專利名稱:將波浪起伏的高低水頭勢能差轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置的制作方法
技術領域:
本發(fā)明的機械發(fā)電裝置,其動能由海面最大潮退線以外、遠海永不停歇的起伏波浪高低水頭勢能差轉(zhuǎn)化而成,屬于利用自然能,不排出廢棄物,永恒清潔的能源;波浪起伏的勢能,由多種自然能疊加作用在水面而生成,因此可比任何一種單項的自然能都更符合人類實際的使用需要,有著取之不盡、隨時再生的能量;更寶貴的是波浪起伏的勢能具有恒定持久,永不停歇的特征,并具備幾近無窮的可開發(fā)的巨大規(guī)模;波浪發(fā)電既沒有火電的污染和碳排放,又兼?zhèn)淞嘶痣娛褂玫乃杏欣?,是電網(wǎng)真正需要的不間斷、常態(tài)供應的電力;因此,波浪發(fā)電應用在我國能源格局上應該引起足夠的重視。
背景技術:
把水面波浪起伏的勢能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?,是世界各國多年的研究項目,在英國、日本?美國等海洋大國,自上世紀70年代起,就已開始在此領域投放大量資金進行研發(fā),波浪起伏的高低水頭勢能差是一種資源取之不盡,并隨時再生的不停歇運動的可靠勢能,這種勢能是由諸如風能、太陽能、潮汐能、洋流、地球自轉(zhuǎn)、水對物體產(chǎn)生的浮力等多種能量共同作用在水面、疊加而成的磅礴而持續(xù)的能量,因此在同等單位面積中,波浪起伏的勢能比上述任何一種單獨的自然能都更加恒久、突出、強大,即使是在陸地上顯得十分龐大的幾十噸至上百噸的輪船,一旦進入大海,都會被列入小船之列,都會被起伏的波浪勢能頂托的劇烈地上下顛簸;而波浪勢能在海面水平傳遞時,自耗性極小,可以在海洋中傳遞上千公里而沒有明顯的減弱,因此太平洋彼岸的一次地震引起的波浪,可以在印度洋這邊引起傷亡巨大的海嘯;也就是說從某段選定的海面上,我們就可以收集到來自大洋深處產(chǎn)生的波浪能,在這一海域的波浪發(fā)生并不受當?shù)赜酗L或無風的影響,波浪能是不間歇地永恒存在的,這也許是“無風三尺浪”謗語產(chǎn)生的緣故吧;在美國第4314023號專利文獻中指出有些海面每平方公里的波面具備七千萬瓦的可用勢能;日本是一島國,資源匱乏,但有漫長的海岸線, 對波浪發(fā)電更是極為重視,據(jù)日本人桂井誠主編的《電工實用手冊》介紹,多年來在其山形縣附近海面上,一直都有大型裝置在試驗運行中;自1973年英國愛丁堡大學就建立了“波浪能研究中心”,由該校肖特(Salter)教授設計的《點頭鴨子式海浪能發(fā)電裝置》,專利由英國政府所擁有,英國政府能源部1976年度報告中指出“波浪能是所有可更新的能源中最有前途的?!庇龀鲞@樣的結(jié)論,在世界、特別在我國新能源研發(fā)當中,都有其普遍的意義,本發(fā)明總結(jié)以下事實分析1、風能發(fā)電必須依靠火電調(diào)峰因風電存在隨機性和間歇性的致命弱點,目前還沒有辦法像其他常規(guī)能源那樣對其出力進行安排和控制;時至今日我國風機單臺年均發(fā)電時間還不足1500小時,因此風電如大規(guī)模集中開發(fā),對當?shù)仉娋W(wǎng)乃至更大區(qū)域電網(wǎng)的安全運行和電源結(jié)構(gòu)配置會產(chǎn)生一定負面的影響;專家測算,當風電在總電量中比例超過 5-10%時,將對電網(wǎng)的安全穩(wěn)定造成威脅,很容易導致電網(wǎng)崩潰;據(jù)悉,國家發(fā)改委已經(jīng)對部分風電項目停止了審批。2、太陽能發(fā)電分為光伏發(fā)電和光熱發(fā)電兩種,當然更不具備M小時不間歇發(fā)電的條件光伏發(fā)電目前是主流,但其能源轉(zhuǎn)換率低下,一般只有13%左右,即使算上再改進后的期待值,前途也有限;新興的光熱發(fā)電能源轉(zhuǎn)換率雖可接近最大轉(zhuǎn)換率的40%左右, 但其造價不僅比光伏電高出一倍多,且限制在日照年輻射量在2000千瓦時/平方米以上的地區(qū),且土地坡度不超過3%,還需配置與火電同量的水源消耗,諸多條件制約了其發(fā)展。3、其它可再生能源如水庫發(fā)電,生物質(zhì)能,地熱能,海水溫差能,與人爭奪食物的植物油、燃料電池、生物電池、氫燃燒等,也因其可行的規(guī)模太小,或者因現(xiàn)行的工藝難以完成而不成氣候。 本發(fā)明總結(jié)了世界各國一些利用波浪發(fā)電裝置之所以尚未取得實效的寶貴經(jīng)驗, 另辟蹊徑,改革創(chuàng)新,通過比較海面、水中、海底各種狀態(tài)的水體與波浪的相互關系,認真分析了波浪弧形勢能的發(fā)力規(guī)律,從而完成本發(fā)明證明的一整套將波浪起伏的高低水頭勢能差轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置。目前可行的所有可再生能源在實際使用中,都無法與火電形成競爭一是無法做到不間歇地常態(tài)供電;二是價格的比對懸殊;三是無法滿足目前的用電規(guī)模。因為本發(fā)明發(fā)現(xiàn)并研究了波浪發(fā)電實施過程中可能遇到的所有問題,并逐一按火電使用時的優(yōu)勢為目標提出了完整的解決方案,以證明波浪發(fā)電取代火電是可行的一是利用選定海域波浪起伏勢能是不間歇永恒存在的天然優(yōu)勢,使“將波浪起伏的高低水頭勢能差轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置”,能在包括臺風在內(nèi)的一年365天,每天24小時都不間歇地常態(tài)向電網(wǎng)供電,從而取代火電。二是按本發(fā)明的設計構(gòu)想,在國內(nèi)現(xiàn)有成熟的工業(yè)技術能完成全部制作的前題下,成品制做時主體采用不生銹不腐蝕的高分子原材料,這種材料價格便宜,且在海水相對恒溫恒濕的條件下,使用壽命是很長的,因此,就算每千瓦造價可能有限度地超過火電,但算上無需占用陸地的開發(fā)成本和長期做功發(fā)電中無需燃料成本的遠期運作,本發(fā)明裝置的綜合上網(wǎng)電價成本非但不會像其它非化石能源沒有國家電價補貼就不能在市場上生存發(fā)展,而是波浪發(fā)電的綜合電價應大大低于火電。三是我國如算上西沙、南沙、東海,擁有世界上數(shù)一數(shù)二的廣袤海疆,可利用的波浪勢能豐富的海面面積肯定會大大超過實際需要的使用規(guī)模,在不占用寶貴的陸地的前提下,與火電相比,可形成的供電規(guī)模也會是不成問題的。電力作為人類的主要能源,按現(xiàn)有的工藝制造條件及儲電技術的發(fā)展,似乎可以滿足人類在生產(chǎn)生活中的所有需要,但電力是一種二次能源,其中的絕大部分,目前只能依靠高污染的生產(chǎn)方式獲得,我國煤電幾乎占總電量的70%,從全過程環(huán)保的角度看,必須大規(guī)模減少發(fā)電的碳排放量,才能適應我國可持續(xù)發(fā)展格局中用電逐年上升的需要;目前煤炭石油資源日漸枯竭且價格高企,減少碳排放量是聯(lián)合國高度重視的問題,更是西方強國企圖借此扼制我國經(jīng)濟發(fā)展的主要借口,因此,如能部分甚至全部用波浪發(fā)電取代火電, 不但能解決我國已變成碳排放大國的尷尬局面,更是突破經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展瓶頸的新生生產(chǎn)力;我國沿海城市是用電大戶,故有“西電東送”的能源布局,利用海浪發(fā)電首先可就近解決沿海城市的用電需求,更可減輕大型電網(wǎng)傳輸電的消耗和壓力;在后如能在核心技術控制、 標準的制定和掌握、提供現(xiàn)成產(chǎn)品并不斷改進新的專項技術的前提下,與其它海洋國家合作參予其供電,將使我國走上以新能源掌控世界能源趨勢的新格局;綜上所述,海洋的波浪發(fā)電,在我國是一個嶄新而據(jù)有無限發(fā)展?jié)摿Φ捻椖浚瑧鹱銐蛑匾暋?br>
此外,本裝置如桉平方公里的規(guī)樽批量講行陣列排布,其沉放于海床的灃水后自沉式密封墜重框架,可在原本平坦荒蕪的海底形成類似牛杰人工礁石分布,在禁漁的條件下,天然形成魚類繁殖場所,解決我國近海魚類資源日漸枯竭的問題。
發(fā)明內(nèi)容
本 發(fā)明是將波浪起伏的高低水頭勢能差轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置,這種電能供應是所有新能源中最難得的、電網(wǎng)真正需要的、能在一年365天、一天24小時不間斷常態(tài)的電能供應;本裝置利用的是大海最大退潮線以外的遠海海面永不停歇的波浪起伏勢能,使裝置在一個波浪涌起時帶動了 ffiM和MmM上升做一次功,當同一波浪平復時ZKII利用自重下墜再次做功,這樣一個波浪便二次帶動了淫MMM有用做功的上升和下墜;SM底大上小, 兩端銳角的結(jié)構(gòu)可最大限度地提取波浪勢能而又減緩橫向浪的搖擺,SM再次通過底大上小的錐形支架使波浪勢能連動到搖里的某段應力點上;裝置在大風浪時可通過降低半潛深度以利用水下穩(wěn)定的水體減緩機件做功幅度發(fā)電,同時又利用與搖堡連動的活動桿I點中線兩端倍數(shù)相差的距離,使iiMfi做功端做功幅度也倍數(shù)放大,因此裝置又是按海面歷年最小的波浪起伏值設計放大做功幅度值,這樣就為不間斷的常態(tài)發(fā)電提供了可利用的常態(tài)勢能動力的基礎灃水后自沉式密封墜重框架可實現(xiàn)整體裝置在岸上完成組裝調(diào)試,并以其自有浮力下水后,半潛式用拖船拖至選定海域后控制墜mMM沉降,避免了水下作業(yè),提升了本發(fā)明的實際使用性沉放至海床上的框架上的卷揚機和單條的牽引鋼絲繩,可對水上整體發(fā)電裝置放射狀進行定位控制牽引,有操作性地實現(xiàn)了對水上整體發(fā)電裝置隨海平面水平高低變化而變化的定位收放;水上做功裝置自身具備的浮力配置是做功的基礎, 由錐形空氣浮桶、連接各立柱的空氣浮桶、加水重心定位連接槽等浮力機件組成,連接槽內(nèi)的講排水和講排氣設備可保障做功裝置在水體的定量沉降,除這種人工初調(diào)外,為穩(wěn)定求得做功需要的最佳半潛深度,錐形空氣浮桶可自動對水上做功裝置的整體浮力講行自動微調(diào)裝置通過立柱的聯(lián)接,在水下恰當深度安裝了水下平衡翼流板和加水重心定位連接槽, 作用是利用水下一定深度的水體與水面波浪的起伏差,為水上裝置做功提供足夠的反作用力基礎平臺同時連接槽通過法蘭盤和連接板,可拼裝出多架發(fā)電裝置連體需要的發(fā)電規(guī)模立柱兩側(cè)裝有舵片,自動完成裝置在洋流中的定向;為克服水上發(fā)電整體裝置在洋流中因水平面下降而引起漂流并造成一定傾斜的調(diào)整糾偏,由牽引鋼絲繩之上的導軌式承力板、導輪、彈箐等機件利用漂移力自動完成;這樣,當水上整體發(fā)電裝置所需要的各種做功條件全部具備后,波浪起伏的勢能將通過淫籃、壓重水箱帶動浮箱搖梁起伏,搖梁通過活動桿放大做功幅度,并通過聯(lián)動桿帶動做功杠桿將做功力倍數(shù)放大后,通過折》式密封膠套伸入到密封做功箱內(nèi),經(jīng)過偏心軸將做功力傳遞給做功撥叉,撥叉將做功力再次》加倍數(shù)放大后,依次通過撥塊、棘輪、大、小齒輪變諫后帶動發(fā)電機及勻諫飛輪旋轉(zhuǎn)發(fā)電;電流通過事先由陸地電站鋪設的多功能電纜輸出。本發(fā)明解決上述技術問題所設計的方案是當起伏的波浪頂起或放下MMSII 以及與浮箱共裝的壓重水箱時,帶動了浮箱搖梁警力端同幅度上下起伏,搖梁以尾端利用立柱叉頭的一端做為活動支點,上部通過搖梁及活動桿共用軸及軸承與活動桿端頭活動連接,活動桿的支點安裝在立柱叉頭的另一端,這樣當搖梁帶動活動桿上下運動時,因為活動趕以^fiX頭的另一端為活動支點并倚為長度中線,其中線左側(cè)做功端的長度倍數(shù)于中線右側(cè)受力端的長度,所以ISfi受力端端頭上下運動的距離經(jīng)過支點運動至做功端端頭時,做功端也就同倍數(shù)放大了上下做功的距離;這種放大做功幅度的作用是水上發(fā)電裝置可以按照選定海域歷年中最小波浪起伏值來設計需放大的做功幅度,因為利用波浪最小的起伏值也能有效發(fā)電,,當然更大的波浪起伏值產(chǎn)生的做功效果就不用懷疑了,這為本發(fā)明裝置長年不間斷常態(tài)發(fā)電奠定了技術基礎。m^SM通過其底大上小、兩端銳角的結(jié)構(gòu),既可最大限度地提取波浪起伏高低水頭勢能差,又可減緩橫向浪對其造成的搖擺,SM上再次通過底大上小的錐形支架使波浪勢能作用在MM某段的應力點上,M^SII內(nèi)套裝有^mii, ▲趙內(nèi)自動灌注的海水質(zhì)量大于活—通過MM傳遞過來的做功需求質(zhì)量,這樣當一個波浪涌起時將Sll及水趙托起產(chǎn)生了第一次做功,而同一波浪平復時,MzKII又利用自重下墜再第二次做功,同一波浪的兩次做功,提高了做功效率,適應水面波浪起伏頻率較慢的特點。 為支持本發(fā)明裝置穩(wěn)定做功發(fā)電的需要,水上整體機件必須具備恰當?shù)淖陨砀×?,這種浮力是做功的基礎力,由錐形空氣浮桶、連接各立柱的空氣浮桶和加水重心定位連接槽加水后空金的密封空間組成,其中錐形空氣浮桶可自動調(diào)節(jié)水上整體機件半潛時水平面上的高度,因為在所有浮力組成中它在裝置縱向的最上端,其上大下小的結(jié)構(gòu)也使它的浮力集中在上部,當水上發(fā)電裝置因潮汐造成整體浮上水面過多時,錐形空氣浮桶的上部也會首先浮上水面,而浮上了水面部分的浮力也就失去了對整體裝置上浮的帶動作用,其上部浮力較大的結(jié)構(gòu)會使這種調(diào)整更加靈敏,造成整體浮力迅速下降,水上整體機件則隨之迅速下沉,重回相對有效做功的半潛深度,這種調(diào)整是隨水平面高低的變化反復自動進行的。水上整體發(fā)電裝置做功還必須有穩(wěn)定的重心和足夠的反作用力平臺的支持,本發(fā)明對此的設計方案是水上整體做功裝置縱向結(jié)構(gòu)為立柱叉頭及軸承座上左叉頭做為浮箱搖梁端頭的活動支點,右叉頭做為放大做功幅度的活動桿的活動支點,叉頭下是立柱,立柱兩側(cè)裝有舵片,自動完成裝置在洋流中的定向立柱下依次安裝了錐形空氣浮桶、水下密封做功箱及軸承座、連接各立柱的空氣浮桶、水下平衡翼流板、加水重心定位連接槽連接槽內(nèi)有可控的講排水、氣裝置,通過向連接槽內(nèi)灌灃水,水的質(zhì)量可以調(diào)整水上整體裝置的浮力,使其在水體中維持有效做功的半潛深度外,水的質(zhì)量還可通過其上的水下平衡翼流握對上面的機件做功時實現(xiàn)如不倒翁原理的重心定位的作用水下平衡翼流板在半潛深度時,正處于水下相對穩(wěn)定的水體中,其相對巨大的表面積利用水體的阻力,在接受立拄向下傳遞下來的做功力后,又通過立拄向上為做功力提供反作用力支撐,從而達到利用水下一定深度水體與水面波浪的起伏差為水上整體裝置做功提供反作用力平臺的功能。為汰到需要的發(fā)電規(guī)樽,加水重心定位連接槽同時還是整體裝置拼裝的骨架其縱向向上可安裝多具立柱以及其上的做功裝置而多條連接槽則由配套的連接槽法蘭盤、 連接槽連接板相互拼裝成水平的整體,并通過安裝連接各立柱的空氣浮桶再次水平加固, 形成所需要的發(fā)電規(guī)模。在實現(xiàn)水上整體發(fā)電裝置在選定海域定位牽引和克服因水平面降底引起裝置漂移并造成一定傾斜的問題,本發(fā)明設計的方案是灃水后自沉式密封墜重框架安裝在工字安裝軌上,同軌還裝有水底卷揚機和牽引鋼絲繩,工字安裝軌和墜重框架自身質(zhì)量大于水上整體發(fā)電裝置浮力和漂移力之和,在沉下海床后,通過ISMM向上放射狀進行定位牽引,并可通過卷揚機對鋼絲繩的收放,人為調(diào)節(jié)潮汐引起水平面高低變化時的牽引距離;由于這個牽引距離是為最有效做功而進行的,所以必須適量放松趣_的牽引長度,這樣在水平面細小變化繼續(xù)發(fā)生時,自動糾偏系統(tǒng)發(fā)生作用鋼絲繩將通過銷子及彈箐扣圈、承力板、導軌式卜.下承力板和其中的導輪、多級柃伸彈箸牽引水卜.整體發(fā)電裝置的連梓槽連梓抵,當仍然存在的水位小幅度變化引起的整體發(fā)電裝置小幅度漂移并造成一定傾斜發(fā)生時,漂移力將使上下導軌式承力板利用導輪錯位,以補當整體裝置漂移的距離和圓心放射狀牽引的重心轉(zhuǎn)移,^MMiM簠利用其受力后伸張的拉力,將負荷作用于水上整體裝置的翹起端進行平衡的自動微調(diào)。灃水后自沉式密封墜重框架也具備提升本發(fā)明裝置的實用件的功能,其作用是在實際使用中,可完全避免水下作業(yè)的密封結(jié)構(gòu)使其具備了自身的浮力,這樣可以在陸地上就對整體機件完成所有的組裝調(diào)試,并象 輪船下水一樣在軌道上滑入水中,裝置在水中利用自身浮力保持半潛狀態(tài),用拖船拖曳至選定海域后,利用握架內(nèi)安裝的可控的Ml 水、氣等機件,向框架內(nèi)灌灃水以控制其下沉,同時與框架一體的水底卷揚機同步釋放牽引鋼絲繩,直至框架到達海床完成定位牽弓I。當具備了自身浮力的水上整體發(fā)電裝置完成了定位牽引;控制了適合的半潛深度并獲得反作用力平臺的做功支持;調(diào)整出相對水平的做功狀態(tài)和水面定向后,其具體的做功發(fā)電是這樣實現(xiàn)的波浪的涌起托舉ffi逛和壓mm同步上升,帶動搖璽受力端向上做功,同一波浪的平復造成壓重水箱下墜,帶動搖梁警力端向下做功,放大做功幅度的活動桿將徑MMM被波浪起伏勢能帶動的上下做功幅度放大后,帶動聯(lián)MfffiSM縱向上下運動,聯(lián)動桿帶動左側(cè)做功杠桿在波浪涌起時向下做功帶動右側(cè)做功杠桿在波浪平復時向上做功,左、右側(cè)杠桿分別通過左、右側(cè)折》式活動密封膠套將杠桿做功端伸入水下密封做功箱及軸承座內(nèi),并利用支點軸將做功力倍數(shù)放大后,又分別通過偏心軸帶動左、右側(cè)撥叉受力端轉(zhuǎn)動,偏心軸在做功力過漉的過程中,可以自動調(diào)整杠桿和撥叉兩個以不同圓心轉(zhuǎn)動部件連動時產(chǎn)牛的弧位差,杠桿做功端借此圓滑地將做功力傳遞至撥叉警力端;兩個撥叉端頭分別通過軸承套在左、右側(cè)撥叉棘輪齒輪共用花鍵軸上,撥叉在其力點軸上可以自由轉(zhuǎn)動的同時,分別帶動其前部的左、右側(cè)做功撥塊軸向轉(zhuǎn)動,此時撥叉又可將警力端R被杠桿倍數(shù)放大的做功力以撥叉及撥塊共用軸為力點,將做功力再次倍數(shù)》加放大,通過ι 塊被扭力彈箐壓入做功棘輪棘齒的端頭平面,分別帶動遞輪旋轉(zhuǎn),而當波浪起與伏發(fā)生變化,引起撥叉回撥時,棘輪齒的圓弧面可將與其旋轉(zhuǎn)向相逆的撥塊克服扭力彈箐壓力頂開, 左、右撥叉均可自由回位到待做功弧角位以備再次做功左、右側(cè)棘輪分別與同軸大齒輪通過花鍵槽連動,左側(cè)大齒輪在旋轉(zhuǎn)時先平面晈合帶動一個左側(cè)過渡齒輪及軸,將原旋轉(zhuǎn)方向逆轉(zhuǎn)后,再向下咬合帶動左側(cè)同軸二級軸變速小齒輪而右側(cè)大齒輪則肓接咬合帶動右側(cè)同軸二級軸變速小齒輪,這時兩個小齒輪的旋轉(zhuǎn)方向相同,已將浮箱被波浪涌起時的上浮勢能和同一波浪平復時壓重水箱的下墜勢能合二為一,旋轉(zhuǎn)同向作用在二級花鍵軸上 二級花鍵軸同步帶動的是二級變諫大齒輪,該大齒輪則再次向下晈合帶動三級發(fā)電機花鍵軸的小齒輪經(jīng)過上一級大齒輪晈合帶動下一級小齒輪,小齒輪帶動同軸的大齒輪大齒輪再晈合帶動更下一級小齒輪……的變諫過稈,三級發(fā)電機花鍵軸R具備發(fā)電機發(fā)電時需要的額定轉(zhuǎn)諫并讓發(fā)電機發(fā)電同軸同步旋轉(zhuǎn)的還有勻諫飛輪,其作用是利用自身相對花 MM巨大的直徑和質(zhì)量在旋轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生慣性動能,克服因波浪起伏頻率變化可能對M她產(chǎn)生的短暫失速進行旋轉(zhuǎn)速度的自動補賞,也能在^MM旋轉(zhuǎn)加速的起始階段起到平衡漸進、續(xù)力聯(lián)接的作用;^ML發(fā)出的電流通過輸出電纜連梓到安裝在永遠漂浮在水面卜. 的浮子座臺及空氣伐上的電纜組合插線座密封盒,通過插頭,由陸地電站事先鋪設至選定海域的海底電力輸出輸入多功能電纜輸出。本發(fā)明的將波浪起伏的高低水頭勢能差轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置的效果是1、不受任何其它機件干擾、可充分利用到每一個感應到的波浪勢能、以端頭一個支點做功的fiMMM ;MM端頭裝有波浪涌起時上升做功的_,還裝有同一波浪平復時下墜做功的MmM,以達到利用同一波浪兩次做功的目的。
2、設計出了在臺風引起的大風浪中可控制下潛深度,以適當?shù)纳钏w產(chǎn)生的水阻減緩機件做功幅度并發(fā)電外,同時按該海域歷年最小波浪起伏值通過MimM^m —保持發(fā)電,為長年不間斷的常態(tài)發(fā)電提供了可行的技術支持。3、為最大限度地提取波浪勢能,設計了使水上整體裝置通過M聯(lián)接的在水中保持最梓半潛深度做功的加水重心定位連梓槽、錐形苧氣浮桶和連梓各立梓的苧氣浮桶裝置;MSM同時可組裝出全套發(fā)電裝置需要的整體規(guī)模;皿兩側(cè)的舵片,自動完成裝置在洋流中的定向。4、首創(chuàng)性設計出利用水下一定深度、相對靜止的水體為著力基礎,將做功力通過水下一定深度水體與水面波浪的起伏差作用在ΖΚ ΜΜΜ上,為水面機件做功提供反作用力平臺的裝置,波浪的勢能由此在做功中得到最大限度的反作用力支持。5、發(fā)明中的牽引定位裝置可在海床上通過一條鋼絲繩就可以控制水上整體裝置的升降和放射性定位牽引,牽引中單條ISMM的設計,實現(xiàn)了收放的可操作性,也避免了對大型魚類的纏絞;發(fā)明中還有可對潮汐、海洋流引起水上整體裝置漂移造成的傾斜進行自動糾偏的導軌式承力板、導輪、拉伸彈箐此外,灃水后自沉式密封墜重框架為本發(fā)明尊定了操作時切實可行的實用性基礎,能保證整體裝置可像輪船下水一樣,在陸地上就完成全部的組裝調(diào)試,避免了全部水下做業(yè),然后下水以整體裝置自身浮力保持半潛狀態(tài),再用拖船拽至選定海域后,通過注水減浮控制牽引定位裝置和MM繩同步釋放,直至定位裝置下沉至海床,便可及時開始做功發(fā)電;此外,牽引定位裝置還能在海床上形成天然的魚類繁殖場所。6、當所有波浪發(fā)電所需條件都具備后,設計了將波浪起伏勢能通過活動桿、杠桿、 撥叉、撥塊、棘輪、大小齒輪、勻諫飛輪等機件將波浪起伏的勢能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械動能,再經(jīng)過聯(lián)動和變諫,盲接帶動發(fā)電機發(fā)電,電流由多功能電纜輸出的發(fā)電裝置。
圖1是本發(fā)明整體示意圖;圖2是本發(fā)明右視圖;圖3是圖1的A-A局部放大圖。圖中1、浮箱搖梁,2、放大做功幅度的活動桿,3、右立柱叉頭及軸承座,4、左立柱叉頭及軸承座,5、搖梁及叉頭支點軸及軸承,6、搖梁及活動桿共用軸及軸承,7、活動桿及叉頭支點軸及軸承,8、壓重水箱,9做功浮箱,10、聯(lián)動桿及活動軸及軸承,11、立柱,12、錐形空氣浮桶,13、水下密封做功箱及軸承座,14、連接各立柱的空氣浮桶,15、水下平衡翼流板,16、 加水重心定位連接槽,17連接槽法蘭盤,18連接槽連接板,19、連接槽灌注水止回伐,20、連接槽注水止回伐電源線,21、連接槽進排氣伐及進排氣管,22、連接槽排水潛水泵,23連接槽潛水泵電源線,24、左側(cè)做功杠桿,25左側(cè)折疊式活動密封膠套,26、左側(cè)杠桿支點軸及軸承,27左撥叉及軸承,28左杠桿及撥叉連動偏心軸,29、左側(cè)撥叉棘輪齒輪共用花鍵軸,30、 左側(cè)與棘輪同軸大齒輪,31、左撥叉及撥塊活動軸,32、逆時針轉(zhuǎn)動做功撥塊,33、撥塊扭力彈簧,34、逆時針旋轉(zhuǎn)做功棘輪,35、左側(cè)過渡齒輪及軸,36、二級左右側(cè)同軸左側(cè)變速小齒輪,37右側(cè)做功杠桿,38、右側(cè)折疊式活動密封膠套,39、右側(cè)杠桿支點軸及軸承,40、右撥叉及軸承,41、右杠桿及撥叉偏心軸,42、右側(cè)撥叉棘輪齒輪共用花鍵軸,43、右側(cè)與棘輪同軸大齒輪,44、右撥叉及撥塊活動軸,45、順時針轉(zhuǎn)動做功撥塊,46、撥塊扭力彈簧,47、順時針旋轉(zhuǎn)做功棘輪,48、二級左右側(cè)同軸右側(cè)變速小齒輪,49、二級變速大齒輪,50、三級發(fā)電機花健軸,51、發(fā)電機,52、發(fā)電機電力輸出電纜,53、左側(cè)勻速飛輪,54、三級軸變速小齒輪,55 右側(cè)勻速飛輪,56、一級拉伸彈簧,57、一級承力板,58、二級拉伸彈簧,59、二級導軌式上承力板,60、二級導軌式下承力板,61、導輪,62、三級拉伸彈簧,63、彈簧扣圈,64、牽引鋼絲繩, 65、水底卷揚機,66、卷揚機電源線,67、卷揚機安裝座槽,68、注水后自沉式密封墜重框架, 69框架進排氣伐及排氣管,70框架灌注水止回伐,71、框架注水止回伐電源線,72、框架排水潛水泵,73框架潛水泵電源線,74、框架水氣連接管,75、工字安裝軌,76電力輸出輸入多功能電纜,77、電纜組合插線座密封盒,78、進排氣管組合,79永遠漂浮在水面上的浮子座臺及空氣伐。
具體實施方式
做功浮箱(9)的結(jié)構(gòu)為底大上小,兩端銳角,目的是在以最大與波浪接觸面積而提取波浪勢能的同時,又減緩橫向浪的無功搖擺,_上端再次通過底大上小的錐形架使波浪勢能連動到浮箱搖梁(1)端頭的應力點上,這樣,當一個波浪上升時,將帶動頂起做功浮箱(9)和浮箱內(nèi)安裝的壓重水箱(8)同步上升,同時也帶動浮箱搖梁(1)受力端上升, 搖梁依靠其端頭安裝在左立柱叉頭及軸承座(4)或右立柱叉頭及軸承座(3)的搖梁及叉頭支點軸及軸承(5)為支點上升或下降搖梁上升過稈中通過搖梁及活動桿共用軸及軸承 (6)帶動放大做功幅度的活動桿(2)警力端頭上升,活動桿以同一叉頭的另一端活動桿及叉頭支點軸及軸承(7)為支點,造成活動桿中與聯(lián)動桿及活動軸及軸承(10)連接的做功端向下做功因為活動桿做功端至活動桿以活動桿及叉頭支點軸及軸承(7)為中線的距離倍數(shù)于活動桿受力端至活動桿及叉頭支點軸及軸承(7)的距離,所以活動桿做功端的做功幅度也就倍數(shù)放大了適Mfi受力端的運動尺寸,以此達到本裝置可以利用選定海域歷年最小波浪起伏值做功的目的同樣,當同一個波浪平ff時,壓重水箱(8)利用其灌注的足夠海水為質(zhì)量,在自重帶動下下墜,連動浮箱搖梁(1)受力端做反向運動;這樣同一個波浪在起與伏的發(fā)生過程中,帶動機件二次做功。聯(lián)動桿及活動軸及軸承(10)向下則帶動左側(cè)做功杠桿(24)受力端向下運動,虹桿通過左側(cè)折》式活動密封膠套(25)將做功端伸入水下密封做功箱及軸承座(13)內(nèi),并以左側(cè)杠桿支點軸及軸承(26)為支點,通過左杠桿及撥叉連動偏心軸(28)帶動左撥叉及軸承(27)受力端向上運動在這里,左側(cè)做功杠桿(24)以左側(cè)杠桿支點軸及軸承(26)為支點中線,其左側(cè)受力端至中線的距離倍數(shù)大于右側(cè)做功端至中線的距離,也就是±0趕倍數(shù)放大做功力的數(shù)值同理,聯(lián)動桿及活動軸及軸承(10)(右側(cè))向上則帶動右側(cè)做功杠桿 (37)警力端向上運動,杠桿通過右側(cè)折》式活動密封膠套(38)將做功端伸入水下密封做功箱及軸承座(13)內(nèi),并以右側(cè)杠桿支點軸及軸承(39)為支點,通過右側(cè)杠桿及撥叉連動偏心軸(41)帶動右撥叉及軸承(40)受力端向下運動左、右杠桿及撥叉連動偏心軸(28) (41)的作用是將做功端和撥叉受力端兩個沿不同圓心轉(zhuǎn)動的部件在連動時,可以自動調(diào)整產(chǎn)生的弧位差,利用 Μ 受力桿與轉(zhuǎn)動桿之間的偏移位,做功端圓滑平穩(wěn)地將做功力傳動至皿受力端。左撥叉及軸承(27)端頭通過軸承以左側(cè)撥叉棘輪齒輪共用花鍵軸(29)為圓心轉(zhuǎn)動,因此撥叉軸承保證了撥叉雖與棘輪齒輪同軸,佰轉(zhuǎn)動方向是自由的在撥叉前段通過左撥叉及撥塊活動軸(31)安裝了逆時針轉(zhuǎn)動做功撥塊(32),撥塊沿軸裝有撥塊扭力彈箐 (33)彈箸以常杰的力度單向向卜.將撥塊端頭平面穩(wěn)定地壓講逆時針旋轉(zhuǎn)做功棘輪(34) 的某一棘齒平面端的齒隙中,當撥塊隨撥叉向下轉(zhuǎn)動時,撥塊以其活動軸為支點帶動棘輪逆時針同步轉(zhuǎn)動做功,而當波浪平伏改變勢能運動方向,帶動i叉向上轉(zhuǎn)動時,MM齒的圓弧面端因撥塊發(fā)牛的逆向轉(zhuǎn)動而克服撥塊扭力彈箐(33)的壓力而向下頂起撥塊,至使撥塊端頭做功平面離開棘輪齒隙,擴大上升至棘輪齒的外圈與棘輪逆向滑動,逆時針旋轉(zhuǎn)做功棘輪(34)利用慣性得以繼續(xù)保持原方向做功旋轉(zhuǎn),而解脫出來的M也保證了i叉利用自身的軸承反向復位至下次的做功弧位在這里,撥叉以左撥叉及撥塊活動軸(31)為做功中線,利用中線受力端和支撐端不同的尺寸差,將做功端傳動的已倍數(shù)放大的做功力再次疊加放大同理,右撥叉及軸承(40)通過軸承以右側(cè)撥叉棘輪齒輪共用花鍵軸(42) 為圓心轉(zhuǎn)動,撥叉前段通過右撥叉及撥塊活動軸(44)安裝了順時針轉(zhuǎn)動做功撥塊(45), 撥塊沿軸裝有撥塊相力彈箸(46),撥塊在撥叉順時針轉(zhuǎn)動時,帶動順時針旋轉(zhuǎn)做功棘輪 (47)轉(zhuǎn)動做功,而波浪改變勢能運動方向時,棘輪的圓弧面向上頂起逆轉(zhuǎn)的撥塊,右撥叉及軸承(40)同樣逆向復位至下一次的做功弧位。逆時針旋轉(zhuǎn)做功棘輪(34)內(nèi)孔是裝在左側(cè)撥叉棘輪齒輪共用花鍵軸(29)上的, 因此棘輪 通過軸同步帶動了左側(cè)與棘輪同軸大齒輪(30)轉(zhuǎn)動,這里,左側(cè)與棘輪同軸大齒 IL(30)先平面晈合帶動一個左側(cè)過渡齒輪及軸(35),由過渡齒輪將大齒輪旋轉(zhuǎn)方向逆轉(zhuǎn)后,過渡齒輪再向下晈合帶動二級左右側(cè)同軸左側(cè)變諫小齒輪(36)同樣,右側(cè)的順時針旋轉(zhuǎn)做功棘輪(47)內(nèi)孔也是裝在右側(cè)撥叉棘輪齒輪共用花鍵軸(42)上的,因此棘輪也同步帶動了右側(cè)與棘輪同軸大齒輪(43),大齒輪則盲接晈合連動二級左右側(cè)同軸右側(cè)變諫小齒輪(48)這樣,通過左側(cè)過渡齒輪及軸(35)對左側(cè)大齒輪旋轉(zhuǎn)方向的逆向轉(zhuǎn)動后再傳動,而右側(cè)大齒輪則肓接傳動,二級花鍵軸同軸上的左、右兩個小齒輪受力后的旋轉(zhuǎn)方向就一致了,使左側(cè)波浪涌起時產(chǎn)生的上升勢能和同一波浪平復時產(chǎn)生的墜下時的重力能合二為一,作用在二級花鍵軸上同方向轉(zhuǎn)動做功,汰到利用同一個波浪勢能二次做功的目的。二級花鍵軸同軸還裝有二級變速大齒輪(49),在同軸的兩個小齒輪通過花鍵槽的帶動,二級變諫大齒輪(49)在旋轉(zhuǎn)中再向下晈合帶動三級軸變諫小齒輪(54),小齒輪通過內(nèi)圈花鍵槽帶動三級發(fā)電機花鍵軸(50)轉(zhuǎn)動,花鍵軸則同步帶動發(fā)電機(51)、左側(cè)勻諫飛輪(53)右側(cè)均速飛輪(55)轉(zhuǎn)動,至此發(fā)電機發(fā)電這里有一個通過上一級軸的大齒輪晈合帶動下一級軸的小齒輪,小齒輪又帶動同軸的大齒輪,大齒輪再晈合帶動更下一級軸的小齒輪……,直至裝置的轉(zhuǎn)速達到^ML額定轉(zhuǎn)速的變速過程另外,因為左、右側(cè)勻諫飛輪(53) (55)同軸裝在三級發(fā)電機花鍵軸(50)上,因此勻諫飛輪的轉(zhuǎn)數(shù)與發(fā)電機做功時的轉(zhuǎn)數(shù)相同,勻諫飛輪的作用是利用其比花鍵軸相對巨大的盲徑和質(zhì)量在轉(zhuǎn)動中產(chǎn)牛的外沿性旋轉(zhuǎn)慣性,幫助克服因波浪起伏失率可能對三級發(fā)電機花鍵軸(50)產(chǎn)生的短暫失速進行旋轉(zhuǎn)速度的自動補賞也能在發(fā)電機發(fā)電的起始階段,對三級發(fā)電機花鍵軸(50)轉(zhuǎn)速的漸進起到平穩(wěn)加速的續(xù)力聯(lián)接作用。EML(Sl)發(fā)出的電流通過發(fā)電機電力輸出電纜(52)連接到安裝在永遠漂浮在水面上的浮子座臺及空氣Ih回伐(79)上的電纜組合插線座密封盒(77),通過插頭由陸地電站事先鋪設至詵定海域的海底電力輸出輸入多功能電纜76)輸出。為適應本發(fā)明整體裝置能有效地利用海面波浪起伏的勢能做功,水上整體發(fā)電裝置必須在水體中保持適量的浮力;同時具備有一個穩(wěn)定的反作用力平臺做為有效做功的基礎,本發(fā)明在這兩個問題上都突破性地設計了解決方案本發(fā)明縱向結(jié)構(gòu)是支持SUM mi)和放大做功幅度的活動桿(2)做功的左、右立柱叉頭及軸承座(4) (3)安裝在立柱 (11)上,并由立柱件下依次安裝錐形空氣浮桶(12),水下密封做功箱及軸承座(13)、連接各立柱的空氣浮桶(14)、水下平衡翼流板(15)、加水重心定位連接槽(16)其中錐形空氣浮桶(12)和連接各立柱的空氣浮桶(14)相加的浮力和大于水上整體機件的質(zhì)量,使水上整體機件能在水面浮起,這個浮力和是水上整體機件做功的基礎;為調(diào)整水上整體機件能以最適應做功的半潛狀態(tài)保持在水體的合適深度,包括在大風浪等災害中降底整體機件在水中的高度,以適當深層水體的阻力減緩做功浮箱(9)等到做功件的做功幅度加水重心定位連接槽(16)內(nèi)安裝了連接槽灌灃水Ih回伐(19),Ih回伐在電源控制下向連接槽內(nèi)灌注海水,以灌注海水的質(zhì)量控制整體機件向合適水體深度下沉,同時連接槽內(nèi)灌灃海水的質(zhì)量也為整體機件通過水下平衡翼流板(15)提供了不倒翁式的重心定位作用;如需將連接槽內(nèi)灌灃的海水排出一部分以上調(diào)水上整體機件的深度,則可通過連接槽內(nèi)同時安裝的連接槽排水潛水泵(22)向外排水控制,灌、排水過程中MMM內(nèi)需排出或補充的空氣由連接槽講排氣伐及排氣管(21)解決,所需的空氣通道及電源均由永遠漂浮在水面的浮子座臺及空氣伐(79)以及安裝在其上的電纜組合插線座密封盒(77)通過連接槽灃水Ih回伐 電 MM (20)、連接槽潛水泵電源線(23)、講排氣管組合(78)解決,由陸地電房事先鋪設至選定海域的電力輸出輸入多功能電纜(76)提供電力;水上整體機件合適的半潛深度因瞬間水平面波浪變化的微調(diào)則由錐形空氣浮桶(12)自動解決錐形空氣浮桶(12)產(chǎn)生的浮力是已平衡的整體浮力的一個組成部分,其上大下小的結(jié)構(gòu)造成上部浮力較大,而水上整體機件浮出水平面過多時,錐形空氣浮桶(12)上部會在所有產(chǎn)生浮力的部件中首先浮上水面,而浮上水面部分的浮力也就失去了帶動水上整體機件上浮的作用,從而造成水上裝置整體浮力下降,水上整體機件則隨之下沉,如此反復及時地起到自動調(diào)整水上整體機件在水平面保持相對有效的做功高度的作用。水下平衡翼流板(15)承接了由立柱(11)傳遞下來的整體機件做功時產(chǎn)生的作用力,這個作用力如果得不到水下平衡翼流板(15)提供的反作用力平臺的支持,整體機件的做功力將幾乎消失殆盡,因此水下平衡翼流板(15)在本發(fā)明的機械做功中起著關健性的作用由于波浪R產(chǎn)牛在水面,從水面件下,波浪勢能則幾何數(shù)遞減,因此,水下平衡翼流板 (15)在整體機件半潛至水體合適深度時,正處于水下相對穩(wěn)定的水體中,并自然地被相對穩(wěn)定的水體所包圍,并在其所有的表面形成巨大的水阻,而Kll)安裝在水下平衡翼流 1(15)的中線上,M(H)向翼流板傳遞作用力的截面積R能桉平方厘米計算而翼流板上下的表面積需用平方米計算,而且單向面積和可以全部看成是受力后產(chǎn)生反作用力的平臺,由如此巨大的面積相對差形成的由相對穩(wěn)定水體造成的水阻的情況下,立拄的作用力在做功的時間段如要晃動翼流板,立柱就必須在同時間段內(nèi),使翼流板上翻的一側(cè)克服其上面相對穩(wěn)定的水體形成的質(zhì)量水阻;還必須使皿抵下翻一側(cè)克服其下面相對穩(wěn)定的水體形成的質(zhì)量水阻,如此計算,皿抵會將立拄傳遞的作用力,基本上利用水下一定深度水體與水面波浪形成的起伏差吸收干凈,就是說做功浮箱(9)在利用波浪起伏勢能做功時, 將通過2Κ ΜΜ^(15),得到一套穩(wěn)定的反作用力平臺的支持,形成做功力的基礎。 設計中,每條Kll)上均安裝有舵片,其作用是在面對與洋流同向的水面波浪中,舵片利用其在水流中產(chǎn)生的單向定位功能,保持m^SH(9)始終將底部最長的著力面迎向波浪的條幅面,ffiM借此最大限度地同步獲得波浪涌起時的上升勢能及波浪平復時下墜的同步勢能。本發(fā)明水面部分整體機件中,每條加水重心定位槽(16)上裝有多條立柱(11)及其卜.的做功裝置,而橫向連梓則由連梓槽法S盤(17)、連梓槽連梓板(18)連梓多備加水重心定位連接槽(16),并通過連接各立柱的空氣浮桶(14)的安裝再次水平加固,使本裝置在平面上形成所需要的發(fā)電規(guī)模。為有效利用海面波浪起伏的勢能做功,整體裝置在選定海域還必須有一套以海底海床為基礎的定位牽引系統(tǒng),使整體發(fā)電裝置在定點的海域做功定位牽引系統(tǒng)由MSM 連接板(18)下的一級拉伸彈箐(56)連接到一級承力板(57),再下是二級拉伸彈箐(58)連接到二級導軌式下承力板(60),其上是導輪(61)及二級導軌式上承力板(59),上承力板件下是三級拉伸彈箐(62)和彈箐扣圈(63)扣圈通過可自轉(zhuǎn)的連接銷與牽引鋼絲繩(64)和水底卷揚機(65)連接卷揚機安裝在卷揚機安裝座槽(67)內(nèi),可通過其配套的卷揚機電源 ^(66)為卷揚機內(nèi)的水下電動機提供電力收放牽引鋼絲繩(64),從而拉緊或放松水上的整體發(fā)電裝置卷揚機安裝座槽(67)安裝在工字安裝軌(75)上,同軌還裝有多套灃水后自沉式密封墜重框架(68),組成整體水上做功裝置的定位牽引系統(tǒng),墜重框架內(nèi)裝有框架進排氣伐及講排氣管(69)、框架灌灃水Ih回伐(70)、框架灃水Ih回伐電源線(71)、框架排水潛水泵(72)、框架潛水泵電源線(73)、框架水氣連接管(74)等整套裝置,這些裝置包括卷揚機配套的電動機的電力,都是由陸地電站事先鋪設至詵定海域的電力輸出輸入多功能電麵6)通過電纜組合插線座密封盒(77)接通電源后操控墜重框架內(nèi)的進、排空氣,均由永遠漂浮在水面上的浮子座臺及空氣伐(79)通過講排氣管組合(78)提供。這套對水上整體機件可控的牽引定位系統(tǒng)設計,也是為避免水下作業(yè),提高本發(fā)明在實施過程中的實用性而產(chǎn)生的整套機件可在岸上完成全部的組裝調(diào)試,然后經(jīng)過自解繩索的捆扎后,整體機件通過軌道滑入水中因為灃水后自沉式密封墜重框架(68)在注水前有其密封空間產(chǎn)生的自身浮力;作為一個捆扎后的機件整體,運輸過程所需的浮力還需再加上壓重水箱(8)還沒有被灌灃水前產(chǎn)牛的浮力、做功浮箱(9)產(chǎn)牛的浮力、加水重心定位連接槽(16)未灃水前產(chǎn)牛的浮力、錐形空氣浮桶(12)、連接各立柱的空氣浮桶(14) 產(chǎn)生的浮力,這些浮力和應保持整體機件在水中可保持半潛的懸浮狀態(tài),這時只要用拖船將整體裝置拖至選定的海域,接通預先設置在此處的電源,收回自解繩索,就可以控制MM 灌灃水Ih回伐(70)向墜重框架內(nèi)灃水,框架內(nèi)的水及需排出的空氣通過框架水氣連接管 (74)均勻地流入流出各個墜重框架,所灌灃水的質(zhì)量打破了框架密封空間造成的原有的浮力平衡,墜重框架被控制著下沉,同時水底卷揚機(65)也同步放松原盤卷的牽弓I鋼絲繩(64)盲至墜重框架緩慢下沉至海床上,形成由單條牽引鋼絲繩(64)過渡的、對水上整體發(fā)電機件的放射狀定位牽引,這里需要指出的是因為^mMM內(nèi)被灌注的海水質(zhì)量與沉放地的海水密度相同,因此_內(nèi)灌注的海水并不能計算在定位牽引所需的墜重力之內(nèi),而是工字安裝軌(75)和灃水后自沉式密封墜重框架(68)本身的質(zhì)量和必須大于水上整體機件的浮力和因洋流風浪引起的漂移力同理,有維修或轉(zhuǎn)場需要時,啟動框架棑水潛水泵 172)將框架內(nèi)的水排出,框架講排氣伐及講排氣管(69)向框內(nèi)補充空氣,使墜重框架恢復浮力上升到適合深度,便可進行拖曳轉(zhuǎn)移。 在這時,可控的定位牽引對水上整體機件的有效做功是非常重要的,首先水底卷揚機(65)可通過牽引鋼絲繩(64)對水上整體機件因潮汐引起的水平面高低變化時進行話當?shù)氖辗?,包括在大風浪發(fā)牛時配合加水重心定位連接槽(16)進一步下降水上整體機件在水中的高度,利用適當深度的水下水體阻力以減緩^MIl(9)等做功件的做功幅度而保持發(fā)電;此外,因為以上對潮汐引起水平面規(guī)律性的高低變化進行的人工粗調(diào),是以水上整體裝置做功中最有效的半潛深度為需要進行的,所以ZKi^ML(65)需適量放松至引鋼絲繩(64)實現(xiàn)對水上整體裝置的放射狀定位牽引,以維持最有效的發(fā)電效果,因此海水平面的細小變化出現(xiàn)時,牽引鋼絲繩(64)放射狀對水上整體機件的定位牽引,也將使水上整體裝置隨洋流發(fā)生的相對漂移出現(xiàn)一定斜拉狀況,而斜拉會造成水上整體裝置發(fā)生一定程度的傾斜,繼而影響發(fā)電效果;本發(fā)明設計的定位裝置中,能自動對水上整體裝置發(fā)生的傾斜進行補充性的糾編微調(diào)當牽引鋼絲繩(64)任意向的斜拉發(fā)生時,在水上整體裝置漂移力的帶動下,與鋼絲繩連接的轉(zhuǎn)動銷子通過彈箐扣圈(63)及三級拉伸彈箐(62)連接的二級導軌式上承力板(59)會 在導輪(61)的滑動下,與二級導軌式下承力板(60 )發(fā)生錯位,下承力板將向傾斜向滑出,牽引中心自然向傾斜向轉(zhuǎn)移,水上整體裝置的傾斜得到糾偏修補,其相對的水平面得以維持而各級拉伸彈箐(56) (58) (62)在這種平衡的調(diào)整過程中,將通過其伸張產(chǎn)生的拉力,依靠水上機件整體下沉端的浮力將水上機件整體翹起端拉下,水上整體裝置的水平向平衡自動得到進一步修復。
權利要求
1. 一種將波浪起伏的高低水頭勢能差轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置,包括將承座(3) (4)做為自身端頭活動支點的浮箱搖梁(1),搖梁通過其搖梁及叉頭支點軸及軸承 (5)可不受其它機件制約的上下?lián)u動搖梁前端安裝有壓重水箱fe)、做功浮箱(9),浮箱與MM通過一個底大上小的錐形支架連接,經(jīng)趙本身的結(jié)構(gòu)也是底大上小的錐體,目的是更充分地利用波浪涌起時的上升勢能,彳 Μ趙底部相對巨大的受力面積得到的波浪勢能, 集中作用到M梁端頭某段應力點上,同時涇趙兩端的銳角可減少涇趙在橫向波浪中的無功搖擺;做功時,當一個波浪涌起,浪峰將托起(9),同時MM帶動能自動灌注海水的壓重水箱fe)、浮箱搖梁(ι)的警力端同步上升,這是搖梁的第一次做功;而當這同一個波浪平復時,Mii上升的作用力消失,已經(jīng)灌注了海水的^mn (8)將用其自裝海水的質(zhì)量帶動浮箱搖粱(ι)受力端下墜,這是攝梁的第二次做功;第二次的表現(xiàn)為 Yl > F1+X式中Y1 =壓重水箱(8)所裝載海水的質(zhì)量; Fl =機械做功時所需做功力換算成的質(zhì)量; X =機械做功時各種阻力系數(shù)和換算成的質(zhì)量, 做功浮箱(9)第一次做功所需浮力的表現(xiàn)為 Zl = Y1X2式中Z1 =做功浮箱(9)帶動壓重水箱fe)和浮箱搖梁(1)受力端同步上升時所需的浮力Yi =MSzKil(S)所裝載海水的質(zhì)量;浮箱搖梁(ι)中上段通過搖梁及活動桿共用軸及軸承伯)與放大做功幅度的活動桿 ⑵警力端頭連接,在搖梁帶動活動桿活動時,活動桿警力端是以活動桿及叉頭支點軸及軸 ^(7)為支點將做功尺寸傳遞至其做功端的,所以適Mfi以這個支點為中線設計兩端尺寸配置相差巨大,造成活動桿在做功中有放大做功幅度的作用,具體為 F2 = IX (F4 + F3)式中F2 =放大做功幅度的活動桿U)做功端頭做功時所需放大的尺寸; I =浮箱搖梁(1)通過搖梁及活動桿共用軸及軸承伯)帶動放大做功幅度的活動桿 (2)受力端活動時的尺寸;F4 =放大做功幅度的活動桿C)做功端至活動桿及叉頭支點軸及軸承(7)的尺寸; F3 =放大做功幅度的活動桿C)受力端至活動桿及叉頭支點軸及軸承(7)的尺寸,由公式得知本發(fā)明裝置在選定海域可按其歷年中最小波浪起伏值做功發(fā)電,而為這種不間斷供電提供保障功能的產(chǎn)牛,是通過放大做功幅度活動桿U)實現(xiàn)的,其中線兩端長度配置的倍數(shù),就是其做功端需要放大做功幅度的倍數(shù)而在放大做功幅度的活動桿U)按做功需要放大做功幅度后,其通過浮箱搖梁(1)傳導至壓重水箱fe)尋求的第二次做功時下垂重力質(zhì)量變?yōu)閅l > FIX (F4 + F3)+X式中yi =MSzKil(S)所裝載海水的質(zhì)量;Fl =放大做功幅度的活動桿U)做功端需要的做功力換算成的質(zhì)量(與前式中的Fl 意義相同);F4 =放大做功幅度的活動桿C)做功端至活動桿及叉頭支點軸及軸承(7)的尺寸;F3 =放大做功幅度的活動桿U)警力端至活動桿及叉頭支點軸及軸承(7)的尺寸;X =機械做功時各種阻力系數(shù)和換算成的質(zhì)量,此時帶動壓重水箱fe)和浮箱搖梁(1)前端同步上升的做功浮箱(9)第一次做功時所需浮力的表現(xiàn)仍為Zl > Y1X2式中Z1 =做功浮箱(9)帶動壓重水箱fe)和浮箱搖梁(1)受力端同步上升時所需的浮力和;Yl =壓重水箱(8)所裝載的海水的質(zhì)量,以上設計中“Z1”即做功浮箱(9)的浮力,是通過對浮箱體積的大小來實現(xiàn)的,應該說, 海水中波浪起伏對懸浮物能產(chǎn)生的勢能,完全可以滿足本發(fā)明中最大的做功需要。
2.根據(jù)權利要求書1所述的將波浪起伏高低水頭勢能差轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置,其特征是組裝后水上整體機件的質(zhì)量和,是自水底卷揚機(65)以上的牽引鋼絲繩(64)及其上的全部機件相加組成,這個組合的質(zhì)量必須在水體中有合適的浮力,以穩(wěn)定地保持做功機件在水體中相對有效的半潛深度做功,因此整體機件的浮力并不句,括做功浮箱(9)產(chǎn)生的浮力,而是由立柱(11)縱向安裝的錐形空氣浮桶(12)、連接各立柱的空氣浮桶(14)、加水重心定位連接槽(16)灌注水后剩余密封空間三種浮力相加組成,表現(xiàn)為Ql < K1+K2+K3式中Q1 =水上全部機件相加的質(zhì)量和所需的浮力;Kl =錐形空氣浮桶(12)產(chǎn)生的浮力;K2 =連接各立柱的空氣浮桶(14)產(chǎn)生的浮力;K3 =加水重心定位連接槽(16)灌注水后剩余空間產(chǎn)生的浮力,由公式可以看出為穩(wěn)定地支持做功機件在水體中相對有效的半潛深度,調(diào)整整體浮力的大小是由兩方面組成的一是加水重心定位連接槽(16)、該槽裝備了講排水、講排氣功能,因此人為地控制槽內(nèi)灌注水的質(zhì)量,即可打破K1+K2+K3組成的整體浮力和的平衡,通過向槽內(nèi)灌灃水使水上整體裝置半潛至相對有效的做功深度二是由錐形空氣浮桶 (12)自動即時微調(diào)水上整體裝置的半潛深度當水平面高低隨潮汐洋流迅速變化時,錐形空氣浮桶(12)上大下小的結(jié)構(gòu)造成其浮力也是上大下小,當水上整體機件浮上水平面過多時,安裝在立柱(11)上端的錐形空氣浮桶(12)的上部也會在所有浮力組成部件中首先浮上水面,而浮上水面部分的浮力也就失去了對水上整體裝置上浮的帶動作用,其上部浮力較大的結(jié)構(gòu)會使這個調(diào)整更加迅速,造成整體浮力迅速下降,水上整體裝置則因此迅速下沉,又回到相對有效做功的半潛深度,這種調(diào)整是隨水平面高低變化的速度同步反復自動進行的;此外,M(Il)上裝有舵片,能自動保持水上整體裝置在洋流中的定向。
3.根據(jù)權利要求書1所述的將波浪起伏高低水頭勢能差轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置,其特征是水上整體裝置的縱向結(jié)構(gòu)為浮箱搖梁(1)的端頭和放大做功幅度的活動桿U)前半段,均是以左、右立柱叉頭及軸承座(4) (3)倚為做功支點做功,其下依次安裝的是 (11)、錐形空氣浮桶(12)、水下密封做功箱及軸承座(13)、連接各立柱的空氣浮桶(14)、 水下平衡翼流板(15)、加水重心定位連接槽(16),這個結(jié)構(gòu)順序也保證了水面機件在利用波浪起伏的高低水頭勢能差做功時的做功力最后依序傳遞到水下平衡翼流板(15)的中線上和加水重心定位連接槽(16)的平面上,在這里,上面機件的做功力要真正實現(xiàn)有效做功,就必須得到反作用力基礎的支撐,本發(fā)明的這個反作用力支撐平臺,就是由已半潛至水下一定深度,被水下一定深度相對穩(wěn)定的水體包圍,并據(jù)此形成晃動水阻的ΖΚ ΜΜ 敗(15)和加水重心定位連接槽(16)提供的,這個利用水下一定深度的水體與水面波浪之間的起伏差提供反作用力平臺,支持水面機件做功的表現(xiàn)為Ζ2 < Ζ3Χ [(S1+S2) +L]-S3式中Z2 =做功浮箱(9)被浪峰托起產(chǎn)牛的上升做功力或壓重水箱fe)利用灌注海水的自重產(chǎn)生的下墜做功力;Z3 =做功浮箱(9)或壓重水箱fe)做功力產(chǎn)生的反作用力;51=水下平衡翼流板(15)中線一側(cè)面積上方水體形成的質(zhì)量;52=水下平衡翼流板(15)中線另一側(cè)面積下方水體形成的質(zhì)量;L =由傳遞做功力度并反饋反作用力的Kll)截面積傳遞做功力的質(zhì)量;53=水下平衡翼流板(15)半潛深度所處水體與水面波浪同步起伏的系數(shù),公式中是指水下翼流板(15)已下潛至水下一定深度被相對穩(wěn)定的水體所包裹后形成的晃動水阻,因此(S1+S2)-L中水體形成的質(zhì)量太大,造成的比值商也太大,由立柱(11) 對水下平衡翼流板(15)中線上傳遞下來的做功力,在浮箱或水箱逆向做功的時間段內(nèi),基本晃動不了半潛至水下一定深度,被相對穩(wěn)定的水體全方位包圍形成晃動水阻的ζ Μ 翼流板(15),即Ζ2 = S3在水下平衡翼流板(15)利用水下一定深度的水體與水面波浪之間的起伏差提供反作用力平臺支持水面機件做功時,加水重心定位連接槽(16)除通過控制在槽內(nèi)灌注水的質(zhì)量使水上整體裝置半潛至相對有效做功的深度外,也利用槽內(nèi)灌注的海水質(zhì)量為水 Μ 翼流板(15)的中線提供有如不倒翁原理的重心定位作用,使水上整體裝置維持著在水中的平衡。
4.根據(jù)權利要求書1所述的將波浪起伏高低水頭勢能差轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置,其特征是加水重心定位連接槽(16)內(nèi)安裝了連接槽灌灃水Ih回伐(19)和連接槽灃水Ih回伐電源線(20)、連接槽講排氣伐及講排氣管(21)、連接槽排水潛水泵(22)和連接槽潛水泵電 MM (23),當整體裝置被拖至選定海域,由安裝在永遠漂浮在水面上的浮子座臺及空氣伐 (79)的電纜組合插線座密封盒(77)接通事先由陸地電站鋪設講來的海底電力輸出輸入多功能電纜(76)后,即可通過電源線供電控制灃水Ih回伐和潛水泵向連接槽內(nèi)灌灃或排出海水;而永遠漂浮在水面上的浮子座臺及空氣伐(79)則通過講排氣管組合(78)實現(xiàn)連接槽講排氣伐及講排氣管(21)的進、排氣加水重心定位連接槽(16)所需灌注水的質(zhì)量表現(xiàn)為54= Ql-J-G式中S4 =水下平衡翼流板(15)下潛深度需要利用灌注海水減少的浮力;Ql =水上全部機件相加的質(zhì)量和所需的浮力;J =加水重心定位連接槽(16)下潛深度所需灌注水的質(zhì)量;G=牽引鋼絲繩(64)在定位牽引中產(chǎn)生的向下的牽引力。
5.根據(jù)權利要求書1所述的將波浪起伏高低水頭勢能差轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置,其特征是加水重心定位連接槽(16)同時還是整體裝置拼裝連接的骨架每一條橫向的加水重心定位連接槽(16)上可安裝多條縱向的立柱(11)及其上的做功裝置,并通過安裝連接各立柱的空氣浮桶(14)再次水平加固而多條加水重心定位連接槽(16)則由配套的連接槽法S盤(17)、連梓槽連梓板(18)相互拼裝成水平的整體,形成所需的發(fā)電規(guī)樽連梓槽連接板(18)下面由一級拉伸彈箐(56)連接到一級承力板(57), —級承力板連接的二級拉伸彈箐(58)與二級導軌式下承力板(60)連接,其上是導輪(61)和二級導軌式上承力板 (59),上承力板向下由三級拉伸彈箐(62)與彈箐扣圈(63)連接,扣圈通過轉(zhuǎn)動銷子連接牽引鋼絲繩伯4)鋼絲繩再件下與水底卷揚機(65)連接,這樣彈箐扣圈(63)在水上整體裝置平面體的正中央向上進行放射性定位牽引,其作用是水上整體裝置除在水中需保持最利于做功的半潛深度和所處海域的定位牽引外,還需保持對應于水平面的相對水平,而水上整體裝置的這個水平定位保持,常會因水平面高低變化、洋流等使牽引鋼絲繩(64)的定位牽引過長,水上整體裝置隨洋流飄移,而趣_放射性定位牽引會使水上整體裝置出現(xiàn)一定的斜拉并造成裝置相對的水平傾斜,影響發(fā)電效果,因此在漲、退潮造成MiMMM (64)過短或過長的現(xiàn)象中,第一步調(diào)整主要靠控制水底卷揚機(65)收放牽引鋼絲繩(64) 實現(xiàn)有規(guī)律的定位牽引,但仍需皿繩長度稍大于實際需要以利水上發(fā)電裝置有效做功, 這樣當水平面出現(xiàn)小幅度波動時,就需要再次進行自動調(diào)整小幅度的傾斜當斜拉出現(xiàn)時, 通過彈箐扣圈(63)、三級拉伸彈箐(62)與牽引鋼絲繩(64)連接的二級導軌式上承力板 (59)將保持原牽引中心不變,而其下的K61) _會因斜#力的引導誥成二級導輪式下承力板伯0)向傾斜向錯位移動,而下承力板向上牽引的中心拉力點隨之得到糾偏,水上整體裝置則可在糾偏中自動補償向外飄移的距離,仍保持相對整體水平平衡,其過程是在二級導軌式上承力板(59)保持牽引中心不變的情況下表現(xiàn)為 e ^ Q2式中e = 二級導軌式下承力板(60)調(diào)整性錯位滑出的距離; Q2 =水上整體裝置離牽引中心點飄移的距離,此外,在這個調(diào)整平衡的過程中,各級利用其受力后伸張延長的拉力,也利用水上整體裝置傾斜下沉端的浮力,將對應面翹起端拉下,對水上整體裝置的平衡再次進行自動微調(diào)。
6.根據(jù)權利要求書1所述的將波浪起伏高低水頭勢能差轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置,其特征是牽引鋼絲繩(64)是從水底卷揚機(65)的卷盤中釋放出來的,卷揚機安裝在卷揚機安裝痤槽出7)內(nèi),可通過其配套的水下電動機收放牽引鋼絲繩(64),從而拉緊或放松水上整體發(fā)電裝置,卷楊機配有卷揚機電源線(66)卷揚機安裝座槽(67)安裝在工字安裝軌(75) 上,與之形成一體;同安裝軌還裝有多套灃水后自沉式密封墜重框架(68),并通過多條工字安裝軌(75)組成一個整體灃水后自沉式密封墜重框架(68)在選定海域注水控制其自沉,卷楊機同步釋放鋼絲繩,肓至墜重框架座在海床上,形成對其上的整體發(fā)電裝置的放射性定位牽引,因為MM內(nèi)灌注的海水與其周圍的海水密度相同,所以海水不能做為墜重質(zhì)量計算,而是墜重框架和安裝軌本身的質(zhì)量和應大于水上整體機件產(chǎn)牛的浮力及漂浮力之和,表現(xiàn)為 Hl > Q3+Q4式中H1 =灃水后自沉式密封墜重框架(68)不計水重的質(zhì)量和工字安裝軌(75)的質(zhì)量禾口 ;Q3 =水上整體裝置所需的浮力和換算成的質(zhì)量;Q4 =水上整體裝置被風浪或洋流引起的漂移力換算成的質(zhì)量,注水后自沉式密封墜重框架(68)內(nèi)裝有框架講排氣伐及講排氣管(69)、框架灌灃水 Ih回伐(70)、框架灃水Ih同伐電源線(71)、框架排水潛水泵(72)、框架潛水泵電源線(73)、 框架水氣連梓管(74)等一套進排水、氣設備,這些設備的用電,包括ZKiiMML(65)的用電,都在整體裝置被拖至選定海域,由電纜組合插線座密封盒(77)接通事先由陸地電站鋪設講來的海底電力輸出輸入多功能電纜(76)提供講、排氣由永遠漂浮在水面上的浮子座臺及空氣伐(79)通過講排氣管組合(78)提供連接所有框架的框架水氣連接管(74)可使框架內(nèi)的水氣分布均勾灃水后自沉式密封墜重框架(68)這樣的設計提升了本發(fā)明的實用性,以避免安裝中的水下作業(yè),使全部裝置可在陸地上完成所有的組裝調(diào)試后,像輪船下水一樣滑入水中,全部裝置入水后可利用自身具備的浮力在水中保持半潛狀態(tài),用拖船拖曳至選定海域;MM在注水前的浮力應保持在 H2 ^ Hl式中H2 =灃水后自沉式密封墜重框架(68)注水前密封空間產(chǎn)生的浮力; Hl =灃水后自沉式密封墜重框架(68)和工字安裝軌(75)的質(zhì)量和, 下水前整體裝置的浮力還應包括沒有灃水的壓重水箱fe)、加水重心定位連接槽 (16)的密封苧間與做功浮箱(9)的浮力和;整體裝置捆扎下水后,以半潛深度被拖至選定海域,解捆后通過框架灌灃水丨h(huán)回伐(70)向墜重框架內(nèi)灃水,控制其下沉,框架講排氣伐及講排氣管(69)排氣,同時水底卷楊機(65)同步釋放牽引鋼絲繩(64),當墜重框架下沉至海床后,^SM架即可完成對水上發(fā)電裝置的放射性定位牽引;同理,為適應維修或轉(zhuǎn)場的需要,注水后自沉式密封墜重框架(68)也可通過框架排水潛水泵(72)的排水和框架進排氣伐和講排氣管(69)供氣,而重新上浮。
7.根據(jù)權利要求書1所述的將波浪起伏高低水頭勢能差轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置,其特征是當整體裝置完成了定位牽引;控制了適合的半潛深度并獲得反作用力平臺的做功支持;調(diào)整出相對水平的做功狀態(tài)和在洋流中的定向之后,其具體的做功發(fā)電是這樣完成的 當一個波浪涌起時,做功浮箱(9)被浪峰托起,帶動壓重水箱fe)和浮箱搖梁(1)受力端頭上舉,通過搖梁及活動桿共用軸及軸承伯)連動放大做功幅度的活動桿U)運動,活動桿做功端將做功幅度放大后向下帶動的是聯(lián)動桿及活動軸及軸承(10),隨之帶動左側(cè)做功杠 fL(24)受力端以左側(cè)杠桿支點軸及軸承(26)為圓心向下運動,杠桿通過左側(cè)折疊式活動密封膠套U5)伸入水下密封做功箱及軸承座(13)內(nèi),其做功端通過左杠桿及撥叉連動偏心軸(28)帶動左撥叉及軸承(27)受力端做功偏心軸在做功力過漉的過程中,可以自動調(diào)整杠桿和MX兩個以不同圓心轉(zhuǎn)動連接部件產(chǎn)生的弧位差,保證虹趕做功端圓滑地將做功力傳動至MX受力端;同樣,當同一波浪平伏時,已被做功浮箱(9)(左側(cè))帶高托起的壓重水箱fe)(左側(cè))利用其灌灃的海水產(chǎn)牛自重下墜,帶動浮箱搖梁(1)(左側(cè))下墜,通過搖梁及活動桿共用軸及軸承伯)(左側(cè))連動放大做功幅度的活動桿U)(右側(cè))運動, 活動桿做功端將做功幅度放大后向上提起聯(lián)動桿及活動軸及軸承(10)(右側(cè)),隨之也帶動右側(cè)做功杠桿(37)受力端以右側(cè)杠桿支點軸及軸承(39)為圓心向上運動,杠桿通過右側(cè)折》式活動密封膠套(38)伸入水下密封做功箱及軸承座(13)(右側(cè))內(nèi),其做功端通過右杠桿及撥叉連動偏心軸(41)帶動右撥叉及軸承(40)受力端做功此時,無論是做功浮nο)被浪峰托起的勢能造成左側(cè)機件做功不是被做功浮箱(9)同步帶高托起的mm H(8)利用其灌灃海水的質(zhì)量下墜產(chǎn)牛的右側(cè)勢能,作用在左、右撥叉及軸承(27) (40)受力端時,均已轉(zhuǎn)換為機械動能,如此隨波起伏相互換位做功,往復循環(huán),表現(xiàn)為 Bl = Z2 或 Y2X (C1 + C2)式中B1 =左、右撥叉及軸承(27) (40)警力端分別接警偏心軸的做功力; Z2 =做功浮箱(9)被浪峰托起時產(chǎn)生的做功力;Y2 =壓重水箱(8)在同一波浪平伏時,利用其灌注海水質(zhì)量的自重下墜時的做功力; Cl =左、右側(cè)做功杠桿(24) (37)中警力端至杠桿以左、右側(cè)杠桿支點軸及軸承(26) (39)為中線的距離;C2 =左、右側(cè)做功杠桿(24) (37)中,從左、右杠桿及撥叉連動偏心軸(28) (41)的做功端至杠桿以左、右側(cè)杠桿支點軸及軸承(26) (39)為中線的距離,從公式看出杠桿分別以左、右側(cè)杠桿支點軸及軸承(26) (39)為中線,只要保持杠桿中C2不變,而放大杠桿中Cl的距離,就可將Z2或Y2傳遞過來的做功力分別在Bl上按整體發(fā)電的需求倍數(shù)放大。
8.根據(jù)權利要求書1所述的將波浪起伏高低水頭勢能差轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置,其特征是左、右撥叉及軸承(27) (40)均是誦i寸軸承分別安裝在左、右撥叉棘輪齒輪共用花鍵軸 (29) (42)上的,因此兩個撥叉雖分別與棘輪、齒輪同花鍵軸,佰通過軸承,各自的轉(zhuǎn)動方向是自由的兩個撥叉又均分別通過左、右撥叉及撥塊活動軸(31) (44)安裝了逆、順時針轉(zhuǎn)動做功撥塊(32) (45),兩個撥塊均沿軸裝有撥塊扭力彈箐(33) (46),一條彈箐將逆時針轉(zhuǎn)動做功撥塊(32)的端頭平面?zhèn)认蛏蠅喝肽鏁r針旋轉(zhuǎn)做功棘輪(34)的平面齒隙中 ’另一條彈箐將順時針轉(zhuǎn)動做功撥塊(45)的端頭平面?zhèn)认蛳聣喝腠槙r針旋轉(zhuǎn)做功棘輪(47)的平面齒隙中,當兩個撥塊分別隨左、右撥叉及軸承(27) (40)轉(zhuǎn)動時,均以左、右撥叉及撥塊活動 11(31) (44)為支點,其端頭平面?zhèn)确謩e壓入逆、順時針旋轉(zhuǎn)做功棘輪(34) G7)各自的平面齒隙中,一個逆時針轉(zhuǎn)動,一個順時針轉(zhuǎn)動,因為分別同軸,所以逆、順時針轉(zhuǎn)動做功撥塊 (32) (45)可以隨逆、順時針旋轉(zhuǎn)做功棘輪(34) (47)各自的任一齒隙到達任意幾何角度;兩個棘輪分別都是通過各自的花鍵軸與左、右側(cè)與棘輪同軸大齒輪(30) (43)安裝的,所以魅輪帶動大齒輪同步分別做逆、順時針旋轉(zhuǎn);當波浪平伏(或涌起)改變由勢能引導下來的做功力方向時,左、右撥叉及軸承(27) (40)也通過各自的軸承為圓心,依靠左、右撥叉及撥塊活動軸(31) (44)分別帶動逆、順時針轉(zhuǎn)動做功撥塊(32) (45)做反向運動,此時逆、順時針旋轉(zhuǎn)做功棘輪(34) (47)在自身旋轉(zhuǎn)慣性作用下,繼續(xù)分別保持原方向旋轉(zhuǎn)做功,而_在做反向運動時,棘輪齒的外側(cè)圓弧面克服了撥塊扭力彈箐(33) (46)各自對撥塊施加的壓力,分別頂起撥塊的弧面至使撥塊做功平面端上升至棘輪齒的外圈,棘輪得以繼續(xù)桉各自的原旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)做功,而解脫出來的左、右撥塊也保證了左、右撥叉以自身的軸承為圓心進行各自的反向轉(zhuǎn)動,分別一直復位到下次的做功點,如此往復循環(huán),周而復始;此時做功力的表現(xiàn)為b = BlX (B2 + B3)式中b =逆、順時針轉(zhuǎn)動做功撥塊(32) (45)各自撥動逆、順時針旋轉(zhuǎn)做功棘輪(34) (47)某一棘齒平面時的做功力;Bl =左、右撥叉及軸承(27) (40)受力端分別接受由左、右側(cè)做功杠桿(24) (37)做功端傳遞至偏心軸的做功力;B2 =左、右撥叉及軸承(27) (40)警力端至撥叉中線左、右撥叉及撥塊活動軸(31) (44) 的距離;B3 =左、右撥叉及軸承(27) (40)叉頭在左、右撥叉棘輪齒輪共用花鍵軸( ) (42)安裝位至撥叉中線左、右撥叉及撥塊活動軸(31) (44)的距離;公式中,撥叉均以左、右撥叉及撥塊活動軸(31) (44)為中線,R要保持撥叉中B3的距離不變,放大撥叉中B2的距離,撥叉則可將已被左、右側(cè)做功杠桿(24) (37)做功端施加在左、右杠桿及撥叉連動偏心軸(28) (41)上已經(jīng)倍數(shù)放大了的做功力,再次倍數(shù)疊加放大至 b點上。
9.根據(jù)權利要求書1所述的將波浪起伏高低水頭勢能差轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置,其特征是當逆、順時針旋轉(zhuǎn)做功棘輪(34) (47)分別帶動左、右側(cè)與棘輪同軸大齒輪(30) (43)按各自相反的做功方向旋轉(zhuǎn)做功時,左側(cè)與棘輪同軸大齒輪(30)先行平面晈合一個左側(cè)過渡齒輪及軸(35)轉(zhuǎn)動,再由過渡齒輪晈合二級左、右側(cè)同軸左側(cè)變諫小齒輪(36)轉(zhuǎn)動,過渡齒輪的作用是將左側(cè)與棘輪同軸大齒輪(30)的轉(zhuǎn)動方向逆轉(zhuǎn)后再晈合傳動給左側(cè)小齒輪而右側(cè)與棘輪同軸大齒輪(43)則盲接晈合二級左、右側(cè)同軸右側(cè)變諫小齒輪(48)轉(zhuǎn)動,如此左MM^M的轉(zhuǎn)動方向就一致了,即左側(cè)波浪涌起時產(chǎn)生的上升勢能和右側(cè)同一波浪平復時產(chǎn)生的墜重下降勢能,合二為一旋轉(zhuǎn)方向一致地共同作用在同一軸上;二個同軸的小齒輪通過花鍵槽帶動同軸的二級變諫大齒輪(49)同步旋轉(zhuǎn)做功,其轉(zhuǎn)數(shù)為 El =〔 (B4+B5) +360°〕X (B6 + E2) 式中E1 = 二級變諫大齒輪(49)的轉(zhuǎn)數(shù);B4=每分鐘逆時針轉(zhuǎn)動做功撥塊(32)壓動逆時針旋轉(zhuǎn)做功棘輪(34)并帶動左側(cè)與棘輪同軸大齒輪(30)的轉(zhuǎn)動角度和;B5 =每分鐘順時針轉(zhuǎn)動做功撥塊(45)壓動順時針旋轉(zhuǎn)做功棘輪(47)并帶動右側(cè)與棘輪同軸大齒輪(43)的轉(zhuǎn)動角度和;B6 =左、右側(cè)與棘輪同軸大齒輪(30) (43)的齒數(shù)和; E2 = 二級左右側(cè)同軸左、右側(cè)變速小齒輪(36) (48)的齒數(shù)和; 再下,由二級變速大齒輪(49)向下咬合帶動的是三級軸變速小齒輪(54),小齒輪通過三級發(fā)電機花鍵軸(50)同步帶動發(fā)電機(51)、左側(cè)勻諫飛輪(53)、右側(cè)勻諫飛輪(55)轉(zhuǎn)動,發(fā)電機發(fā)電所需的額定轉(zhuǎn)諫倌表現(xiàn)過稈為 Dl = ElX (E3 + E4)式中D1 =發(fā)電機(51)發(fā)電所需的轉(zhuǎn)數(shù)幅度值/分鐘; El = 二級變諫大齒輪(49)的轉(zhuǎn)數(shù)/分鐘; E3 = 二級變速大齒輪(49)的齒數(shù); E4 =三級軸變速小齒輪(54)的齒數(shù),公式中,發(fā)電機(51)發(fā)電時所需的額定轉(zhuǎn)諫倌,是通過上一級的大齒輪帶動下一級的小齒輪及安裝小齒輪的花鍵軸和同軸的大齒輪大齒輪再帶動更下一級的小齒輪……來實現(xiàn)的,在這個變速過程中,初始速度由海浪起伏的頻率所決定;而海浪起伏的巨大勢能也為這個變速提供基本動能,表現(xiàn)為 E5 = D2X (Nl+N2)-F式中E5 = 二級變諫大齒輪(49)所提供的動能; D2 =發(fā)電機(51)本身發(fā)電所需的動能; Nl =所有大齒輪的齒數(shù)和; N2 =所有小齒輪的齒數(shù)和;F=左、右側(cè)勻諫飛輪(53) (55)在與三級發(fā)電機花鍵軸(50)同步旋轉(zhuǎn)中對花鍵軸短暫失速進行補賞的慣性動能和,在這単,左、右側(cè)勻諫飛輪(53) (55)在旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生后,分別利用其比與其同步旋轉(zhuǎn)的^ 級發(fā)電機花鍵軸(50)相對巨大的直徑和旋轉(zhuǎn)中外沿性的質(zhì)量產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)慣性動能,相對有效地幫助克服因波浪起伏頻率變化可能對MM產(chǎn)生短暫失速進行旋轉(zhuǎn)速度的自動補賞,也能在^MM旋轉(zhuǎn)加速的起始階段起到平穩(wěn)漸進、續(xù)力聯(lián)接的作用;說明的是三級發(fā)電機花鍵軸(50)的轉(zhuǎn)數(shù)幅度倌/分鐘減諫上傳至逆、順時針旋轉(zhuǎn)做功棘輪(34) (47)時,也分別帶動兩個MM分別按各自的旋轉(zhuǎn)方向在失速瞬間慣性旋轉(zhuǎn),而與之同軸做功的i£JM 時針轉(zhuǎn)動做功撥塊(32) (45)的轉(zhuǎn)動速度是以波浪起伏的頻率所決定的,也就是說只有撥 &的轉(zhuǎn)動速度大于MM的轉(zhuǎn)數(shù)時,M的做功力才能撥動而MM的做功轉(zhuǎn)速大于i &的轉(zhuǎn)動速度時,棘輪齒的外側(cè)圓弧面將頂起M,M的做功力將落空發(fā)電機(51)發(fā)出的電流通過發(fā)電機電力輸出電纜(52),連接到安裝在永遠漂浮在水面上的浮子座臺及空氣伐(79)上的電纜組合插線座密封盒(77),通過插頭由陸地事先鋪設的海底電力輸出輸入多功能電纜(76)輸出。
全文摘要
本發(fā)明公開一種遠海永不停歇波浪勢能發(fā)電裝置,是無污染清潔能源中唯一提出兼?zhèn)淞嘶痣娛褂弥胁庞械娜髢?yōu)勢常態(tài)供電、規(guī)模巨大、電價低廉;發(fā)明具有利用浮箱和水箱對同一個波浪涌起和平復兩次做功;可在大風浪做功又可利用放大做功幅度活動桿按最小波浪起伏值不間斷發(fā)電;可在水體保持最佳做功半潛深度和提供重心定位的加水重心定位連接槽和錐形浮桶;連接槽可拼裝出需要的整體規(guī)模;利用水下穩(wěn)定水體與水面波浪起伏差提供反作用力平臺的水下平衡翼流板;可對水上裝置傾斜自動糾偏的導板導輪及彈簧;整體裝置在陸地組裝后再運至沉放點沉放,可對發(fā)電裝置定位可控牽引的墜重框架;能將波浪勢能轉(zhuǎn)化為電能的棘輪齒輪勻速飛輪等機件。
文檔編號F03B15/00GK102182614SQ20101055200
公開日2011年9月14日 申請日期2010年11月19日 優(yōu)先權日2010年11月19日
發(fā)明者王嘯風, 王謝林 申請人:王嘯風, 王謝林