一種海上浮動平臺浮子式波浪發(fā)電的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種海上浮動平臺浮子式波浪發(fā)電機，解決浮子發(fā)電裝置缺乏對發(fā)電機轉(zhuǎn)動慣性的利用，而且需要克服轉(zhuǎn)動慣性，導(dǎo)致發(fā)電效率低問題。本裝置包括設(shè)置在岸上的發(fā)電機和設(shè)置在海面上的浮子，其特征在于：所述發(fā)電機的轉(zhuǎn)子同軸連接有齒輪，所述浮子和齒輪之間通過擺桿連接，擺桿中部鉸接在岸邊的支座上，擺桿靠岸的一端為與齒輪嚙合的扇齒，擺桿的另一端轉(zhuǎn)動連接在浮子上，所述齒輪的兩側(cè)分別通過棘輪連接有發(fā)電機，所述齒輪兩側(cè)的棘輪分別為驅(qū)動方向相反的正向棘輪和反向棘輪。本發(fā)明通過海面上多個浮子并列、平臺上多個發(fā)電機串聯(lián)的發(fā)電裝置，實現(xiàn)了高效穩(wěn)定的發(fā)電陣列；合理利用轉(zhuǎn)動慣性，提高能量利用；利用擺桿和浮子的角度變化，在浮子上同步進行發(fā)電。
【專利說明】一種海上浮動平臺浮子式波浪發(fā)電機
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種波浪發(fā)電裝置，特別涉及一種海上浮動平臺浮子式波浪發(fā)電機?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]海洋中潮起潮落、洋流流動、波浪起伏都蘊含著巨大的能源，在能源日益緊張的今日，海洋能源是一個巨大的寶庫，海洋潮汐能、波浪能清潔無污染，且潛能巨大，而目前人們對還能能源的開發(fā)還只是滄海一粟。而另一方面，一些搭建在海上的平臺，只能從陸地遠程送電，不僅送電成本高，而且送電風(fēng)險也大，如果采用柴油發(fā)電機發(fā)電，發(fā)電成本更好。對于這些海上平臺，平臺周邊的波浪和洋流都蘊含著巨大的能源，如果能進行開發(fā)利用來發(fā)電，能代替一部分的用電，能有效降低用電成本。
[0003]中國專利局2013年12月4日公開的CN103423072A號專利申請文件，名稱為新型震蕩浮子式海洋波浪能發(fā)電裝置，該裝置利用浮子升降，推動浮子上方的齒條升降，繼而由齒條帶動齒輪轉(zhuǎn)動，齒輪經(jīng)過增速后帶動發(fā)電機轉(zhuǎn)動記性發(fā)電。該裝置雖然采用棘輪實現(xiàn)了升降雙向傳動，但是采用單套的增速器和發(fā)電機，當(dāng)正反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換時，需要強行克服電機和增速器的轉(zhuǎn)動慣性，能量損失大，影響發(fā)電效率，而且該裝置浮子驅(qū)動的連桿是上下豎直運動，而波浪存在橫向的推動力，會對浮子的連桿產(chǎn)生較大的剪切力，容易卡死。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于解決上訴浮子發(fā)電裝置在浮子沉浮過程中電機同步轉(zhuǎn)向，不僅缺乏對發(fā)電機轉(zhuǎn)動慣性的利用，而且需要克服轉(zhuǎn)動慣性，導(dǎo)致發(fā)電效率低問題，提供一種高效的海上浮動平臺浮子式波浪發(fā)電機。
[0005]同時，并發(fā)明還利用傾斜的擺桿連接浮子，利用擺桿和浮子的角度變化，驅(qū)動浮子一端同時進行發(fā)電。
[0006]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種海上浮動平臺浮子式波浪發(fā)電機，包括設(shè)置在岸上的發(fā)電機和設(shè)置在海面上的浮子，所述發(fā)電機的轉(zhuǎn)子同軸連接有齒輪，所述浮子和齒輪之間通過擺桿連接，擺桿中部鉸接在岸邊的支座上，擺桿靠岸的一端為與齒輪嚙合的扇齒，擺桿的另一端轉(zhuǎn)動連接在浮子上，所述齒輪的兩側(cè)分別通過棘輪連接有發(fā)電機，所述齒輪兩側(cè)的棘輪分別為驅(qū)動方向相反的正向棘輪和反向棘輪。浮子上浮時，通過擺桿帶動齒輪正傳，齒輪通過正向棘輪帶動一側(cè)的發(fā)電機轉(zhuǎn)子正向轉(zhuǎn)動發(fā)電；浮子下沉?xí)r，通過擺桿帶動齒輪反傳，齒輪通過反向棘輪帶動另一側(cè)的發(fā)電機轉(zhuǎn)子反向轉(zhuǎn)動發(fā)電，同時，正向轉(zhuǎn)動的發(fā)電機利用本身的慣性持續(xù)轉(zhuǎn)動發(fā)電；同樣的浮子第二次上浮時，反向轉(zhuǎn)動的發(fā)電機利用慣性持續(xù)轉(zhuǎn)動。當(dāng)波浪起伏幅度變小，后一次浮子沉浮帶動齒輪轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)速小于發(fā)電機轉(zhuǎn)子慣性轉(zhuǎn)速時，由于棘輪的作用，齒輪不會對發(fā)電機起到反拖阻礙。
[0007]作為優(yōu)選，所述發(fā)電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸在發(fā)電機兩端均伸出作為驅(qū)動端，多個發(fā)電機和多個齒輪在岸上間隔串聯(lián)設(shè)置，海面上并列設(shè)置有多個與齒輪一一對應(yīng)的浮子，相鄰的發(fā)電機和齒輪之間設(shè)有棘輪，且同一發(fā)電機兩端的棘輪驅(qū)動方向相同。海面上并列設(shè)置的浮子不同步地上下浮動，帶動岸上的各個齒輪不同步正轉(zhuǎn)或者反轉(zhuǎn)，而同一個發(fā)電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸兩端均伸出作為驅(qū)動端，分別受發(fā)電機兩端的兩個齒輪驅(qū)動。同一發(fā)電機兩端棘輪方向一致，對于齒輪來說，相鄰的兩個齒輪的左右兩側(cè)棘輪方向布置的相反的。這樣間隔串聯(lián)式的布置，保證了發(fā)電量的穩(wěn)定，又能給不同的浮子形成互補，充分利用每個浮子和電機。
[0008]作為優(yōu)選，所述齒輪與齒輪一側(cè)的發(fā)電機之間設(shè)有兩個同向棘輪，兩個棘輪之間設(shè)置有增速器。增速器為一個變速比大于一的變速器，可以采用行星齒輪組、或者普通齒輪組來實現(xiàn)。當(dāng)齒輪轉(zhuǎn)動時，先通過棘輪帶動增速器，然后由增速器增加轉(zhuǎn)速后，通過棘輪帶動發(fā)電機轉(zhuǎn)子。這樣當(dāng)浮子浮沉轉(zhuǎn)換時，齒輪和原來一側(cè)的增速器脫離接觸，減少換向阻力，也避免增速器受到過大的沖擊。而增速器本身阻尼大，在發(fā)電機轉(zhuǎn)子依靠慣性轉(zhuǎn)動、或者依靠發(fā)電機另一端動力輸入時，能及時脫開，保證發(fā)電效率。
[0009]作為優(yōu)選，所述擺桿靠岸的一端的扇齒以擺桿鉸接支座為軸心。扇齒本身和齒輪之間具有較大的傳動比。
[0010]作為優(yōu)選，所述浮子一端的擺桿與浮子的側(cè)壁鉸接后伸入浮子內(nèi)，浮子內(nèi)的擺桿端部為扇齒，浮子內(nèi)設(shè)有與扇齒嚙合的齒輪，齒輪兩側(cè)分別通過驅(qū)動方向相反的正向棘輪和反向棘輪連接有發(fā)電機。擺桿傾斜設(shè)置連接浮子，當(dāng)浮子浮沉?xí)r，擺桿和浮子的角度產(chǎn)生變化，利用這一角度變化，伸入浮子內(nèi)的擺桿扇齒能相對轉(zhuǎn)動，帶動浮子內(nèi)的齒輪轉(zhuǎn)動，并轉(zhuǎn)換為發(fā)電機發(fā)電的能源。
[0011]作為優(yōu)選，浮子內(nèi)的齒輪和齒輪一側(cè)發(fā)電機之間設(shè)有兩個同向的棘輪，兩個棘輪之間設(shè)有增速器。
[0012]作為優(yōu)選，所述浮子內(nèi)的發(fā)電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸外端向外伸出，并在發(fā)電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸外端設(shè)有飛輪。在齒輪反向轉(zhuǎn)動后，棘輪脫離時，發(fā)電機能利用飛輪的大轉(zhuǎn)動慣性，保持較長的轉(zhuǎn)動時間，進行發(fā)電。
[0013]作為優(yōu)選，所述浮子內(nèi)的擺桿扇齒以擺桿和浮子側(cè)壁鉸接點為軸心。
[0014]本發(fā)明適用于浮動碼頭等海上浮動平臺的波浪能發(fā)電，本裝置通過海面上多個浮子并列、平臺上多個發(fā)電機串聯(lián)的發(fā)電裝置，實現(xiàn)了高效穩(wěn)定的發(fā)電陣列；通過棘輪以及飛輪的利用，合理利用轉(zhuǎn)動慣性，提高能量利用；利用擺桿和浮子的角度變化，在浮子上同步進行發(fā)電。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明一種結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖2是本發(fā)明岸上發(fā)電的一種布置結(jié)構(gòu)圖。
[0017]圖3是本發(fā)明岸上發(fā)電的第二種布置結(jié)構(gòu)圖，且以圖2中A位置局部放大為例。
[0018]圖4是本發(fā)明浮子發(fā)電結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖5是本發(fā)明正向棘輪結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖6是本發(fā)明反向棘輪結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖中:1.浮子，2.擺桿，3.支座，4.扇齒，5.齒輪，6.發(fā)電機，7.防水罩，8.正向棘輪，9.反向棘輪，10.增速器，11.飛輪。
【具體實施方式】[0022]下面通過具體實施例并結(jié)合附圖對本發(fā)明進一步說明。
[0023]實施例1:一種海上浮動平臺浮子式波浪發(fā)電機，如圖1、圖2所示。本裝置在海上平臺使用，岸上同軸間隔布置有多個齒輪5和發(fā)電機6，軸線與岸線平行。發(fā)電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸兩端均伸出作為驅(qū)動端，分別與兩端的齒輪連接，因此齒輪與發(fā)電機間隔串聯(lián)布置。相鄰的齒輪和發(fā)電機之間設(shè)有棘輪，同一齒輪的兩側(cè)分別為正向棘輪8和反向棘輪9,而同一發(fā)電機的兩側(cè)均為正向棘輪8或者反向棘輪9。
[0024]如圖1所示，岸上的齒輪5通過擺桿2受漂浮在海面的浮子I驅(qū)動，擺桿2的中部擺動連接在岸邊的支架3上。擺桿朝岸的一端為與岸上齒輪嚙合的扇齒4，此端的扇齒以擺桿與支架連接點為轉(zhuǎn)動軸心。
[0025]如圖1、圖4所示，擺桿2朝浮子的一端與浮子側(cè)壁鉸接后，伸入浮子內(nèi)部，浮子內(nèi)的擺桿端部也為扇齒4,扇齒4與浮子內(nèi)的齒輪5哨合。浮子內(nèi)的齒輪5 —側(cè)通過一正向棘輪8連接增速器10，增速器再通過第二個正向棘輪連接發(fā)電機6，發(fā)電機6轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸另一端向外伸出并掛設(shè)有飛輪11，增速器可以將齒輪的轉(zhuǎn)動放大后傳遞給發(fā)電機，并通過飛輪的慣性，保證齒輪逆向旋轉(zhuǎn)后，具有較大的轉(zhuǎn)動慣量，保持穩(wěn)定發(fā)電。浮子內(nèi)的齒輪5另一側(cè)通過一反向棘輪9連接增速器10，增速器再通過第二個反向棘輪連接發(fā)電機6，發(fā)電機6轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸另一端向外伸出并掛設(shè)有飛輪11。
[0026]正向棘輪和反向棘輪如圖5，圖6所示，兩者驅(qū)動方向一個為正時針、一個為逆時針。
[0027]岸上發(fā)電機工作過程:擺桿將浮子沉浮通過岸端的扇齒傳遞給岸上的齒輪，上浮時，齒輪正向旋轉(zhuǎn)，帶動一側(cè)的正向棘輪將轉(zhuǎn)動傳遞給發(fā)電機；下沉?xí)r齒輪反向旋轉(zhuǎn)，帶動另一側(cè)的反向棘輪將轉(zhuǎn)動傳遞給另一側(cè)的發(fā)電機。同一發(fā)電機可以兩端均接受浮子傳遞的轉(zhuǎn)動，保證發(fā)電機穩(wěn)定運行。
[0028]浮子發(fā)電機工作過程:浮子沉浮過程中，浮子與擺桿的角度發(fā)生變化，體現(xiàn)為浮子內(nèi)扇齒的擺動，浮子上浮時，扇齒帶動齒輪正向轉(zhuǎn)動，通過一側(cè)的正向棘輪傳遞給增速器，增速器將齒輪轉(zhuǎn)動放大后，通過第二個正向棘輪帶動發(fā)電機發(fā)電，并帶動發(fā)電機外端的飛輪轉(zhuǎn)動，當(dāng)浮子下沉?xí)r，正向棘輪脫離，飛輪的慣性使發(fā)電機轉(zhuǎn)子能保持一定的轉(zhuǎn)速持續(xù)發(fā)電；當(dāng)浮子下沉?xí)r，扇齒帶動齒輪反向轉(zhuǎn)動，通過另一側(cè)的反向棘輪傳遞給增速器，增速器將齒輪轉(zhuǎn)動放大后，通過第二個反向棘輪帶動發(fā)電機發(fā)電，并帶動發(fā)電機外端的飛輪轉(zhuǎn)動，當(dāng)浮子上浮時，反向棘輪脫離，飛輪的慣性使發(fā)電機轉(zhuǎn)子能保持一定的轉(zhuǎn)速持續(xù)發(fā)電。
[0029]實施例2: —種海上浮動平臺浮子式波浪發(fā)電機，如圖3所示。本實施例中，岸上發(fā)電機組中，齒輪5 —側(cè)通過一正向棘輪8連接增速器10，增速器再通過第二個正向棘輪連接發(fā)電機6 ;齒輪另一側(cè)通過一反向棘輪9連接增速器10，增速器再通過第二個反向棘輪連接發(fā)電機6。采用增速器對齒輪轉(zhuǎn)動放大后帶動發(fā)電機，提供更高效的發(fā)電模式，且采用棘輪傳動，無論是齒輪換向時，還是發(fā)電機另一端驅(qū)動時，增速器均能脫開，不會形成負擔(dān)。其他結(jié)構(gòu)與實施例1相同。
【權(quán)利要求】
1.一種海上浮動平臺浮子式波浪發(fā)電機，包括設(shè)置在岸上的發(fā)電機和設(shè)置在海面上的浮子，其特征在于:所述發(fā)電機的轉(zhuǎn)子同軸連接有齒輪，所述浮子和齒輪之間通過擺桿連接，擺桿中部鉸接在岸邊的支座上，擺桿靠岸的一端為與齒輪嚙合的扇齒，擺桿的另一端轉(zhuǎn)動連接在浮子上，所述齒輪的兩側(cè)分別通過棘輪連接有發(fā)電機，所述齒輪兩側(cè)的棘輪分別為驅(qū)動方向相反的正向棘輪和反向棘輪。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種海上浮動平臺浮子式波浪發(fā)電機，其特征在于:所述發(fā)電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸在發(fā)電機兩端均伸出作為驅(qū)動端，多個發(fā)電機和多個齒輪在岸上間隔串聯(lián)設(shè)置，海面上并列設(shè)置有多個與齒輪一一對應(yīng)的浮子，相鄰的發(fā)電機和齒輪之間設(shè)有棘輪，且同一發(fā)電機兩端的棘輪驅(qū)動方向相同。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種海上浮動平臺浮子式波浪發(fā)電機，其特征在于:所述齒輪與齒輪一側(cè)的發(fā)電機之間設(shè)有兩個同向棘輪，兩個棘輪之間設(shè)置有增速器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種海上浮動平臺浮子式波浪發(fā)電機，其特征在于:所述擺桿靠岸的一端的扇齒以擺桿鉸接支座為軸心。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種海上浮動平臺浮子式波浪發(fā)電機，其特征在于:所述浮子一端的擺桿與浮子的側(cè)壁鉸接后伸入浮子內(nèi)，浮子內(nèi)的擺桿端部為扇齒，浮子內(nèi)設(shè)有與扇齒嚙合的齒輪，齒輪兩側(cè)分別通過驅(qū)動方向相反的正向棘輪和反向棘輪連接有發(fā)電機。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種海上浮動平臺浮子式波浪發(fā)電機，其特征在于:浮子內(nèi)的齒輪和齒輪一側(cè)發(fā)電機之間設(shè)有兩個同向的棘輪，兩個棘輪之間設(shè)有增速器。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的一種海上浮動平臺浮子式波浪發(fā)電機，其特征在于:所述浮子內(nèi)的發(fā)電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸外端向外伸出，并在發(fā)電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸外端設(shè)有飛輪。
8.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的一種海上浮動平臺浮子式波浪發(fā)電機，其特征在于:所述浮子內(nèi)的擺桿扇齒以擺桿和浮子側(cè)壁鉸接點為軸心。
【文檔編號】F03B13/14GK103994015SQ201410041555
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2014年1月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月28日
【發(fā)明者】陳正壽 申請人:浙江海洋學(xué)院