本實(shí)用新型屬于新能源供電技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種多能互補(bǔ)供電系統(tǒng)中的波浪能發(fā)電單元。

背景技術(shù)：

目前社會(huì)形勢(shì)下，隨著全國工業(yè)化的飛速發(fā)展，對(duì)礦物能源需求也越來越大，如果不采取積極措施尋找其他能量轉(zhuǎn)換方式和開發(fā)新能源利用策略，能源問題將嚴(yán)重威脅到人類社會(huì)的生存和發(fā)展。風(fēng)能、太陽能、海洋能等可再生能源儲(chǔ)量巨大、分布廣泛、開發(fā)利用無污染。

國家海洋技術(shù)中心的研究員們?cè)鴮?duì)大管島進(jìn)行了研究，并發(fā)現(xiàn)了一篇名為《大管島多能互補(bǔ)獨(dú)立供電系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)研究》的論文(海洋技術(shù)第27卷第4期)，其中對(duì)于波浪能發(fā)電單元，采用擺式波力發(fā)電形式，當(dāng)入射波進(jìn)入水室時(shí)，由于水室后墻反射回來的波動(dòng)疊加，在水室里形成駐波，利用駐波的振動(dòng)作用，帶動(dòng)懸掛的擺板吸收波浪的能量，將波浪能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，最終轉(zhuǎn)換成電能輸出。而為了避免當(dāng)大海產(chǎn)生強(qiáng)風(fēng)巨浪時(shí)，釋放破壞力巨大的能量損壞發(fā)電系統(tǒng)，通常在擺板軸與液壓泵之間設(shè)置離合器，控制波浪電站的其它設(shè)備與輸入波浪能的擺板軸之間的連接和分離。

上述論文中的方案，雖然基本實(shí)現(xiàn)了多能互補(bǔ)發(fā)電的目的，并且增設(shè)了離合器，當(dāng)海里出現(xiàn)巨風(fēng)大浪時(shí)，可將擺板軸與發(fā)電系統(tǒng)分離開，但卻導(dǎo)致了波浪能的浪費(fèi)，并且由于臺(tái)風(fēng)天氣的太陽能發(fā)電效果是有限的，風(fēng)力發(fā)電同樣存在會(huì)因?yàn)獒尫牌茐牧薮蟮哪芰繐p壞發(fā)電系統(tǒng)的問題，進(jìn)而導(dǎo)致在臺(tái)風(fēng)天氣時(shí)，使得各發(fā)電系統(tǒng)都停止工作，島上居民只能使用蓄電池的電。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型是針對(duì)現(xiàn)有的技術(shù)存在的上述問題，提供一種波浪能發(fā)電單元，本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是：如何使得本波浪能發(fā)電單元在風(fēng)浪大的天氣時(shí)也可正常發(fā)電。

本實(shí)用新型的目的可通過下列技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

一種多能互補(bǔ)供電系統(tǒng)中的波浪能發(fā)電單元，其特征在于，所述波浪能發(fā)電單元包括：

水室，所述水室固定于海底中；

擺板，所述擺板通過擺板軸轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置于水室內(nèi)，所述擺板軸的一端固定有主動(dòng)盤；

液壓泵，所述液壓泵的輸入端設(shè)置有從動(dòng)盤，所述從動(dòng)盤與主動(dòng)盤之間設(shè)置有可調(diào)節(jié)兩者角傳動(dòng)比的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)；

蓄能器，所述蓄能器的輸入端與液壓泵的輸出端相連接，所述蓄能器的輸出端連接有一發(fā)電機(jī)。

其工作原理如下：當(dāng)波浪進(jìn)入水室中，由于水室后墻反射回來的波動(dòng)疊加，要在水室里形成駐波，利用駐波的振動(dòng)作用，帶動(dòng)懸掛的擺板吸收波浪的能量，將波浪能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，并通過調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)傳遞給液壓泵，驅(qū)動(dòng)液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)，使發(fā)電機(jī)處于工作狀態(tài)，開始發(fā)電。由于本波浪能發(fā)電單元在主動(dòng)盤與從動(dòng)盤之間設(shè)計(jì)有調(diào)節(jié)兩者角傳動(dòng)比的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)；因此，如遇到風(fēng)浪較大的天氣，可通過調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)主動(dòng)盤與從動(dòng)盤之間的角傳動(dòng)比，避免因釋放較大的能量損壞發(fā)電機(jī)，同時(shí)又可保證其在風(fēng)浪較大的天氣中可正常發(fā)電。

在上述的一種多能互補(bǔ)供電系統(tǒng)中的波浪能發(fā)電單元中，所述主動(dòng)盤和從動(dòng)盤均套設(shè)于一固定軸上，所述主動(dòng)盤的內(nèi)側(cè)面上開設(shè)有主動(dòng)上環(huán)形槽和主動(dòng)下環(huán)形槽，所述主動(dòng)上環(huán)形槽和主動(dòng)下環(huán)形槽均位于所述固定軸的兩側(cè)；所述從動(dòng)盤的內(nèi)側(cè)面上開設(shè)有從動(dòng)上環(huán)形槽和從動(dòng)下環(huán)形槽，所述從動(dòng)上環(huán)形槽和從動(dòng)下環(huán)形槽均位于所述固定軸的兩側(cè)。

在上述的一種多能互補(bǔ)供電系統(tǒng)中的波浪能發(fā)電單元中，所述調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括上轉(zhuǎn)軸和下轉(zhuǎn)軸，所述上轉(zhuǎn)軸上轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置有上滾輪，所述上滾輪的輪緣分別設(shè)置于主動(dòng)上環(huán)形槽及從動(dòng)上環(huán)形槽內(nèi)；所述下轉(zhuǎn)軸上轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置有下滾輪，所述下滾輪的輪緣分別設(shè)置于主動(dòng)下環(huán)形槽及從動(dòng)下環(huán)形槽內(nèi)；所述調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)還包括能夠帶動(dòng)所述上轉(zhuǎn)軸和下轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)源。

在上述的一種多能互補(bǔ)供電系統(tǒng)中的波浪能發(fā)電單元中，所述驅(qū)動(dòng)源包括電機(jī)、主動(dòng)齒輪及從動(dòng)齒輪，所述電機(jī)固定于水室上，所述電機(jī)的輸出端與主動(dòng)齒輪的一側(cè)相固連，所述上轉(zhuǎn)軸的端部與主動(dòng)齒輪的另一側(cè)相連接，所述從動(dòng)齒輪與主動(dòng)齒輪相嚙合，所述下轉(zhuǎn)軸的端部與從動(dòng)齒輪的中心相固連。當(dāng)擺板軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，可帶動(dòng)主動(dòng)盤轉(zhuǎn)動(dòng)，通過主動(dòng)盤上的主動(dòng)上、下環(huán)形槽的槽面，依靠?jī)烧咧g的摩擦力帶動(dòng)上滾輪和下滾輪繞其自身的軸線自轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)從動(dòng)盤及液壓泵的輸入端旋轉(zhuǎn)。改變上滾輪和下滾輪的傾斜角度，即可改變上滾輪和下滾輪在上述4個(gè)環(huán)形槽上的接觸點(diǎn)到中心軸線的距離，從而改變角傳動(dòng)比；而本申請(qǐng)中，可通過電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)主動(dòng)齒輪及從動(dòng)齒輪同步轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而使上滾輪與下滾輪旋轉(zhuǎn)相同的角度，調(diào)節(jié)兩者在上述4個(gè)環(huán)形槽上的接觸點(diǎn)到中心軸線的距離，從而改變角傳動(dòng)比。

在上述的一種多能互補(bǔ)供電系統(tǒng)中的波浪能發(fā)電單元中，所述主動(dòng)盤與從動(dòng)盤的尺寸相等，所述主動(dòng)齒輪與從動(dòng)齒輪的尺寸相等。

在上述的一種多能互補(bǔ)供電系統(tǒng)中的波浪能發(fā)電單元中，所述驅(qū)動(dòng)源包括兩個(gè)電機(jī)，兩個(gè)所述電機(jī)分別與所述上轉(zhuǎn)軸及下轉(zhuǎn)軸的端部相固連。

在上述的一種多能互補(bǔ)供電系統(tǒng)中的波浪能發(fā)電單元中，所述上轉(zhuǎn)軸及下轉(zhuǎn)軸上均開設(shè)有凹槽，所述上滾輪和下滾輪分別設(shè)置于上轉(zhuǎn)軸的凹槽及下轉(zhuǎn)軸的凹槽內(nèi)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)：

本波浪能發(fā)電單元在主動(dòng)盤與從動(dòng)盤之間設(shè)計(jì)有調(diào)節(jié)兩者角傳動(dòng)比的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)；因此，如遇到風(fēng)浪較大的天氣，可通過調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)主動(dòng)盤與從動(dòng)盤之間的角傳動(dòng)比，避免因釋放較大的能量損壞發(fā)電機(jī)，同時(shí)又可保證其在風(fēng)浪較大的天氣中可正常發(fā)電。

附圖說明

圖1是實(shí)施例中本波浪能發(fā)電單元的原理示意圖。

圖2是實(shí)施例中本調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是實(shí)施例中本調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的剖面圖。

圖中，1、水室；2、擺板；3、擺板軸；4、主動(dòng)盤；41、主動(dòng)上環(huán)形槽；42、主動(dòng)下環(huán)形槽；5、液壓泵；6、從動(dòng)盤；61、從動(dòng)上環(huán)形槽；62、從動(dòng)下環(huán)形槽；7、調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)；71、固定軸；72、上轉(zhuǎn)軸；73、下轉(zhuǎn)軸；74、上滾輪；75、下滾輪；76、電機(jī)；77、主動(dòng)齒輪；78、從動(dòng)齒輪；8、蓄能器；9、發(fā)電機(jī)。

具體實(shí)施方式

以下是本實(shí)用新型的具體實(shí)施例并結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步的描述，但本實(shí)用新型并不限于這些實(shí)施例。

如圖1所示，本波浪能發(fā)電單元包括水室1、擺板2、液壓泵5和蓄能器8，水室1固定于海底中；擺板2通過擺板軸3轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置于水室1內(nèi)，擺板軸3的一端固定有主動(dòng)盤4；液壓泵5的輸入端設(shè)置有從動(dòng)盤6，從動(dòng)盤6與主動(dòng)盤4之間設(shè)置有可調(diào)節(jié)兩者角傳動(dòng)比的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)7；蓄能器8的輸入端與液壓泵5的輸出端相連接，蓄能器8的輸出端連接有一發(fā)電機(jī)9。

如圖2、圖3所示，具體來講，主動(dòng)盤4和從動(dòng)盤6均套設(shè)于一固定軸71上，主動(dòng)盤4的內(nèi)側(cè)面上開設(shè)有主動(dòng)上環(huán)形槽41和主動(dòng)下環(huán)形槽42，主動(dòng)上環(huán)形槽41和主動(dòng)下環(huán)形槽42均位于固定軸71的兩側(cè)；從動(dòng)盤6的內(nèi)側(cè)面上開設(shè)有從動(dòng)上環(huán)形槽61和從動(dòng)下環(huán)形槽62，從動(dòng)上環(huán)形槽61和從動(dòng)下環(huán)形槽62均位于固定軸71的兩側(cè)。調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)7包括上轉(zhuǎn)軸72和下轉(zhuǎn)軸73，上轉(zhuǎn)軸72上轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置有上滾輪74，上滾輪74的輪緣分別設(shè)置于主動(dòng)上環(huán)形槽41及從動(dòng)上環(huán)形槽61內(nèi)；下轉(zhuǎn)軸73上轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置有下滾輪75，下滾輪75的輪緣分別設(shè)置于主動(dòng)下環(huán)形槽42及從動(dòng)下環(huán)形槽62內(nèi)；調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)7還包括能夠帶動(dòng)上轉(zhuǎn)軸72和下轉(zhuǎn)軸73轉(zhuǎn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)源。驅(qū)動(dòng)源包括電機(jī)76、主動(dòng)齒輪77及從動(dòng)齒輪78，電機(jī)76固定于水室1上，電機(jī)76的輸出端與主動(dòng)齒輪77的一側(cè)相固連，上轉(zhuǎn)軸72的端部與主動(dòng)齒輪77的另一側(cè)相連接，從動(dòng)齒輪78與主動(dòng)齒輪77相嚙合，下轉(zhuǎn)軸73的端部與從動(dòng)齒輪78的中心相固連。主動(dòng)盤4與從動(dòng)盤6的尺寸相等，主動(dòng)齒輪77與從動(dòng)齒輪78的尺寸相等。上轉(zhuǎn)軸72及下轉(zhuǎn)軸73上均開設(shè)有凹槽，上滾輪74和下滾輪75分別設(shè)置于上轉(zhuǎn)軸72的凹槽及下轉(zhuǎn)軸73的凹槽內(nèi)。作為其它方案，驅(qū)動(dòng)源包括兩個(gè)電機(jī)76，兩個(gè)電機(jī)76分別與上轉(zhuǎn)軸72及下轉(zhuǎn)軸73的端部相固連。

本實(shí)用新型的工作原理如下：當(dāng)擺板軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，可帶動(dòng)主動(dòng)盤轉(zhuǎn)動(dòng)，通過主動(dòng)盤上的主動(dòng)上、下環(huán)形槽的槽面，依靠?jī)烧咧g的摩擦力帶動(dòng)上滾輪和下滾輪繞其自身的軸線自轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)從動(dòng)盤及液壓泵的輸入端旋轉(zhuǎn)。改變上滾輪和下滾輪的傾斜角度，即可改變上滾輪和下滾輪在上述4個(gè)環(huán)形槽上的接觸點(diǎn)到中心軸線的距離，從而改變角傳動(dòng)比；而本申請(qǐng)中，可通過電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)主動(dòng)齒輪及從動(dòng)齒輪同步轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而使上滾輪與下滾輪旋轉(zhuǎn)相同的角度，調(diào)節(jié)兩者在上述4個(gè)環(huán)形槽上的接觸點(diǎn)到中心軸線的距離，從而改變角傳動(dòng)比。因此，如遇到風(fēng)浪較大的天氣，可通過調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)主動(dòng)盤與從動(dòng)盤之間的角傳動(dòng)比，避免因釋放較大的能量損壞發(fā)電機(jī)，同時(shí)又可保證其在風(fēng)浪較大的天氣中可正常發(fā)電。

本文中所描述的具體實(shí)施例僅僅是對(duì)本實(shí)用新型精神作舉例說明。本實(shí)用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替代，但并不會(huì)偏離本實(shí)用新型的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。