CN2348131Y - 浮子与正反单向传动齿轮串组合海浪发电装置 - Google Patents

Abstract

一种浮子与正反单向传动齿轮串组合海浪发电装置,包括安装在支架上的发电机组,该支架固定/锚定浮动于海上,在所述支架上并列安装有若干组浮子—齿轮传动单元,每个传动单元包括一个浮子和两个装有单向超越离合器的齿轮,且二齿轮的单向转动方向相反,在浮子随海浪上升时,该传动件推动正向传动齿轮转动,在浮子下落时,该传动件推动反向传动齿轮转动,所述正、反向传动齿轮的传动轴连接于驱动发电机轴转动的驱动齿动;本实用新型具有结构比较简单,效率高,投资少的优点。

Description

浮子与正反单向传动齿轮串组合海浪发电装置

本实用新型涉及海浪能源发电，具体的是一种浮子与正反单向传动齿轮串组合海浪发电装置。

随着经济发展，能源消费增大，能源紧张已成为全球问题，许多能源储量日渐枯竭，而许多能源却又没有很好地开发利用，海洋波浪能源就是未充分开发利用的能源之一，海洋波浪蕴藏的能量是极其巨大且无穷无尽的，但想要利用它为人类应用却有一定的难度，全世界都还没有较好的解决方法，它的主要难点在于波浪的运动无规律性和分散性及单个波浪的短暂性，这是此难题的关键所在，解决不了这一难点的话，对海浪能的实际应用就无从谈起。目前，海浪发电技术还处于开发研究阶段，有的结构复杂、成本高且效率低。

本实用新型的目的是提供一种浮子与正反单向传动齿轮串组合海浪发电装置，结构比较简单，效率高，投资少，有较好的社会效益和经济效益。

本实用新型的目的是这样实现的：

一种浮子与正反单向传动齿轮串组合海浪发电装置，包括安装在支架上的发电机组，该支架固定/锚定浮动于海上，其特征在于：在所述支架上并列安装有若干组浮子--齿轮传动单元，每个传动单元包括一个浮子和两个装有单向超越离合器的齿轮，且二齿轮的单向转动方向相反，所述浮子通过传动件分别连接所述两个齿轮，所述浮子为具有一定自重的飘浮体，在浮子因海浪上升时，该传动件推动正向传动齿轮转动，在浮子下落时，该传动件推动反向传动齿轮转动，所述正、反向传动齿轮的传动轴连接于驱动发电机轴转动的驱动齿动。

本实用新型的目的还可以通过以下措施实现：

在所述浮子--齿轮传动单元中，其传动件为一竖轴，该竖轴装在支架的滑座中，其下端连接于浮子，其中部有双面齿条，该双面齿条分别与装有单向超越离合器的正、反转齿轮啮合，该竖轴的顶部装有限位挡片，该竖轴下端靠近浮子处套装有缓冲防护件。

在所述浮子--齿轮传动单元中，其传动件为横向放置的摆杆，该摆杆一端连接浮子，另端固接一主传动齿轮，该主传动齿轮轴安装在支架上，该主传动齿轮分别与装有单向超越离合器的正、反转齿轮啮合，在靠近主传动齿轮的摆杆上套装有摆杆护套。

在所述浮子-齿轮传动单元中，所述传动件为柔性的有齿传动带，该传动带上端连接于浮子并垂直向上同时绕经装于支架上的装有单向超越离合器的正、反转齿轮后，向下绕经中部的张紧轮和下部的下定位轮后垂直连接于浮子的下端，在浮子两端各装有缓冲防护件，在靠近上端齿轮及下端下定位轮的垂直的传送带上分别装有上、下限位卡。

所述有齿传动带及正、反传动齿轮可以用链条和正、反传动链轮代替。

所述各浮子-齿轮传动单元的传动轴通过伞齿轮副驱动发电机组。

本实用新型有以下积极有益的效果：

本海浪发电装置采用了最简单的浮子串采集任意若干个波浪起伏(上、下)的动能(浮子必须具有一定自重，约占其体积排水量的百分之四十左右，约100kg)并用司空见惯的单向传动齿轮(就像自行车的后链轮)使之能将短暂的上下小而分散的运动能分别转换聚集到两根(正反)传动轴上使之集约为较大的连续能。为进一步加大功率和提高经济效益，又采用了多个浮子串并排安装为一最佳组合发电单元(根据实际情况，可将组合发电单元安装在浮动的或固定的桁架上，称为浮动式或固定式)至此可安装一至多台发电机发出效益可现的电能，初步计算，如投资六百万元人民币，可建三种不同型式的发电单元各一组，一年可完成，年发电量约六百万度，三至五年可收回投资成本。

现以较佳实施例结合附图进行说明：

图1是本实用新型采用竖轴式浮子组件单元的结构示意图；

图2是图1的组件单元组合成的竖轴式浮子组件串的结构示意图；

图3是图2的竖轴式浮子组件串的鸟瞰图，为局部示意图；

图4是本实用新型采用横摆式浮子组件单元的结构示意图；

图5同图4；

图6是图5的仰视图，为图5的组件单元组合成的横摆式浮子组件串的结构示意图；

图7是图6的横摆式浮子组件串组鸟瞰平面展开图，为局部示意图；

图8是本实用新型采用环链式浮子组件单元的结构示意图；

图9同图8；

图10是图8的组件单元组合成的环链式浮子组件串的结构示意图；

图11是图10的环链式浮子组件组鸟瞰图，为局部示意图；

附图编号：

1．浮子

2．装有单向超越离合器的正向传动齿轮    201．正向齿轮轴

3．装有单向超越离合器的反向传动齿轮    301．反向齿轮轴

4．竖轴           401．齿条            402．齿条

403．顶部限位档片 404．缓冲防护件(例如弹簧)

5．摆杆           501．主传动齿轮      502．主传动齿轮轴

503．摆杆护套

6，传送带         601．张紧轮          602．张紧轮轴

603．下定位轮    604．下定位轮轴    605．缓冲防护件(例如弹簧)

606．缓冲防护件(例如弹簧)           607．上限位卡

608．下限位卡

7．伞齿轮副      701．伞齿轮轴

8．伞齿轮副      801．伞齿轮轴

9．变速箱

10．发电机组

11．支架(桁架)

本实用新型的浮子与正反单向传动齿轮串组合海浪发电装置，包括安装在支架上的发电机组，该支架固定/锚定浮动于海上，在所述支架上并列安装有若干组浮子--齿轮传动单元，每个传动单元包括一个浮子1，和两个装有单向超越离合器的齿轮2和3，其中齿轮2只能正向传动，另一个齿轮3只能反向传动，所述浮子1通过传动件分别连接所述两个齿轮2和3，实施时，浮子需有一定自重，约占其体积排水量的40％，例如重100kg，在浮子随海浪上升时，该传动件推动正向传动齿轮2转动，在浮子下落时，该传动件推动反向传动齿轮3转动，所述正、反向传动齿轮的传动轴201、301连接于驱动发电机轴转动的驱动齿动7和8。

在图1图2所示实施例中，在所述浮子--齿轮传动单元中，其传动件为一竖轴4，该竖轴4装在支架的滑座中，其下端连接于浮子1，其中部有双面齿条401、402，该双面齿条分别与装有单向超越离合器的正、反转齿轮2、3啮合，该竖轴的顶部装有限位挡403片，该竖轴下端靠近浮子处套装有缓冲防护件例如弹簧404。

图1示竖轴式浮子组件侧面图，描绘的是一竖轴式浮子组件单元。

工作原理：当波浪上升时即将浮子1和竖轴4共同推向上方，竖轴4带动单向传动齿轮2、3共同旋转，此时齿轮2将力传给轴201而齿轮3空转，并无力传给轴301；当波浪退下时浮子1、竖轴4同时下降，利用自身的重量带动齿轮2、3作反方向旋转，此时齿轮3将力传给轴301，而齿轮2却空转，没有力传给轴201，这就是一个浪波升降而带动一个竖轴式浮子组件工作的全过程，至此，它将等待下一个任意大小的波浪推动它重复上述过程而作出大小不等的有用功。

图2是竖轴式浮子组件串正面图；描绘的是一串竖轴式浮子组件串(简称：浮子串，竖浮串)的串接组合图；

本浮子串是由若干单个(比如五十个)竖轴式浮子组件串接组合而成；

工作原理：由于单个的浮子件得到的是正反各半的断续的且是较小的力，没有大实际应用价值，因此必须将若干单个浮子件串接起来，这就得到了本图所描绘的浮子组件串，其对任何大小无序起伏的波浪的升降都会有单个浮子件作出相应的运动反应，并将动能传给各自传动轴(而正，反传动轴又是各自相联接的)，因此由于波浪作的是非起即伏的运动，就使连接在一起的各单个浮子件随时都有若干单个在作此起彼伏的升降运动，从而使正、反传动轴均获得并传输出持续不断且较大的动能。

图3是竖轴式浮子组件串组合俯视图，描绘的是一组由若干竖轴式浮子组件串(例如二十串)并列安装而成的达到可以安装发电机的发电组合单元；(简称：浮子组，竖浮组，发电单元)该单元可安装在浮动或固定的桁架上，此浮动或固定桁架可锚定或修建在任何适当的海面上，其主要要求是必须得有波浪，浪越大则功率越大。

其工作原理是：由各单个浮子1收集各高低大小不等的波浪能，并将其传给各自相应的正负传动轴201、301，再由换向齿轮7、8将正负传动轴的动能传给换向传动轴701、801(又名动能集合轴、主轴)，主轴的动能即可进入一至二个变速箱9而带动一至多台发电机10发出电能来。

这么一组发电单元的总造价约需二百万元人民币，一年可建成，年发电量约二百万度(下同)。

在图4图5图6所示实施例中，在所述浮子--齿轮传动单元中，其传动件为横向放置的摆杆5，该摆杆5一端连接浮子1，另端固接一主传动齿轮501，该主传动齿轮轴502安装在支架上，该主传动齿轮501分别与装有单向超越离合器的正反转齿轮2和3啮合，在靠近主传动齿轮的摆杆上套装有摆杆护套502。

图4是横摆式浮子组件主视图；

工作原理：当波浪上升时即将浮子1推向上方并由摆杆5带动主传动齿轮501作反时针运动，带动正、反传动齿轮2、3同时作正、反时针运动，齿轮2将力传给轴201而齿轮3空转无力传给轴301，当波浪下降时浮子1利用自重同时下降通过摆杆5带动齿轮3作反时针运动，并带动轴301作反时针运动，这时齿轮2空转，无力传出，而齿轮3将力传给轴301，这就是一个波浪升降而带动一个横摆式浮子组件工作的全过程，至此，它将等待下一个任意大小的波浪推动它重复上述过程面对传动轴作出大小不等的作用力。

图6是横摆式浮子组件串俯视图；描绘的是一串横摆式浮子组件串(简称：浮子串、横浮串)的串接组合图；

本浮子串是由若干单个(例如一百个)横摆式浮子组件(见图4)串接组合而成。

工作原理：由于单个的浮子件得到的是正、反各半的断续而较小的力，没有多大的有用价值，因此必须将若干单个浮子件串接起来，这就得到了本图所描绘的浮子组件串，其对任何大小无序起伏的波浪的升降都会有单个浮子件作出相应的运动反应，并将动能传给各自的正或反传动轴(而正或反传动轴是各相连接的整体)。因此，由于波浪作的是非起即伏升降运动(其它方向的运动可以忽略不计)就使连接在一起的各单个浮子件随时都有若干单个作此起彼伏的升降运动，而使正反传动轴均获得并传输出持续不断且较大的动能。

图7是横摆式浮子组件串组合俯视图；描绘的是一组由若干横摆式浮子组件串(例如十串)并列安装而成的达到可安装发电机的发电组合单元(简称浮子组，横浮组，发电单元)，本单元只能安装在浮动的桁架上(除非没有潮夕影响)，此浮动桁架可锚定在任何适当的水面上，其主要要求是：必须得有波浪，浪越大则功率越大。

工作原理：由各个浮子1将收集到的大小不等的波浪能传给各自相应的齿轮2、3再由轴201、301将齿轮的功能传给轴701、801，即可由一至二个变速箱9带动一至多台发电机10发出电能来。

在图8、图9、图10、图11所示实施例中，所述浮子-齿轮传动单元中，所述传动件为柔性的有齿传动带6，该传动带6上端连接于浮子1并垂直向上同时绕经装于支架上的装有单向超越高合器的正、反转齿轮2、3后，向下绕经中部的张紧轮601和下部的下定位轮602后垂直连接于浮子的下端，在连接浮子的两端各装有缓冲防护件(例如弹簧)605、606，在靠近上端齿轮2及下端下定位轮603的垂直的传送带上分别装有上、下限位卡607、608。

图8图9是环链式浮子组件主视图；

工作原理：当波浪上升时即将浮子1推向上方，浮子1带动传动带6带动齿轮2顺时针运动，并将力传给轴201，齿轮3空转，当波浪下降时浮子1利用自身重量同时下降，传动带6带动齿轮3反时针运动，并将力传给轴301，齿轮2空转，这就是一个波浪升降而带动一个环链式浮子组件工作的全过程，至此，它将等待下一个任何大小波浪的推动而重复上述过程，而对传动轴作出大小不等的作用力。

图10是环链式浮子组件串正面图；描绘是的一串环链式浮子组件串(简称：浮子串、环浮串)的串接组合图；

本浮子串是由若干单个(例如五十个)环链式浮子组件(见图8)串接组合而成。

工作原理：由于单个的浮子件得到的是正反各半的断续而较小的力，因此必须将若干个单个浮子件串接起来，这就得到了本图所描绘的浮子组件串，其对任何大小无序起伏的波浪的升降都会有单个浮子件作出相应的运动反应，并将动能传给各自的(正或反)传动轴(而正、反传动轴是各自联接的整体)。因此，由于波浪主要作的是非起即伏的升降运动，就使连接在一起的各单个浮子件随时都有若干单个在作此起彼伏的升降运动，从而使正反传动轴均获得并传输出持续不断且较大的动能。

图11是环链式浮子组件串组合俯视图；描绘的是一组由若干环链式浮子组件串(例如二十串)并列安装而成的达到可以安装发电机的发电组合单元(简称浮子组，环浮组，发电单元)，本单元可安装在浮动的或固定的桁架上，此浮动或固定桁架可锚定或修建在任何适当的海面上，其主要要求是，必须有波浪，浪越大则功率越大。

工作原理：由各个浮子1将收集到的大小不等的波浪能传给各自相应的齿轮2、3，再由轴201、301将齿轮的动能传给轴701、801即可由一至二个变速箱9带动一至多台发电机10发出电能来。

实施时，所述的齿传动带6及正反传动齿轮2、3也可以用链条和正、反传动链轮代替。

在附图实施例中，所述各浮子--齿轮传动单元的传动轴通过伞齿轮副7、8驱动发动机组见图3图7图11。

Claims (6)

1．一种浮子与正反单向传动齿轮串组合海浪发电装置，包括安装在支架上的发电机组，该支架固定/锚定浮动于海上，其特征在于：在所述支架上并列安装有若干组浮子--齿轮传动单元，每个传动单元包括一个浮子和两个装有单向超越离合器的齿轮，且二齿轮的单向转动方向相反，所述浮子通过传动件分别连接所述两个齿轮，所述浮子为具有一定自重的飘浮体，在浮子因海浪上升时，该传动件推动正向传动齿轮转动，在浮子下落时，该传动件推动反向传动齿轮转动，所述正、反向传动齿轮的传动轴连接于驱动发电机轴转动的驱动齿动。

2．如权利要求1所述的浮子与正反单向传动齿轮串组合海浪发电装置，其特征在于：在所述浮子--齿轮传动单元中，其传动件为一竖轴，该竖轴装在支架的滑座中，其下端连接于浮子，其中部有双面齿条，该双面齿条分别与装有单向超越离合器的正、反转齿轮啮合，该竖轴的顶部装有限位挡片，该竖轴下端靠近浮子处套装有缓冲防护件。

3．如权利要求1所述的浮子与正反单向传动齿轮串组合海浪发电装置，其特征在于：在所述浮子--齿轮传动单元中，其传动件为横向放置的摆杆，该摆杆一端连接浮子，另端固接一主传动齿轮，该主传动齿轮轴安装在支架上，该主传动齿轮分别与装有单向超越离合器的正、反转齿轮啮合，在靠近主传动齿轮的摆杆上套装有摆杆护套。

4．如权利要求1所述的浮子与正反单向传动齿轮串组合海浪发电装置，其特征在于：在所述浮子-齿轮传动单元中，所述传动件为柔性的有齿传动带，该传动带上端连接于浮子并垂直向上同时绕经装于支架上的装有单向超越离合器的正、反转齿轮后，向下绕经中部的张紧轮和下部的下定位轮后垂直连接于浮子的下端，在浮子两端各装有缓冲防护件，在靠近上端齿轮及下端下定位轮的垂直的传送带上分别装有上、下限位卡。

5．如权利要求4所述的浮子与正反单向传动齿轮串组合海浪发电装置，其特征在于：所述有齿传动带及正、反传动齿轮可以用链条和正、反传动链轮代替。

6．如权利要求4所述的浮子与正反单向传动齿轮串组合海浪发电装置，其特征在于：所述各浮子--齿轮传动单元的传动轴通过伞齿轮副驱动发电机组。

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