專利名稱：海浪推力發(fā)電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型為海浪推力發(fā)電裝置。
海浪是一種豐富的能源。在現(xiàn)有技術(shù)中，多為潮汐發(fā)電裝置，即利用潮汐所產(chǎn)生的水位差，用低水頭發(fā)電機(jī)發(fā)電；也有以海浪的上下起伏差(因“無風(fēng)三尺浪”，可利用)以驅(qū)動發(fā)電裝置的，如中國科學(xué)院廣州能源研究所研制的BD101型波力發(fā)電裝置。
可以看出，現(xiàn)有技術(shù)的海浪發(fā)電裝置，只是利用了海潮造成的水位差和海浪的起伏差。而海浪還有一個(gè)現(xiàn)象，就是不間斷地一浪接一浪向海岸推進(jìn)。這也是一種力量，一種能源，也可以作為一種推動力，通過傳感裝置，傳動系統(tǒng)使發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)電。
本實(shí)用新型的目的，就是利用海浪的推進(jìn)力，是海浪能源利用的又一種形式。
本實(shí)用新型的工作原理如下(參見圖1)漂浮于海面的平臺(2)上裝置三個(gè)以上傳感器(1)，傳感器上基本上垂直于海浪推進(jìn)方向和海平面的傳感板(19)為接受海浪推進(jìn)力的工作部件。各傳感板的位置前后錯(cuò)開，所以接受一個(gè)海浪推力的時(shí)間也有先后不同，傳感板(19)受力產(chǎn)生位移，通過傳感器內(nèi)軸推動連桿(3)，連桿推曲軸、軸柄。數(shù)個(gè)傳感板不同時(shí)間受海浪推力。使各個(gè)曲軸軸柄也不同時(shí)間連續(xù)受力，使曲軸產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。安裝于曲柄中部的主動輪(5)通過變速裝置帶動發(fā)電機(jī)軸的被動輪，使發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)而發(fā)電。
由于本實(shí)用新型是利用海浪推動的水位差，利用傳感板前后的位移差，及每個(gè)傳感器推動曲軸的時(shí)間差使發(fā)電機(jī)不停地旋轉(zhuǎn)發(fā)電，所以也稱本實(shí)用新型為“三差發(fā)電裝置”。
本實(shí)用新型的基本結(jié)構(gòu)是由傳感器(1)、平臺(2)、連桿(3)、曲軸(4)、傳動齒輪(5)、發(fā)電機(jī)(6)及其他連接件組成(見圖1)。
各部件的基本結(jié)構(gòu)和要求如下1、平臺(2)是一個(gè)密封裝置，可浮于海面，用以安裝和支承傳感器、傳動系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)等；2、傳感器(1)由可開合的傳感板，開合控制系統(tǒng)傳感軸、傳感內(nèi)軸等構(gòu)成。傳感板打開時(shí)成方形(或圓形或其他形)平面，(或略有角度)垂直于海浪推進(jìn)方向和海平面。開合控制系統(tǒng)根據(jù)曲軸運(yùn)轉(zhuǎn)角的需要，能使傳感板在打開時(shí)接受海浪推力。傳感器完成推力任務(wù)后，為了避免繼續(xù)隨海浪推力做負(fù)功，而在回位時(shí)閉合，同時(shí)又減小回位阻力和雜波干擾，傳感軸一端與傳感板相連，另一端穿過傳感軸套經(jīng)內(nèi)軸(33)與連接軸鉸接。
3、連桿(3)一端與連接軸(34)鉸接，另一端鉸接于相應(yīng)的曲軸連桿軸頸上
4、曲軸(4)曲軸上，根據(jù)傳感器的數(shù)量制有相同數(shù)量的曲柄和連桿軸頸，并在曲軸圓周上均勻分布(見圖5)，曲軸上可有多個(gè)主軸頸，通過軸承和軸承座安裝在平臺上(或機(jī)架上)。
5、傳動齒輪(5)較大的主傳動齒輪安裝在曲軸上，通過變速器，帶動發(fā)電機(jī)齒輪。
由上可以看出本實(shí)用新型是一種新的利用海浪推力發(fā)電的裝置，它結(jié)構(gòu)簡單，造價(jià)較低，可根據(jù)需要安裝不同數(shù)量的傳感器制成不同功率要求的發(fā)電裝置，甚至一家一戶均可，管理操作簡單，它使用上受地形限制小，一般海岸均可使用，而利用潮汐，發(fā)電要修建堤壩，工程浩大，投資較大，且只能在有海灣的地區(qū)興建。
海浪的沖擊推進(jìn)力較大，有時(shí)遠(yuǎn)勝于低水位落差沖擊力和海浪上下的浮力。不太大的傳感板可產(chǎn)生較大的推力，因而結(jié)構(gòu)可以較小。由此說明，本實(shí)用新型是一種新型的海浪推力發(fā)電裝置。
本實(shí)用新型實(shí)施方案
及結(jié)構(gòu)要求說明如下圖1是總體結(jié)構(gòu)俯視 示意圖，由傳感器(1)、平臺(2)、連桿(3)、曲軸(4)、傳動齒輪(5)、發(fā)電機(jī)(6)、軸承座(7)、飛輪(8)、三角倉(9)、支撐機(jī)架(10)、軸套(17)、傳感軸套(30)、內(nèi)軸(33)等組成。
圖2是總體配置側(cè)視示意圖。有三角倉(9)、支撐機(jī)架(10)、調(diào)節(jié)繩(11)、風(fēng)導(dǎo)向板(12)、機(jī)房(13)、曲軸倉(14)上岸輪(15)、錨固定點(diǎn)(16)、支架(18)等。
圖3是傳感板正面結(jié)構(gòu)簡圖，由傳感板(19)、彈簧座(20)、活動支撐座(21)、傳感板絞連(23)、傳感軸(29)組成。
圖4是傳感器結(jié)構(gòu)示意圖。由支撐機(jī)架(10)傳感板(19)、彈簧座(20)、活動支桿座(21)、活動支桿(22)、傳感板絞連(23)、開閉彈簧(24)、推環(huán)(25)、推環(huán)內(nèi)桿(26)、推環(huán)桿(27)、傳感軸(29)上，開有推環(huán)內(nèi)桿定位槽(28)，還有傳感軸套(30)、推環(huán)桿定位銷(31)、傳感軸限位板(32)、內(nèi)軸(33)、連接軸(34)等組成。
圖5是曲軸頸軸向分布示意圖。①——⑥分別代表軸頸號。
本實(shí)施例的平臺下部為一個(gè)五角密封倉，密封倉的前部呈三角形，后部呈梯形，利用前三角倉(9)可以把推來的海浪分流，以減少和平衡海浪對平臺的沖擊力，使平臺盡量保持穩(wěn)定。平臺的后上部為加蓋的密封曲軸倉(14)、曲軸、飛輪、連桿均安裝其內(nèi)，以防海水浸入對機(jī)件的腐蝕。曲軸倉前壁安裝有六個(gè)軸套(17)。平臺上方設(shè)有機(jī)房(13)，以安裝發(fā)電機(jī)組、配電系統(tǒng)等。機(jī)房頂有風(fēng)導(dǎo)向板(12)，可以借用風(fēng)力自動調(diào)節(jié)平臺方向，使傳感板處于最佳受力位置。平臺的前三角端設(shè)錨鏈鉸接點(diǎn)(16)，用海底固定莊通過鏈繩或柱，將平臺定位，能隨漲退潮上下升降和隨風(fēng)向調(diào)節(jié)方向。平臺下設(shè)易于拆裝的上岸輪(15)，發(fā)電時(shí)可拆下，在遇臺風(fēng)或需要檢修時(shí)裝上，可將整個(gè)平臺拖上海岸。平臺上還裝有支架(18)，通過調(diào)節(jié)繩(11)吊掛支撐機(jī)架(10)的前端。
支撐機(jī)架(10)的后端鉸接在平臺中上部，前端用調(diào)節(jié)繩吊掛在平臺上的支架上，可以調(diào)節(jié)支撐機(jī)架前端的高低，以使傳感器在上下位置上處于最佳受力位置。支撐機(jī)架上面能夠行人，并設(shè)有安全護(hù)欄，以便對傳感器進(jìn)行檢查、調(diào)整和維修。支撐機(jī)架上設(shè)有六個(gè)傳感軸套(30)，傳感器軸可以在內(nèi)滑動。
曲軸(4)用四個(gè)軸承座安裝在曲軸倉內(nèi)的機(jī)架上，或直接裝在平臺上，曲軸有六個(gè)曲柄和連桿軸頸，且均勻地分布在曲軸圓周上，其工作順序?yàn)?－4－2－5－1－6。(見圖5)連桿(3)的一端安裝在曲軸的連桿軸頸上，另一端與連接軸(34)鉸接。連接軸(34)穿過曲軸倉前壁的軸套(17)與傳感器的內(nèi)軸(33)鉸連。
主動齒輪(5)安裝在曲軸的中部，以使曲軸受力平衡。曲柄的兩端各裝一飛輪(8)，以使曲軸運(yùn)轉(zhuǎn)更平衡。主動齒輪通過變速裝置傳動裝于機(jī)房內(nèi)的發(fā)電機(jī)(6)。
本實(shí)用新型的傳感器(見圖3、圖4)由兩塊傳感板(19)，彈簧座(20)，活動支桿座(21)，活動支桿(22)，傳感板鉸連(23)，閉合彈簧(24)，推環(huán)(25)，推環(huán)內(nèi)桿(26)，推環(huán)桿(27)，傳感軸(29)，推環(huán)桿定位銷(31)，傳感軸限位板(32)，內(nèi)軸(33)等組成。內(nèi)軸(33)的一端與連接軸(34)鉸接，傳感軸(29)為空心管軸，從內(nèi)軸的另一端套在內(nèi)軸外，可軸向移動，并與內(nèi)軸一起穿過傳感軸套(30)，傳感軸靠近連接軸的一端焊有傳感軸限位板(32)，傳感軸上的軸線方向開有推環(huán)內(nèi)桿定位槽(28)，推環(huán)(25)套于傳感軸(29)外，并能沿軸向滑動。推環(huán)內(nèi)桿(26)在推環(huán)內(nèi)桿定位槽內(nèi)并與推環(huán)相固連，隨著推環(huán)的移動而移動，移動距離受定位槽限制。傳感軸尖端有小孔，用軸穿過小孔，將兩塊傳感板(19)鉸接在傳感軸端，兩傳感板(19)靠近外沿有活動支桿座(21)，活動支桿(22)一端鉸接于推環(huán)上，一端鉸接于傳感板上的活動支桿座上。傳感板與傳感板鉸接處后有彈簧座(20)，閉合彈簧(24)裝在彈簧座(20)與推環(huán)(25)之間。支撐機(jī)架上有推環(huán)桿定位銷(31)，兩推環(huán)桿(27)為扁曲形桿，上開有曲形槽，桿的一端鉸接在傳感軸限位板(32)上，曲形槽套在推環(huán)定位銷(31)上，推環(huán)桿上的曲形槽的形狀，要保證傳感器在工作行程能使推環(huán)桿的自由端，頂住推環(huán)，壓縮閉合彈簧把傳感板打開，而在空行程時(shí)，推環(huán)桿自由端能脫開推環(huán)，閉合彈簧伸長而使傳感板閉合。
傳感器的工作過程如下
①在工作初始時(shí)，內(nèi)軸(33)伸向最前端，內(nèi)軸推動推環(huán)內(nèi)桿和推環(huán)壓迫彈簧，使傳感軸前移，當(dāng)傳感軸限位板靠上支撐機(jī)架上的傳感軸套后傳感軸停止前移閉合彈簧被壓縮，逐漸打開傳感板，內(nèi)軸推到極點(diǎn)時(shí)推環(huán)桿自由端頂住內(nèi)環(huán)，傳感板完全打開，此時(shí)若受到海浪推力，則傳感板受力，通過閉合彈簧和活動支桿、推動推環(huán)和推環(huán)內(nèi)桿迫使內(nèi)軸后移(傳感軸也同時(shí)后移)，內(nèi)軸通過推動連接軸和連桿，使曲軸轉(zhuǎn)動。
②在作功完畢時(shí)，曲軸迴轉(zhuǎn)半周，一個(gè)傳感器作功完畢，此時(shí)由于推環(huán)桿也隨著后移，在推環(huán)桿定位銷的作用下推環(huán)桿自由端被壓迫脫離推環(huán)，則閉合彈簧伸長，因推環(huán)靠近傳感軸套，故迫使傳感軸迅速前移，活動支桿拉著傳感板閉合。進(jìn)入空行回位行程。
傳感板的開合原理與用晴雨傘相似(圖1)六個(gè)傳感器循環(huán)工作就能使曲軸不停地運(yùn)行，通過齒輪和變速箱帶動發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動發(fā)電。
關(guān)于幾個(gè)設(shè)計(jì)參數(shù)的說明1.根據(jù)需要功率的大小，確定傳感板面積和傳感系統(tǒng)組數(shù)；2.n組傳感板的位移量之和，等于浪與浪之間的距離；或浪與浪之間距離等于n組傳感板位移量之和的倍數(shù)?；蛘哒f一個(gè)海浪周期應(yīng)等于曲軸運(yùn)行一周時(shí)間的一倍或數(shù)倍。
3.曲軸的曲柄半徑等于每個(gè)傳感板位移量的二分之一。
4.根據(jù)曲軸轉(zhuǎn)速和發(fā)電機(jī)標(biāo)稱轉(zhuǎn)速決定齒輪傳動和變速系統(tǒng)參數(shù)。
因海水的腐蝕性較大，一切機(jī)件，均應(yīng)采用防腐蝕材料，或采用防腐蝕措施。
權(quán)利要求1.一種海浪推力發(fā)電裝置，其特征在于(1)在可漂浮海面的平臺上安裝有三個(gè)以上的傳感器、傳感器通過連桿、曲軸，傳動齒輪等傳動系統(tǒng)驅(qū)動發(fā)電機(jī)；(2)傳感器上的傳感極工作時(shí)基本上垂直于海浪推進(jìn)方向和海平面；(3)各個(gè)傳感器上的傳感板的位置前后錯(cuò)開，使接受一個(gè)海浪力的時(shí)間前后不同。
2.按權(quán)利要求1所述的海浪推力發(fā)電裝置，其特征在于傳感器有開合系統(tǒng)，它是由傳感板、閉合彈簧、活動支桿、活動支桿座、推環(huán)及其內(nèi)桿、推環(huán)桿、推環(huán)內(nèi)桿定位槽、傳感軸、推環(huán)桿定位銷、傳感軸限位板組成，可以使傳感板按曲軸運(yùn)轉(zhuǎn)角的需要開合。
3.按權(quán)利要求1所述的海浪推力發(fā)電裝置，其特征在于支撐架一端鉸接于平臺上，另一端用調(diào)節(jié)繩吊掛在平臺支架上。
專利摘要本發(fā)電裝置由平臺、三組以上帶有傳感板的傳感器、連桿、曲軸、發(fā)電機(jī)等組成。傳感板平面基本垂直于海浪推力方向和海平面，各傳感板位置前后錯(cuò)開。利用海浪向海岸推來的水位差，傳感板前后錯(cuò)開的位移差，以及三組以上傳感器交替向曲軸傳遞海浪推力的時(shí)間差，把一個(gè)海浪力分解傳遞給曲軸。使曲軸連續(xù)不停地運(yùn)轉(zhuǎn)，再通過齒輪變速系統(tǒng)，使發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)電。本裝置能在任何海岸使用，不受地形限制，可制造不同功率的系列產(chǎn)品，結(jié)構(gòu)簡單，成本較低。
文檔編號F03B3/18GK2054494SQ88220860
公開日1990年3月14日 申請日期1988年12月5日 優(yōu)先權(quán)日1988年12月5日
發(fā)明者秦金和, 秦洛利 申請人:秦金和, 秦洛利