一種多能互補供電系統中的波浪能發電單元的製作方法

2023-06-06 06:40:06 2

本實用新型屬於新能源供電技術領域，涉及一種多能互補供電系統中的波浪能發電單元。

背景技術：

目前社會形勢下，隨著全國工業化的飛速發展，對礦物能源需求也越來越大，如果不採取積極措施尋找其他能量轉換方式和開發新能源利用策略，能源問題將嚴重威脅到人類社會的生存和發展。風能、太陽能、海洋能等可再生能源儲量巨大、分布廣泛、開發利用無汙染。

國家海洋技術中心的研究員們曾對大管島進行了研究，並發現了一篇名為《大管島多能互補獨立供電系統總體設計研究》的論文(海洋技術第27卷第4期)，其中對于波浪能發電單元，採用擺式波力發電形式，當入射波進入水室時，由於水室後牆反射回來的波動疊加，在水室裡形成駐波，利用駐波的振動作用，帶動懸掛的擺板吸收波浪的能量，將波浪能轉換為機械能，最終轉換成電能輸出。而為了避免當大海產生強風巨浪時，釋放破壞力巨大的能量損壞發電系統，通常在擺板軸與液壓泵之間設置離合器，控制波浪電站的其它設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，雖然基本實現了多能互補發電的目的，並且增設了離合器，當海裡出現巨風大浪時，可將擺板軸與發電系統分離開，但卻導致了波浪能的浪費，並且由於颱風天氣的太陽能發電效果是有限的，風力發電同樣存在會因為釋放破壞力巨大的能量損壞發電系統的問題，進而導致在颱風天氣時，使得各發電系統都停止工作，島上居民只能使用蓄電池的電。

技術實現要素：

本實用新型是針對現有的技術存在的上述問題，提供一種波浪能發電單元，本實用新型所要解決的技術問題是：如何使得本波浪能發電單元在風浪大的天氣時也可正常發電。

本實用新型的目的可通過下列技術方案來實現：

一種多能互補供電系統中的波浪能發電單元，其特徵在於，所述波浪能發電單元包括：

水室，所述水室固定於海底中；

擺板，所述擺板通過擺板軸轉動設置於水室內，所述擺板軸的一端固定有主動盤；

液壓泵，所述液壓泵的輸入端設置有從動盤，所述從動盤與主動盤之間設置有可調節兩者角傳動比的調節機構；

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電機。

其工作原理如下：當波浪進入水室中，由於水室後牆反射回來的波動疊加，要在水室裡形成駐波，利用駐波的振動作用，帶動懸掛的擺板吸收波浪的能量，將波浪能轉化為機械能，並通過調節機構傳遞給液壓泵，驅動液壓馬達轉動，使發電機處於工作狀態，開始發電。由於本波浪能發電單元在主動盤與從動盤之間設計有調節兩者角傳動比的調節機構；因此，如遇到風浪較大的天氣，可通過調節機構調節主動盤與從動盤之間的角傳動比，避免因釋放較大的能量損壞發電機，同時又可保證其在風浪較大的天氣中可正常發電。

在上述的一種多能互補供電系統中的波浪能發電單元中，所述主動盤和從動盤均套設於一固定軸上，所述主動盤的內側面上開設有主動上環形槽和主動下環形槽，所述主動上環形槽和主動下環形槽均位於所述固定軸的兩側；所述從動盤的內側面上開設有從動上環形槽和從動下環形槽，所述從動上環形槽和從動下環形槽均位於所述固定軸的兩側。

在上述的一種多能互補供電系統中的波浪能發電單元中，所述調節機構包括上轉軸和下轉軸，所述上轉軸上轉動設置有上滾輪，所述上滾輪的輪緣分別設置於主動上環形槽及從動上環形槽內；所述下轉軸上轉動設置有下滾輪，所述下滾輪的輪緣分別設置於主動下環形槽及從動下環形槽內；所述調節機構還包括能夠帶動所述上轉軸和下轉軸轉動的驅動源。

在上述的一種多能互補供電系統中的波浪能發電單元中，所述驅動源包括電機、主動齒輪及從動齒輪，所述電機固定於水室上，所述電機的輸出端與主動齒輪的一側相固連，所述上轉軸的端部與主動齒輪的另一側相連接，所述從動齒輪與主動齒輪相嚙合，所述下轉軸的端部與從動齒輪的中心相固連。當擺板軸轉動時，可帶動主動盤轉動，通過主動盤上的主動上、下環形槽的槽面，依靠兩者之間的摩擦力帶動上滾輪和下滾輪繞其自身的軸線自轉，從而帶動從動盤及液壓泵的輸入端旋轉。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個環形槽上的接觸點到中心軸線的距離，從而改變角傳動比；而本申請中，可通過電機轉動，帶動主動齒輪及從動齒輪同步轉動，進而使上滾輪與下滾輪旋轉相同的角度，調節兩者在上述4個環形槽上的接觸點到中心軸線的距離，從而改變角傳動比。

在上述的一種多能互補供電系統中的波浪能發電單元中，所述主動盤與從動盤的尺寸相等，所述主動齒輪與從動齒輪的尺寸相等。

在上述的一種多能互補供電系統中的波浪能發電單元中，所述驅動源包括兩個電機，兩個所述電機分別與所述上轉軸及下轉軸的端部相固連。

在上述的一種多能互補供電系統中的波浪能發電單元中，所述上轉軸及下轉軸上均開設有凹槽，所述上滾輪和下滾輪分別設置於上轉軸的凹槽及下轉軸的凹槽內。

與現有技術相比，本實用新型具有以下優點：

本波浪能發電單元在主動盤與從動盤之間設計有調節兩者角傳動比的調節機構；因此，如遇到風浪較大的天氣，可通過調節機構調節主動盤與從動盤之間的角傳動比，避免因釋放較大的能量損壞發電機，同時又可保證其在風浪較大的天氣中可正常發電。

附圖說明

圖1是實施例中本波浪能發電單元的原理示意圖。

圖2是實施例中本調節機構的結構示意圖。

圖3是實施例中本調節機構的剖面圖。

圖中，1、水室；2、擺板；3、擺板軸；4、主動盤；41、主動上環形槽；42、主動下環形槽；5、液壓泵；6、從動盤；61、從動上環形槽；62、從動下環形槽；7、調節機構；71、固定軸；72、上轉軸；73、下轉軸；74、上滾輪；75、下滾輪；76、電機；77、主動齒輪；78、從動齒輪；8、蓄能器；9、發電機。

具體實施方式

以下是本實用新型的具體實施例並結合附圖，對本實用新型的技術方案作進一步的描述，但本實用新型並不限於這些實施例。

如圖1所示，本波浪能發電單元包括水室1、擺板2、液壓泵5和蓄能器8，水室1固定於海底中；擺板2通過擺板軸3轉動設置於水室1內，擺板軸3的一端固定有主動盤4；液壓泵5的輸入端設置有從動盤6，從動盤6與主動盤4之間設置有可調節兩者角傳動比的調節機構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電機9。

如圖2、圖3所示，具體來講，主動盤4和從動盤6均套設於一固定軸71上，主動盤4的內側面上開設有主動上環形槽41和主動下環形槽42，主動上環形槽41和主動下環形槽42均位於固定軸71的兩側；從動盤6的內側面上開設有從動上環形槽61和從動下環形槽62，從動上環形槽61和從動下環形槽62均位於固定軸71的兩側。調節機構7包括上轉軸72和下轉軸73，上轉軸72上轉動設置有上滾輪74，上滾輪74的輪緣分別設置於主動上環形槽41及從動上環形槽61內；下轉軸73上轉動設置有下滾輪75，下滾輪75的輪緣分別設置於主動下環形槽42及從動下環形槽62內；調節機構7還包括能夠帶動上轉軸72和下轉軸73轉動的驅動源。驅動源包括電機76、主動齒輪77及從動齒輪78，電機76固定於水室1上，電機76的輸出端與主動齒輪77的一側相固連，上轉軸72的端部與主動齒輪77的另一側相連接，從動齒輪78與主動齒輪77相嚙合，下轉軸73的端部與從動齒輪78的中心相固連。主動盤4與從動盤6的尺寸相等，主動齒輪77與從動齒輪78的尺寸相等。上轉軸72及下轉軸73上均開設有凹槽，上滾輪74和下滾輪75分別設置於上轉軸72的凹槽及下轉軸73的凹槽內。作為其它方案，驅動源包括兩個電機76，兩個電機76分別與上轉軸72及下轉軸73的端部相固連。

本實用新型的工作原理如下：當擺板軸轉動時，可帶動主動盤轉動，通過主動盤上的主動上、下環形槽的槽面，依靠兩者之間的摩擦力帶動上滾輪和下滾輪繞其自身的軸線自轉，從而帶動從動盤及液壓泵的輸入端旋轉。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個環形槽上的接觸點到中心軸線的距離，從而改變角傳動比；而本申請中，可通過電機轉動，帶動主動齒輪及從動齒輪同步轉動，進而使上滾輪與下滾輪旋轉相同的角度，調節兩者在上述4個環形槽上的接觸點到中心軸線的距離，從而改變角傳動比。因此，如遇到風浪較大的天氣，可通過調節機構調節主動盤與從動盤之間的角傳動比，避免因釋放較大的能量損壞發電機，同時又可保證其在風浪較大的天氣中可正常發電。

本文中所描述的具體實施例僅僅是對本實用新型精神作舉例說明。本實用新型所屬技術領域的技術人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或採用類似的方式替代，但並不會偏離本實用新型的精神或者超越所附權利要求書所定義的範圍。