專利名稱：一種雙發(fā)電機(jī)的浮箱式海浪發(fā)電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及機(jī)電領(lǐng)域，具體是一種雙發(fā)電機(jī)的浮箱式海浪發(fā)電裝置。
背景技術(shù)：
海浪發(fā)電技術(shù)是一門將海浪波動所產(chǎn)生的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為可用電能的科學(xué)技術(shù)。隨著現(xiàn)代工業(yè)的飛速發(fā)展， 人類對能源的需求明顯增加，而地球上可利用的常規(guī)能源日趨匱乏。能源問題已成為制約可持續(xù)發(fā)展的首要因素，開發(fā)新能源和可再生能源的任務(wù)迫在眉睫。目前世界各國都在爭先開發(fā)新能源，如太陽能、風(fēng)能、潮汐能等。地球上海洋面積占到70%，海洋的海浪能取之不盡、用之不竭。有效利用海浪發(fā)電將會帶來很可觀的經(jīng)濟(jì)利益和社會利益。目前海浪發(fā)電技術(shù)尚未達(dá)到十分成熟的水平，常見的海浪發(fā)電裝置基本上有三種類型一是振蕩水柱型，用一個(gè)容積固定的、與海水相通的容器裝置，通過海浪產(chǎn)生的水面位置變化引起容器內(nèi)的空氣容積發(fā)生變化，壓縮容器內(nèi)的空氣，用壓縮空氣驅(qū)動葉輪，帶動發(fā)電裝置發(fā)電。二是機(jī)械型，利用海浪的運(yùn)動推動裝置的活動部分——鴨體、筏體、浮子等，活動部分壓縮油、水等中間介質(zhì)，通過中間介質(zhì)推動轉(zhuǎn)換發(fā)電裝置發(fā)電。三是水流型，利用收縮水道將海浪引入高位水庫形成水位差，利用水壓直接驅(qū)動水輪低轉(zhuǎn)速稀土永磁電機(jī)組發(fā)電?？偟膩碚f，現(xiàn)已投入使用的海浪發(fā)電裝置具有以下弊端成本高；運(yùn)動傳遞鏈較長、存在多次能量轉(zhuǎn)化，致使發(fā)電效率降低；需要靠近陸地安裝，受地域限制；浪高限制，較小的浪高不能發(fā)電；發(fā)電裝置暴露在海面上，易受海洋災(zāi)害侵襲。

發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的成本高、發(fā)電效率低，受地域、浪高限制，并且發(fā)電裝置暴露在海面上，易受海洋災(zāi)害侵襲的不足，本發(fā)明提出了一種雙發(fā)電機(jī)的浮箱式海浪發(fā)電
>J-U裝直。本發(fā)明包括發(fā)電箱、提供浮力的圓柱形浮筒和剛性連接桿。發(fā)電箱有多個(gè)，具體數(shù)量根據(jù)發(fā)電裝置的規(guī)模確定，并發(fā)電箱的數(shù)量須為4的倍數(shù)。所述的浮筒和連接桿的數(shù)量與發(fā)電箱的數(shù)量一致。4個(gè)發(fā)電箱及與之配套的4個(gè)浮筒和4個(gè)連接桿為一個(gè)發(fā)電單元。所述發(fā)電箱由箱體、第一低速稀土永磁發(fā)電機(jī)、第二低速稀土永磁發(fā)電機(jī)、第一齒輪加速器和第二齒輪加速器組成，其中第一低速稀土永磁發(fā)電機(jī)、第二低速稀土永磁發(fā)電機(jī)、第一齒輪加速器和第二齒輪加速器位于箱體內(nèi)。第一齒輪加速器的輸出軸和輸入軸平行，第二齒輪加速器的輸出軸和輸入軸垂直。第一低速稀土永磁發(fā)電機(jī)和第二低速稀土永磁發(fā)電機(jī)軸線平行固定安裝在箱體內(nèi)。第一低速稀土永磁發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子軸與第一齒輪加速器的輸出軸同軸固定連接，第二低速稀土永磁發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子軸與第二齒輪加速器的輸出軸同軸固定連接。所述第一齒輪加速器的輸入軸和第二齒輪加速器的輸入軸處于發(fā)電箱內(nèi)的同一高度，并分別位于發(fā)電箱相鄰的兩側(cè)面。所述第一齒輪加速器的輸入軸和第二齒輪加速器的輸入軸的中心線相互垂直。所述的第一齒輪加速器的輸入軸穿過箱體殼體上的通孔，通過連接桿與另一發(fā)電箱中的第一齒輪加速器的輸入軸連接。所述的第二齒輪加速器的輸入軸穿過箱體殼體上的通孔，通過連接桿與另一發(fā)電箱中的第二齒輪加速器的輸入軸連接。依次類推，將4個(gè)發(fā)電箱依次連接，組合成為一個(gè)發(fā)電單元。浮筒通過浮筒連桿固定在各發(fā)電箱的箱體上表面的幾何中心。所述各連接桿的兩端與第一驅(qū)動齒輪加速器的輸入軸或者第二齒輪加速器的輸入軸之間均為固定連接。連接桿長度以接近半個(gè)海浪波長為優(yōu)。 在各發(fā)電箱的箱體側(cè)表面的第一齒輪加速器的輸入軸和第二齒輪加速器的輸入軸的安裝孔內(nèi)有軸承，并通過動密封實(shí)現(xiàn)對該箱體的密封，防止海水進(jìn)入箱體內(nèi)。本發(fā)明工作時(shí)，浮筒漂浮在海面，發(fā)電箱位于水面以下，可防止惡劣海況對發(fā)電箱的破壞。浮筒隨海水上下起伏帶動發(fā)電箱一起運(yùn)動。由于連桿的存在，使相鄰的兩個(gè)發(fā)電箱起伏運(yùn)動不同步。當(dāng)相鄰兩個(gè)發(fā)電箱隨海浪起伏在垂直于水平方向有相對位移時(shí)，連接桿就會轉(zhuǎn)動一個(gè)角度，進(jìn)而使第一齒輪加速器的輸入軸和第二齒輪加速器的輸入軸轉(zhuǎn)動，加速帶動第一低速稀土永磁發(fā)電機(jī)和第二低速稀土永磁發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子軸轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生電能。附圖4是發(fā)電網(wǎng)絡(luò)圖，在該網(wǎng)絡(luò)中，本發(fā)明的一種海浪發(fā)電裝置作為一個(gè)獨(dú)立單元連接其中，能夠進(jìn)行大面積水域大功率發(fā)電。本發(fā)明能將沿著低速稀土永磁發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子軸和垂直于轉(zhuǎn)子軸兩個(gè)方向的轉(zhuǎn)動動能轉(zhuǎn)換為電能，傳動鏈短，效率高，并且結(jié)構(gòu)簡單、成本低。本發(fā)明的發(fā)電箱內(nèi)部裝有齒輪加速器，能夠?qū)⑿〔ɡ水a(chǎn)生的小起伏運(yùn)動放大，不受浪高限制。發(fā)電箱位于水面以下，能經(jīng)受較大風(fēng)浪。本發(fā)明能夠裝配中小型船只進(jìn)行發(fā)電，也能夠?yàn)楣聧u上的值守人員供電，以及油井照明供電，當(dāng)裝置連接成發(fā)電網(wǎng)絡(luò)之后即可實(shí)現(xiàn)較大功率電力輸出。


圖I海浪發(fā)電裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2發(fā)電箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。圖3發(fā)電原理示意圖。圖4發(fā)電網(wǎng)絡(luò)的示意圖。圖中I.浮筒2.發(fā)電箱3.連接桿4.箱體5.第一低速稀土永磁發(fā)電機(jī)6.第一齒輪加速器7.第一齒輪加速器的輸入軸8.第二低速稀土永磁發(fā)電機(jī)9.第二齒輪加速器10.第二齒輪加速器的輸入軸11.浮筒連桿
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施做進(jìn)一步的描述。如圖I、圖2所示，本實(shí)施例是一種浮箱式海浪發(fā)電裝置，由發(fā)電箱2、提供浮力的圓柱形浮筒I和剛性連接桿3組成。發(fā)電箱2有多個(gè)，具體數(shù)量根據(jù)發(fā)電裝置的規(guī)模確定，并且發(fā)電箱2的數(shù)量須為4的倍數(shù)。所述的浮筒I和連接桿3的數(shù)量與發(fā)電箱的數(shù)量一致。本實(shí)施例中為一個(gè)發(fā)電單元，所述的一個(gè)發(fā)電單元有4個(gè)發(fā)電箱及與之配套的4個(gè)浮筒I和4個(gè)連接桿3。本實(shí)施例以I個(gè)發(fā)電箱及與之配套的I個(gè)浮筒I和I個(gè)連接桿3為例加以描述。連接桿3的長度不固定，根據(jù)不同的海域及不同季節(jié)確定，連接桿3長度以接近半個(gè)海浪波長為優(yōu)。所述發(fā)電箱2包括長方體的箱體4、第一低速稀土永磁發(fā)電機(jī)5、第二低速稀土永磁發(fā)電機(jī)8、第一齒輪加速器6和第二齒輪加速器9,并且所述第一低速稀土永磁發(fā)電機(jī)5、第二低速稀土永磁發(fā)電機(jī)8、第一齒輪加速器6和第二齒輪加速器9安裝在箱體4內(nèi)。其中，第一齒輪加速器6的輸出軸與該第一齒輪加速器的輸入軸同軸,第二齒輪加速器輸入軸10的中心線與該第二齒輪加速器的輸出軸的中心線相互垂直。第一齒輪加速器6通過安裝座固定在箱體4內(nèi)一端的底板上,該第一齒輪加速器輸入軸7的一端穿過箱體4該端的端壁板，通過位于箱體外的連接桿3與另一發(fā)電箱中的第一齒輪加速器的輸入軸7連接。第一低速稀土永磁發(fā)電機(jī)5通過安裝座固定在箱體4內(nèi)的底板上，并位于所述第一齒輪加速器6的一側(cè)。第一低速稀土永磁發(fā)電機(jī)5的轉(zhuǎn)子軸與第一齒輪加速器的輸出軸同軸固連。第二齒輪加速器9通過安裝座固定在箱體4內(nèi)另一端的底板上，該第二齒輪加速器輸入軸10的一端穿過箱體4該端的側(cè)壁板，通過位于箱體外的連接桿3與另一發(fā)電箱中的第二齒輪加速器的輸入軸連接。第二低速稀土永磁發(fā)電機(jī)8通過安裝座固定在箱體4內(nèi)的底板上，并位于所述第二齒輪加速器9的一側(cè)。第二低速稀土永磁發(fā)電機(jī)8的轉(zhuǎn)子軸與第二齒輪加速器輸出軸同軸固連。第一齒輪加速器6與第二齒輪加速器9分別位于箱體4內(nèi)的對角上,并且第一齒輪加速器輸入軸7的軸線與第二齒輪加速器輸入軸10的軸線相互垂直，并分別通過軸承安裝在發(fā)電箱2相鄰的兩側(cè)壁板上。所述第一齒輪加速器的輸入軸7和第二齒輪加速器的輸入軸10處于發(fā)電箱2內(nèi)的同一高度。第一低速稀土永磁發(fā)電機(jī)5的軸線與第二低速稀土永磁發(fā)電機(jī)8的軸線相互平行。所述的第一齒輪加速器的輸入軸7穿過箱體4殼體上的通孔，通過連接桿3與另一發(fā)電箱中的第一齒輪加速器的輸入軸連接。所述的第二齒輪加速器的輸入軸10穿過箱體4殼體上的通孔，通過連接桿3與另一發(fā)電箱中的第二齒輪加速器的輸入軸連接。依次類推，將4個(gè)發(fā)電箱依次連接，組合成為一個(gè)發(fā)電單元。所述各連接桿3的兩端與第一齒輪加速器的輸入軸7或者第二齒輪加速器的輸入軸10之間均為固定連接。在各發(fā)電箱的箱體4上表面的幾何中心固定有浮筒連桿11。浮筒連桿11的上端與浮筒I的殼體固連。在各發(fā)電箱2的箱體4側(cè)表面的第一齒輪加速器的輸入軸7和第二齒輪加速器的輸入軸10的安裝孔內(nèi)有軸承，并通過動密封實(shí)現(xiàn)對該箱體的密封，防止海水進(jìn)入箱體內(nèi)。所述的第一低速稀土永磁發(fā)電機(jī)5、第二低速稀土永磁發(fā)電機(jī)8、第一齒輪加速器6和第二齒輪加速器9均采用現(xiàn)有技術(shù)。 發(fā)電箱2、浮筒I的尺寸根據(jù)不同發(fā)電功率變化。浮筒I所提供的最大浮力須大于發(fā)電箱2的重力。圖3是本發(fā)明的工作原理圖，如圖所示，工作時(shí)浮筒I漂浮在海面，發(fā)電箱2位于水面以下，浮筒I隨海水上下起伏帶動發(fā)電箱2 —起運(yùn)動。由于連桿3的存在，使相鄰的兩個(gè)發(fā)電箱2起伏運(yùn)動不同步。當(dāng)相鄰兩個(gè)發(fā)電箱2隨海浪起伏在垂直于水平方向有相對位移時(shí)，連接桿3就會轉(zhuǎn)動一個(gè)角度,進(jìn)而使第一齒輪加速器的輸入軸7和第二齒輪加速器的輸入軸10轉(zhuǎn)動,加速帶動第一低速稀土永磁發(fā)電機(jī)5和第二低速稀土永磁發(fā)電機(jī)8的轉(zhuǎn)子軸轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生電能。
圖4是發(fā)電網(wǎng)絡(luò)圖，在該網(wǎng)絡(luò)中，本發(fā)明的一種海浪發(fā)電裝置作為一個(gè)獨(dú)立單元連接其中，可進(jìn)行大面積水域大功率發(fā)電。
權(quán)利要求
1.一種雙發(fā)電機(jī)的浮箱式海浪發(fā)電裝置，其特征在于，包括發(fā)電箱、提供浮力的圓柱形浮筒和剛性連接桿；發(fā)電箱有多個(gè)，具體數(shù)量根據(jù)發(fā)電裝置的規(guī)模確定，并發(fā)電箱的數(shù)量須為4的倍數(shù)；所述的浮筒和連接桿的數(shù)量與發(fā)電箱的數(shù)量一致；4個(gè)發(fā)電箱及與之配套的4個(gè)浮筒和4個(gè)連接桿為ー個(gè)發(fā)電単元； 所述發(fā)電箱包括箱體、第一低速稀土永磁發(fā)電機(jī)、第二低速稀土永磁發(fā)電機(jī)、第一齒輪加速器和第二齒輪加速器，其中第一低速稀土永磁發(fā)電機(jī)、第二低速稀土永磁發(fā)電機(jī)、第一齒輪加速器和第二齒輪加速器位于箱體內(nèi)； 第一齒輪加速器的輸出軸與該第一齒輪加速器輸入軸同軸，第二齒輪加速器的輸出軸與該第二齒輪加速器的輸入軸相互垂直；第一低速稀土永磁發(fā)電機(jī)和第二低速稀土永磁發(fā)電機(jī)軸線平行固定安裝在箱體內(nèi)；第一低速稀土永磁發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子軸與第一齒輪加速器的輸出軸同軸固定連接，第二低速稀土永磁發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子軸與第二齒輪加速器的輸出軸同軸固定連接；所述第一齒輪加速器的輸入軸和第二齒輪加速器的輸入軸處于發(fā)電箱內(nèi)的同一高度，并分別位于發(fā)電箱相鄰的兩側(cè)面；所述第一齒輪加速器的輸入軸和第二齒輪加速器的輸入軸的中心線相互垂直； 所述的第一齒輪加速器的輸入軸穿過箱體殼體上的通孔，通過連接桿與另一發(fā)電箱中的第一齒輪加速器的輸入軸連接；所述的第二齒輪加速器的輸入軸穿過箱體殼體上的通孔，通過連接桿與另一發(fā)電箱中的第二齒輪加速器的輸入軸連接；依次類推，將4個(gè)發(fā)電箱依次連接，組合成為ー個(gè)發(fā)電單元；浮筒通過浮筒連桿固定在各發(fā)電箱的箱體上表面的幾何中心。
2.如權(quán)利要求I所述ー種雙發(fā)電機(jī)的浮箱式海浪發(fā)電裝置，其特征在于，連接桿長度以接近半個(gè)海浪波長為優(yōu)。
3.如權(quán)利要求I所述ー種雙發(fā)電機(jī)的浮箱式海浪發(fā)電裝置，其特征在于，在各發(fā)電箱的箱體側(cè)表面的第一齒輪加速器的輸入軸和第二齒輪加速器的輸入軸的安裝孔內(nèi)有軸承，并通過動密封實(shí)現(xiàn)對該箱體的密封。
全文摘要
一種雙發(fā)電機(jī)的浮箱式海浪發(fā)電裝置，包括發(fā)電箱、提供浮力的圓柱形浮筒和剛性連接桿。發(fā)電箱有多個(gè)，具體數(shù)量根據(jù)發(fā)電裝置的規(guī)模確定，并發(fā)電箱的數(shù)量須為4的倍數(shù)。所述的浮筒和連接桿的數(shù)量與發(fā)電箱的數(shù)量一致。4個(gè)發(fā)電箱及與之配套的4個(gè)浮筒和4個(gè)連接桿為一個(gè)發(fā)電單元。發(fā)電箱箱體內(nèi)安裝有第一低速稀土永磁發(fā)電機(jī)、第二低速稀土永磁發(fā)電機(jī)、第一齒輪加速器和第二齒輪加速器組成。本發(fā)明能將沿著雙出軸低速稀土永磁發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子軸和垂直于轉(zhuǎn)子軸兩個(gè)方向的轉(zhuǎn)動動能轉(zhuǎn)換為電能，并能夠?qū)⑿〔ɡ水a(chǎn)生的小起伏運(yùn)動放大，不受浪高限制。具有傳動鏈短、效率高、結(jié)構(gòu)簡單和成本低特點(diǎn)，適用于中小型船只的發(fā)電，以及為島嶼值守人員供電。
文檔編號F03B13/20GK102650256SQ201210162278
公開日2012年8月29日 申請日期2012年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月23日
發(fā)明者仇理寬, 孟祥堯, 宋東, 宋保維, 段睿, 毛昭勇, 田文龍 申請人:西北工業(yè)大學(xué)