專利名稱：海洋波浪能規(guī)?；杉鞍l(fā)電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種海洋波浪能采集及應(yīng)用領(lǐng)域，具體講是規(guī)模化采集海洋波浪能以提供發(fā)電動(dòng)力。
背景技術(shù)：
目前現(xiàn)有海洋波浪能發(fā)電技術(shù)大體上可分為兩大類，一類是以波浪帶動(dòng)簡(jiǎn)單機(jī)械運(yùn)動(dòng)進(jìn)行發(fā)電，另一類是以水或是空氣為中間媒介進(jìn)行多次能量轉(zhuǎn)化進(jìn)行發(fā)電。前者波能轉(zhuǎn)換率雖高但是發(fā)電不穩(wěn)定且不易實(shí)現(xiàn)規(guī)?；笳唠m能實(shí)現(xiàn)一定的規(guī)模穩(wěn)定發(fā)電但是能量轉(zhuǎn)換率低、單位電能發(fā)電成本過(guò)高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是以多個(gè)機(jī)械式波能采集單元采能，通過(guò)相關(guān)裝置將一定規(guī)模海域的隨機(jī)波浪能集中起來(lái)供給單個(gè)發(fā)電機(jī)實(shí)現(xiàn)直接穩(wěn)定發(fā)電。輔以一定規(guī)模的儲(chǔ)能、釋放裝置來(lái)調(diào)節(jié)發(fā)電功率。
為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的采用的技術(shù)方案是一種海洋波浪能規(guī)?；杉鞍l(fā)電裝置，包括浮體、鋼繩、鋼纜、壓輪、大轉(zhuǎn)輪、小轉(zhuǎn)輪、雙面飛輪、支架、重物、海底支架(或錨鉤)、發(fā)電機(jī)、空氣壓縮機(jī)(或抽水機(jī))、空氣渦輪機(jī)(或水輪機(jī))、儲(chǔ)氣罐(或高位水庫(kù))。其特征在于每個(gè)采能單元的浮體通過(guò)鋼繩纏繞在小轉(zhuǎn)輪上并與重物相連接，大、小轉(zhuǎn)輪分別固定于雙面飛輪的單向旋轉(zhuǎn)輪殼及主動(dòng)輪殼上，鋼纜通過(guò)上下兩側(cè)的壓輪定位于大飛輪相對(duì)應(yīng)的溝槽內(nèi)，雙面飛輪固定于支架上，支架位于水面下一定深度，支架與海底支架(或錨鉤)相連，發(fā)電機(jī)、空氣壓縮機(jī)(或抽水機(jī))共同串連在鋼纜上，而空氣渦輪機(jī)(或水輪機(jī))與發(fā)電機(jī)相關(guān)聯(lián)。
上述浮體為倒錐形下端與鋼繩相聯(lián)，鋼繩外面為橡膠所包裹與海水隔絕，重物可以為混凝土或其他重物，外形為梭形，重物重量略大于浮體最大浮力的一半。鋼繩纏繞在小轉(zhuǎn)輪上，浮體及重物上下運(yùn)動(dòng)能帶動(dòng)小轉(zhuǎn)輪順時(shí)針或逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。
上述的小飛輪和大飛輪可以是橡膠制品也可以是鋼結(jié)構(gòu)外覆橡膠，大、小轉(zhuǎn)輪分別固定于雙面飛輪的單向旋轉(zhuǎn)輪殼及主動(dòng)輪殼上，大轉(zhuǎn)輪外側(cè)有溝槽與鋼纜相適應(yīng)，鋼纜環(huán)形閉合，鋼纜同樣外覆橡膠與海水隔絕。
上述的雙面飛輪與本人“儲(chǔ)能式汽車剎車及助力裝置”發(fā)明申請(qǐng)(申請(qǐng)?zhí)枮?00610039981.6)里的雙面飛輪原理相同，其特征在于有兩個(gè)棘齒輪分別對(duì)應(yīng)相應(yīng)的千斤，反向棘齒輪一側(cè)有齒輪與反向轉(zhuǎn)接輪相咬合，千斤作用方向相同作用于單向旋轉(zhuǎn)輪殼上，無(wú)論是雙面飛輪的主動(dòng)輪殼是順或逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)雙面飛輪的單向旋轉(zhuǎn)輪殼均會(huì)向一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)。雙面飛輪固定于支架上。
上述支架為鋼結(jié)構(gòu)支架，為防海水腐蝕外面以橡膠包裹，該支架結(jié)構(gòu)使不同的部位眾多雙面飛輪呈直線排列形成組從而使鋼纜能呈直線運(yùn)行以減少阻力提高傳遞效率。支架可另附有浮體使整體結(jié)構(gòu)的比重略小于海水能夠漂浮，在深海海域與海底錨勾相連使之能浮于波浪水面下一定深度，在淺海海域支架無(wú)需另附浮體可只接固定于海底支架上。多組支架并聯(lián)可長(zhǎng)距離延伸，實(shí)現(xiàn)大范圍海域波浪能的采集與傳遞。
上述支架可以采用高強(qiáng)度大直徑鋼管結(jié)構(gòu)，與空氣壓縮機(jī)和空氣渦輪機(jī)相聯(lián)接成為高壓儲(chǔ)氣裝置，也有利于增加支架的強(qiáng)度。
通過(guò)以上技術(shù)方案可以看出本發(fā)明有以下優(yōu)點(diǎn)1.集合多個(gè)采能單元形成組通過(guò)鋼纜集能傳遞給單個(gè)發(fā)電機(jī)發(fā)電具有制造成本低、易維護(hù)，實(shí)現(xiàn)了簡(jiǎn)單機(jī)機(jī)械能量高轉(zhuǎn)化率、規(guī)?；赡芊€(wěn)定發(fā)電的目的，該鋼纜集能傳遞結(jié)構(gòu)原理同樣適用于風(fēng)力發(fā)電可大大降低風(fēng)力發(fā)電成本；2.采用雙面飛輪結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)波浪能的高效采集；3.總體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單易實(shí)施，支架位水面下防風(fēng)浪能力強(qiáng)，浮體能自適應(yīng)不同的風(fēng)浪。


圖1為波浪能采能單元示意圖；圖2為雙面飛輪結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中編號(hào)1-浮體，2-鋼繩，3-鋼纜，4-壓輪，5-大轉(zhuǎn)輪，6-小轉(zhuǎn)輪，7支架，8-重物，9-雙面飛輪主動(dòng)輪殼，10-雙面飛輪單向旋轉(zhuǎn)輪殼，11-反向棘齒輪，12-正向棘齒輪，13-反轉(zhuǎn)接輪，14-反向轉(zhuǎn)接輪固定支架，15-雙面飛輪底殼。
具體實(shí)施方案如圖1中所示，浮體隨波浪上下、前后移動(dòng)通過(guò)鋼繩和重物的上下運(yùn)動(dòng)一起帶動(dòng)小轉(zhuǎn)輪順、逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，小轉(zhuǎn)輪固定于雙面飛輪的主動(dòng)輪殼，不論小轉(zhuǎn)輪是向哪個(gè)方向旋轉(zhuǎn)均能帶動(dòng)單向旋轉(zhuǎn)輪殼的大飛輪向一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)，大轉(zhuǎn)輪從而帶動(dòng)鋼纜向一個(gè)方向移動(dòng)，眾多的大轉(zhuǎn)輪就如同一雙雙手向同一個(gè)方向牽引著鋼纜，鋼纜就帶動(dòng)了發(fā)電機(jī)工作。該鋼纜集能、傳遞原理可同樣用于風(fēng)力發(fā)電，可大大降低風(fēng)力發(fā)電成本。在風(fēng)浪大時(shí)通過(guò)開(kāi)啟并調(diào)節(jié)空氣壓縮機(jī)(或抽水機(jī))工作負(fù)荷，進(jìn)行蓄能同時(shí)也調(diào)節(jié)了發(fā)電機(jī)的發(fā)電功率穩(wěn)定，風(fēng)浪小時(shí)或用電功率負(fù)荷增大時(shí)再通過(guò)而空氣渦輪機(jī)(或水輪機(jī))工作和鋼纜一起給發(fā)電機(jī)提供動(dòng)力。在單位面積的海面波浪能是隨機(jī)不穩(wěn)定的，但是大范圍內(nèi)海面波浪能是穩(wěn)定的，浮體數(shù)量達(dá)到一定數(shù)值后處于波浪不同相位的浮體就會(huì)相對(duì)均衡，風(fēng)浪相對(duì)支架的破壞作用力就會(huì)很小。支架結(jié)構(gòu)采用半漂浮錨鉤固定可以隨風(fēng)浪調(diào)整支架迎波角度。為了實(shí)現(xiàn)更大范圍波浪采集，采用多組支架結(jié)構(gòu)并列可以廷伸數(shù)公里至數(shù)十公里，為了避免鋼纜被拉斷每組可以用多根鋼纜并列傳遞能量。發(fā)電機(jī)位于整個(gè)支架的中間部位，發(fā)電機(jī)室、空氣壓縮機(jī)(或抽水機(jī))、空氣渦輪機(jī)(或水輪機(jī))以密閉方式與支架同處于波浪水面以下，空氣壓縮機(jī)、空氣渦輪機(jī)通氣道浮于水面。在近海岸可以創(chuàng)造高位水庫(kù)條件的，可以進(jìn)行抽水蓄能發(fā)電。
權(quán)利要求
1.一種海洋波浪能規(guī)模化采集及發(fā)電裝置，包括浮體、鋼繩、鋼纜、壓輪、大轉(zhuǎn)輪、小轉(zhuǎn)輪、雙面飛輪、支架、重物、海底支架(或錨鉤)、發(fā)電機(jī)、空氣壓縮機(jī)(或抽水機(jī))、空氣渦輪機(jī)(或水輪機(jī))、儲(chǔ)氣罐(或高位水庫(kù))。其特征在于每個(gè)采能單元的浮體通過(guò)鋼繩纏繞在小轉(zhuǎn)輪上并與重物相連接，大、小轉(zhuǎn)輪分別固定于雙面飛輪的單向旋轉(zhuǎn)輪殼及主動(dòng)輪殼上，鋼纜通過(guò)上下兩側(cè)的壓輪定位于大飛輪相對(duì)應(yīng)的溝槽內(nèi)，雙面飛輪固定于支架上，支架位于水面下一定深度，支架與海底支架(或錨鉤)相連，發(fā)電機(jī)、空氣壓縮機(jī)(或抽水機(jī))共同串連在鋼纜上，而空氣渦輪機(jī)(或水輪機(jī))與發(fā)電機(jī)相關(guān)聯(lián)。
2.如權(quán)利要求1所述的一種海洋波浪能規(guī)?；杉鞍l(fā)電裝置，其特征在于多個(gè)采能單元形成組共同作用于鋼纜進(jìn)行能量集中與傳遞。
3.如權(quán)利要求1所述的一種海洋波浪能規(guī)?；杉鞍l(fā)電裝置，其特征在于采能單元采用雙面飛輪裝置，能將波浪能的隨機(jī)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為鋼纜的單一方向的傳動(dòng)。
4.如權(quán)利要求3所述，雙面飛輪結(jié)構(gòu)(見(jiàn)附圖2所示)其特征在于有兩個(gè)棘齒輪分別對(duì)應(yīng)相應(yīng)的千斤，反向棘齒輪一側(cè)有齒輪與反向轉(zhuǎn)接輪相咬合，千斤作用方向相同作用于單向旋轉(zhuǎn)輪殼上，無(wú)論是雙面飛輪的主動(dòng)輪殼是順或逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)雙面飛輪的單向旋轉(zhuǎn)輪殼均會(huì)向一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)。
5.如權(quán)利要求1所述的一種海洋波浪能規(guī)?；杉鞍l(fā)電裝置，其特征在于采用支架結(jié)構(gòu)能使眾多雙面飛輪呈直線排列形成組從而使鋼纜能呈直線運(yùn)行以減少阻力提高傳遞效率。
6.如權(quán)利要求5所述，支架結(jié)構(gòu)可以采用高強(qiáng)度大直徑鋼管結(jié)構(gòu)，與空氣壓縮機(jī)和空氣渦輪機(jī)相聯(lián)接成為高壓儲(chǔ)氣裝置，也有利于增加支架的強(qiáng)度。在深海海域與海底錨勾相連使之能浮于波浪水面下一定深度。多組支架并聯(lián)可長(zhǎng)距離延伸，實(shí)現(xiàn)大范圍海域波浪能的采集與傳遞。
全文摘要
一種海洋波浪能規(guī)?；杉鞍l(fā)電裝置，本發(fā)明涉及一種海洋波浪能采集及應(yīng)用領(lǐng)域。本發(fā)明的目的是以多個(gè)機(jī)械式波能采集單元采能，通過(guò)相關(guān)裝置將一定規(guī)模海域的隨機(jī)波浪能集中起來(lái)供給單個(gè)發(fā)電機(jī)實(shí)現(xiàn)直接穩(wěn)定發(fā)電，輔以一定規(guī)模的儲(chǔ)能、釋放裝置來(lái)調(diào)節(jié)發(fā)電功率。其特征在于采能單元通過(guò)浮體和重物共同作用于小轉(zhuǎn)輪，小轉(zhuǎn)輪通過(guò)雙面飛輪作用于大轉(zhuǎn)輪，雙面飛輪的作用是將小轉(zhuǎn)輪的隨機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為大轉(zhuǎn)輪的單向轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使一組眾多大轉(zhuǎn)輪能共同帶動(dòng)鋼纜集能傳遞給單個(gè)發(fā)電機(jī)發(fā)電，本原理同樣適用于風(fēng)力發(fā)電。用支架結(jié)構(gòu)將眾多采能單元合并一組，支架深于水面以下。通過(guò)空氣壓縮或抽水蓄能來(lái)凋節(jié)發(fā)電功率。
文檔編號(hào)F03B13/14GK1888418SQ20061008600
公開(kāi)日2007年1月3日 申請(qǐng)日期2006年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月18日
發(fā)明者曹殿多 申請(qǐng)人:曹殿多