漂浮式海洋能發電機的製作方法

2023-05-06 06:33:06 1

本實用新型涉及一種利用海浪和潮汐發電的發電機，其特點為所用能源為海洋能是一種可再生，無汙染的綠色能源，是一種節能型的環保發電的機電產品。

背景技術：

目前，已知的發電設備基本是利用煤、油、太陽能、風能、核能等多種形式的能源來產生電能，但不可再生能源存量有限，而可再生資源的使用往往伴隨著高成本、高風險或其它受制約的因素。

技術實現要素：

本實用新型的目的是提供一種利用海浪和潮汐發電的綠色發電產品。

為實現以上目的，本實用新型所採用的技術方案是：

一種漂浮式海洋能發電機，由全封閉防水漂浮外殼和內填聚苯乙烯塑料泡沫的圓錐上升漂浮體及回卷水泥重力錘、發電機、動力繞線軸及固定軸承、動力纜線、水潤滑軸承、磁力傳動組中的大主動齒輪、小被動齒輪均粘貼有釹鐵錋上萬高斯的強磁體貼片、海底鋼筋水泥全封閉沉箱、發電機被動齒輪、整流穩壓板共同組成，其特徵在於：圓椎體漂浮外殼底部設有順流迎浪凹槽，凹槽中部設置有動力繞線軸，通過纜繩和海底沉箱上的固定環連接固定，動力繞線軸兩頭設有軸承，動力繞線軸中間有固定纜線防打滑的固定螺栓及壓板，纜線一頭固定在可上下運動的漂浮圓椎體上，根據枯潮時海底至海平面的高度+已知潮差線+最高5m的浪高長度的纜線在軸上纏繞後，另一頭與同樣長度的回卷水泥重力錘連接，動力繞線軸經過齒輪組和發電機連接，並通過動力纜線軸的固定軸承及軸承座與外殼固定。

所述的上升漂浮體防水外殼的材質選自玻璃鋼的一種，其中空部全部填充聚苯乙烯塑料泡沫。

所述的動力繞線軸由45號以上的工具鋼或403不鏽鋼加工製作，其軸中間設有固定纜線的固定板和螺栓，其軸兩頭設有軸承和軸承座。

所述的纜線回收卷功能水泥重力錘是由水泥鋼筋製作的中空幾何體，中空部可充填海沙，海底沉箱由鋼筋水泥製成中空幾何體，中空部充填海沙使其總質量為漂浮體的3-5倍作為沉底錨使用，並在其底部和兩側預裝有直徑14mm以上的螺紋鋼成30°～45°角向下展開，防止海底洋流的衝擊，達到其不移位的目的；漂浮體中空部密封箱內裝有磁力傳動組總承，傳動組總成內主動齒輪外徑上粘貼有強磁體貼片，對外成S極磁場，被動齒輪轉輪內徑貼有強磁體貼片，對內成N極磁場，便於力的傳動，減少傳動損耗，便於發電機的全封閉和絕緣。

所述的動力繞線軸中纏繞的纜線長度＝落潮後的海平面與海底的高度+漲潮後的高度+海浪高度。

所述的整流穩壓板由橋式整流集成塊和穩壓三極體線路組成，並配有和海底電纜連接。

所述的發電機是低轉速大功率永磁或礪磁發電機組成，用LED發光二級管防海水材料封閉式安裝在浮盤的頂部，作為夜晚的警示燈，防止和提醒來往行船注意，達到保護設備的安全目的；同時，工作人員也可根據警示燈的亮度和顏色觀察發電的大小和工作狀態。

所述磁力傳動組中的主、被動齒輪全部安裝有軸承，並在主、被動齒輪轉輪的相對內外徑壁上貼有釹鐵錋強磁體貼片。

所述的磁力傳動組總成，在其主、被動齒輪貼有磁片S極和N極轉輪之間設有聚碳材質的全封閉薄塑料隔離套預埋在漂浮體內，保證了漂浮體內所有的電器原件和海水的隔絕，達到了絕緣的目的。

本實用新型的優點如下：

1、本實用新型發電的能源來自於海浪和潮汐，是國家大力提倡支持的新能源環保項目。

2、本實用新型設計簡潔而實用，結構簡單，零部件少，滑動部分裝有軸承，屬於免維修、長壽命、一次性投資、長期受益的產品。

3、本實用新型在海底沉箱上部聯結漂浮體發電機全封閉式殼體，在海中可根據由海浪造成的海平面高低變化使上部漂浮體上下移動，浮力拉動繞線軸旋轉產生動能。

4、本實用新型在海中由2個以上的海底沉箱發電機串連組成長蛇狀的發電機組，克服了單個發電機組的電流電壓的間斷性，在同組共用電纜的直流電可達到連續平穩的電流電壓的目的。

5、本實用新型在封閉的殼體內設有整流穩壓板，發出的交流電經整流穩壓後成高壓直流電，由海底電纜輸送到岸上的併網逆變器併入電網，由於採用了高壓直流輸入，達到了電阻小，損耗低的目的。

6、本實用新型的動力繞線軸中間纏繞數圈的纜線，一頭與海底沉箱連結，一頭與海面圓錐形漂浮體連結，當海浪或潮汐使海平面發生變化時，在圓錐漂浮體浮力和回卷水泥重力錘的拉動作用下，迫使動力繞線軸正反旋轉帶動磁力傳動齒輪旋轉，驅動發電機工作達到發電目的。

7、本實用新型在動力繞線軸的中間位置設有一固定纜繩的鏍絲壓板，使纜繩在海水運動中無法打滑，增強了動力，加大了反覆旋轉的動能，發電效果更佳。

8、本實用新型的圓錐殼體，採用防水材料設計，可分為上下合體或封蓋式的全封閉的圓錐狀組成，材料可選範圍廣，結構簡單，製造安裝方便快捷。

9、本實用新型的動力傳動採用了磁力傳動，實現了可封閉性好，力的損耗小，傳動力大，解決了漂浮體內對發電機的全封閉絕緣問題。

附圖說明

圖1為本實用新型結構的主視圖

圖2為本實用新型結構的A-A向剖視圖

圖3為本實用新型海中安裝示意圖

具體實施方式

如圖1至圖3所示：漂浮主體外部為全封閉防水外殼組成漂浮體1，下部與海底沉箱21用固定纜繩14相聯，纜線8在動力繞線軸12中間用壓板和螺絲10固定，一頭通過動力繞纜軸12，使其和海面圓錐漂浮體1穩固連結，當海浪32來到漂浮殼體底部時，在漂浮殼體1的浮力下，漂浮體1上升，動力繞纜軸12上固定的纜線14拉動動力繞線軸12正向順時針旋轉，帶動動力軸主動齒輪11轉動，經中間主動齒輪11將力傳動給被動齒輪3，使發電機2順時針旋轉產生電流電壓，當動力繞線軸12正向順時針旋轉時，同時將和纜線8聯結的回卷纜繩重力錘9向上拉升，在漂浮殼體1進入浪底時，錨纜線14在殼體1下降時鬆動，回卷纜線8在重力錘9的重力向下拉動作用下使動力繞線軸12反向逆時針旋轉，在動力繞纜軸12反向逆時針旋轉，已鬆動的纜繩14收回纏緊，以備下次海浪32來時繼續循環作功，使發電機2工作發電，經整流穩壓板27整流穩壓後以高壓直流電的態勢經海底密封沉箱21連接的海底電纜25輸入到岸上的併網逆變器22，逆變成380V～400V交流電進入電網23。

本實用新型的電流電壓是這樣實現的：固定在全封閉防水外殼漂浮體1上的凹型槽中的動力繞線軸12在纏繞在軸中的纜線14聯結海底的沉底箱21和回卷纜繩8在水泥重力錘9的上下反覆拉動中正反向旋轉，在動力繞線軸12正反向轉動時，驅動發電機2正反向轉動的工作狀態，產生平穩的交變電流，經整流穩壓板27整流後形成以高壓直流電的方式輸出。

本實用新型連續平穩電流電壓是這樣實現的：由於採用了海底沉箱串聯組方式，使海浪32在多個浮柱式漂浮圓椎體1下經過時，使多臺動力繞線軸12分時工作，驅動發電機2工作產生電流電壓，整流後在同一條輸出線上匯集達到不間斷、連續、平穩的高壓直流電流電壓的目的。

本實用新型在低海浪狀態下也能正常發電是這樣實現的：由於在全封閉防水外殼漂浮體1凹型槽中的動力繞線軸12兩頭裝有固定軸承5，減小了摩擦阻力，增強了滑動，使動力繞線軸12在經凹型槽固定板纏繞的纜線14和8隨著海平面的波動上下拉動使動力繞線軸正反向旋轉，由主動大齒輪17和被動齒輪3形成1∶8的轉速比使發電機高速旋轉發電。而無風三尺浪的大海永不會平息，在浪高30CM以上和每天潮漲潮落時都可滿足本實用新型發電機的全負荷發電效果。

本實用新型在設計中考慮到大海的惡劣環境，其漂浮主體全部由防水外殼玻璃鋼和聚苯乙烯塑料泡沫全封閉製成，即便在高海浪中整體被波浪淹沒也不影響其上浮功能。只要做到海底沉箱的固定牢固，即可在狂風巨浪中正常工作。同時，由於海底電纜25裝有鋼絲繩的電纜在多個纜錨20的固定下而不移位達到正常輸電的目的。

本實用新型在設計中考慮到殼體內發電機運行中的發熱問題，特設計了用直徑12的紫銅管在發電機外殼上纏繞數圈吸熱，利用熱水輕自動上升的原理，將熱能排出殼體，達到用海水自動循環進行的自循環散熱器28。

本實用新型在海中工作時在其頂端安裝了LED發光二極體警示燈，便於海上行船識別警示，可避免發生不必要的損失，也可警示工作人員隨時了解發電機的工作現狀。

如圖3所示，由裝有鋼絲的兩芯防水電纜25串聯成組的漂浮式海洋能發電機在海底沉箱21和45度防滾動支腳13的固定下，在大海永不停息的波浪32中漂浮圓錐體1隨波變換高低位置，而安裝在其底部的動力繞線軸12正反旋轉的主動齒輪17帶動下，被動齒輪3驅動使發電機2產生交變電流和電壓。經安裝在漂浮體1中的整流穩壓板27整流成高壓直流電流，通過附在多頭海底錨鏈20上的海底電纜25輸入到岸上的併網逆變器22逆變成380V～400V交流電併入國家電網23。