.4与增速机飞轮系4的飞轮4.1轴联；

增速机飞轮系4包括：飞轮4.1、轴承座4.2、传动轴4.3、联轴器4.4和增速箱4.5，飞轮 4.1装配于传动轴4.3一端，通过联轴器4.4与发电机3轴联，传动轴4.3配置两套轴承座4.2，装配于主筏子1中部上方，传动轴4.3另一端通过联轴器4.4与增速箱4.5轴联，增速箱4.5的输入轴上装配单向转换机5的槽轮5.2；

单向转换机5包括：装配于增速箱4.5输入轴上的槽轮5.2与槽轮5.2槽内的槽爪5.1，装配于摇臂2.2中部的A齿条5.3a与B齿条5.3b，A齿条5.3a与B齿条5.3b齿向互反为同心弧形，分别装配于槽轮5.2周边两侧，槽爪5.1为腰子形，装配于槽轮5.2槽内，槽内还装配弹簧使槽爪5.1张开，槽轮5.2直径方向的槽爪5.1对，之间张开方向相反；

万向机总成6包括：万向轴6.1和万向机轴座6.2，万向轴6.1的端轴与摇臂2.2的端轴孔配合装配，万向轴6.1的中孔与万向机轴座6.2的轴配合装配，万向机轴座6.2可绕万向轴6.1 中孔转动，万向机轴座6.2装配于主筏子1与副筏子1.1的端部；

主筏子1与副筏子1.1之间，通过安装在主筏子1上的摇臂总成2、与安装在副筏子1.1上的万向机总成6铰接，使主筏子1与副筏子1.1之间能万向自由运动，在波浪作用下使摇臂 2.2上下摆动，带动单向转换机5的A齿条5.3a与B齿条5.3b上下运动，波能发电装置配置：一套副筏子1.1和至少一套以上主筏子1组合；

增速机飞轮系4，经增速机4.5提升单向转换机5的转速，由飞轮4.1稳定系统速度及调节系统功率平衡，由联轴器4.4传动至发电机3，实现稳定发电；

采用上述技术方案的本发明，其运行原理是：主筏子1与主筏子1及副筏子1.1之间能万向自由运动，在波浪作用下使摇臂2.2上下摆动，带动单向转换机5的A齿条5.3a与B齿条5.3b上下运动，槽轮5.2通过槽爪5.1与A齿条5.3a或B齿条5.3b配合，无论两副齿条上行或下行，各有一套齿条通过槽爪5.1传递槽轮5.2扭矩，使槽轮5.2单向转动，经增速机 4.5提升转速，由飞轮4.1稳定系统速度及调节系统功率平衡，由联轴器4.4传动至发电机 3，实现稳定发电；

单向转换机5运动形式为以下两种：

第一种，当A齿条5.3a向上运动时，A齿条5.3a的齿槽朝上，其齿槽凹部与张开的槽爪5.1 凸部相遇，而且使A齿条5.3a与槽爪5.1啮合，推动槽轮5.2顺时针旋转，A齿条5.3a在整个上行过程中，上一个已啮合槽爪5.1因圆周轨迹脱离A齿条5.3a，下一个槽爪5.1因圆周轨迹与A齿条5.3a槽凹部啮合，持续推动槽轮5.2顺时针旋转，以此类推，同时B齿条 5.3b向上运动，B齿条5.3b的齿槽朝下，其齿槽凹部与张开的槽爪5.1凸部背离，使得B齿条5.3b与槽爪5.1打滑不能传递扭矩；

第二种，当A齿条5.3a向下运动时，A齿条5.3a的齿槽朝上，其齿槽凹部与张开的槽爪5.1 凸部背离，使得A齿条5.3a与槽爪5.1打滑不能传递扭矩，同时B齿条5.3b向下运动，B齿条5.3b的齿槽朝下，其齿槽凹部与张开的槽爪5.1凸部相遇，而且使B齿条5.3b与槽爪5.1啮合，推动槽轮5.2顺时针旋转，B齿条5.3b在整个下行过程中，上一个已啮合槽爪5.1因圆周轨迹脱离B齿条5.3b，下一个槽爪5.1因圆周轨迹与B齿条5.3b槽凹部啮合，持续推动槽轮5.2顺时针旋转，以此类推；

这样就通过单向转换机5保证无论摇臂2.2上下摆动都捕获波浪能，并且传递的扭矩都是单向的；

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上诉揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (4)

1.一种波能发电装置，其特征在于：包括，主筏子(1)、副筏子(1.1)、摇臂总成(2)、发电机(3)、增速机飞轮系(4)、单向转换机(5)、万向机总成(6)；

所述主筏子(1)，为立方体浮子，其上方端部装配摇臂总成(2)的摇臂轴座(2.1)与万向机轴座(6.2)，其上方中部装配发电机(3)与增速机飞轮系(4)；

所述副筏子(1.1)，为立方体浮子，其上方端部装配万向机轴座(6.2)，其底部装配锚绳栓(1.2)，用于系泊锚定；

所述摇臂总成(2)，包括：装配于主筏子(1)端部的摇臂轴座(2.1)和摇臂(2.2)，摇臂(2.2)可绕摇臂轴座(2.1)轴销上下摆动，其中摇臂(2.2)两端为轴孔，一端轴孔与摇臂轴座(2.1)配合轴销装配，另一端轴孔与万向机总成(6)的万向轴(6.1)配合装配，万向机总成(6)可绕摇臂(2.2)端轴孔转动，摇臂(2.2)中部配装两副方向相反的单向转换机(5)的A齿条(5.3a)与B齿条(5.3b)；

所述发电机(3)，为永磁发电机，通过联轴器(4.4)与增速机飞轮系的飞轮(4.1)轴联；

所述增速机飞轮系(4)，包括：飞轮(4.1)，轴承座(4.2)，传动轴(4.3)，联轴器(4.4)，增速箱(4.5)，飞轮(4.1)装配于传动轴(4.3)一端，通过联轴器(4.4)与发电机(3)轴联，传动轴(4.3)配置两套轴承座(4.2)，装配于主筏子(1)中部上方，传动轴(4.3)另一端通过联轴器(4.4)与增速箱(4.5)轴联，增速箱(4.5)的输入轴上装配单向转换机(5)的槽轮(5.2)；

所述单向转换机(5)，包括：装配于增速箱(4.5)输入轴上的槽轮(5.2)与装配于槽轮(5.2)槽内的槽爪(5.1)，装配于摇臂(2.2)中部的A齿条(5.3a)与B齿条(5.3b)；

所述万向机总成(6)，包括：万向轴(6.1)和万向机轴座(6.2)，万向轴(6.1)的端轴与两套摇臂(2.2)的端轴孔配合装配，万向轴(6.1)的中孔与万向机轴座(6.2)的轴配合装配，万向机轴座(6.2)可绕万向轴(6.1)中孔转动，万向机轴座(6.2)装配于主筏子(1)与副筏子(1.1)的端部。

2.根据权利要求1所述的一种波能发电装置，其特征在于：

所述主筏子(1)与副筏子(1.1)之间，通过装配于主筏子(1)上的摇臂总成(2)，与装配于副筏子(1.1)上的万向机总成(6)铰接，使主筏子(1)与副筏子(1.1)之间能万向自由运动，在波浪作用下使摇臂(2.2)上下摆动，带动单向转换机(5)的A齿条(5.3a)与B齿条(5.3b)上下运动，波能发电装置配置：一套副筏子(1.1)，至少一套以上主筏子(1)。

3.根据权利要求1所述的一种波能发电装置，其特征在于：

所述增速机飞轮系(4)，其中，增速机(4.5)提升单向转换机(5)的槽轮(5.2)转速，飞轮(4.1)能稳定系统速度及调节系统功率平衡，通过联轴器(4.4)传递动力到发电机(3)。

4.根据权利要求1所述的一种波能发电装置，其特征在于：

所述单向转换机(5)的A齿条(5.3a)与B齿条(5.3b)，齿向互反为同心弧形，分别装配于槽轮(5.2)周边两侧，槽爪(5.1)为腰子形，装配于槽轮(5.2)槽内，槽内装配弹簧使槽爪(5.1)张开，槽轮(5.2)直径方向的槽爪(5.1)对，之间张开方向相反。

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