海浪推力發電裝置的製作方法

2023-05-16 05:44:21

專利名稱：海浪推力發電裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型為海浪推力發電裝置。
海浪是一種豐富的能源。在現有技術中，多為潮汐發電裝置，即利用潮汐所產生的水位差，用低水頭髮電機發電；也有以海浪的上下起伏差(因「無風三尺浪」，可利用)以驅動發電裝置的，如中國科學院廣州能源研究所研製的BD101型波力發電裝置。
可以看出，現有技術的海浪發電裝置，只是利用了海潮造成的水位差和海浪的起伏差。而海浪還有一個現象，就是不間斷地一浪接一浪向海岸推進。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，傳動系統使發電機運轉發電。
本實用新型的目的，就是利用海浪的推進力，是海浪能源利用的又一種形式。
本實用新型的工作原理如下(參見圖1)漂浮於海面的平臺(2)上裝置三個以上傳感器(1)，傳感器上基本上垂直於海浪推進方向和海平面的傳感板(19)為接受海浪推進力的工作部件。各傳感板的位置前後錯開，所以接受一個海浪推力的時間也有先後不同，傳感板(19)受力產生位移，通過傳感器內軸推動連杆(3)，連杆推曲軸、軸柄。數個傳感板不同時間受海浪推力。使各個曲軸軸柄也不同時間連續受力，使曲軸產生旋轉運動。安裝於曲柄中部的主動輪(5)通過變速裝置帶動發電機軸的被動輪，使發電機旋轉而發電。
由於本實用新型是利用海浪推動的水位差，利用傳感板前後的位移差，及每個傳感器推動曲軸的時間差使發電機不停地旋轉發電，所以也稱本實用新型為「三差發電裝置」。
本實用新型的基本結構是由傳感器(1)、平臺(2)、連杆(3)、曲軸(4)、傳動齒輪(5)、發電機(6)及其他連接件組成(見圖1)。
各部件的基本結構和要求如下1、平臺(2)是一個密封裝置，可浮於海面，用以安裝和支承傳感器、傳動系統、發電機等；2、傳感器(1)由可開合的傳感板，開合控制系統傳感軸、傳感內軸等構成。傳感板打開時成方形(或圓形或其他形)平面，(或略有角度)垂直於海浪推進方向和海平面。開合控制系統根據曲軸運轉角的需要，能使傳感板在打開時接受海浪推力。傳感器完成推力任務後，為了避免繼續隨海浪推力做負功，而在回位時閉合，同時又減小回位阻力和雜波幹擾，傳感軸一端與傳感板相連，另一端穿過傳感軸套經內軸(33)與連接軸鉸接。
3、連杆(3)一端與連接軸(34)鉸接，另一端鉸接於相應的曲軸連杆軸頸上
4、曲軸(4)曲軸上，根據傳感器的數量制有相同數量的曲柄和連杆軸頸，並在曲軸圓周上均勻分布(見圖5)，曲軸上可有多個主軸頸，通過軸承和軸承座安裝在平臺上(或機架上)。
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，帶動發電機齒輪。
由上可以看出本實用新型是一種新的利用海浪推力發電的裝置，它結構簡單，造價較低，可根據需要安裝不同數量的傳感器製成不同功率要求的發電裝置，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，發電要修建堤壩，工程浩大，投資較大，且只能在有海灣的地區興建。
海浪的衝擊推進力較大，有時遠勝於低水位落差衝擊力和海浪上下的浮力。不太大的傳感板可產生較大的推力，因而結構可以較小。由此說明，本實用新型是一種新型的海浪推力發電裝置。
本實用新型實施方案
及結構要求說明如下圖1是總體結構俯視 示意圖，由傳感器(1)、平臺(2)、連杆(3)、曲軸(4)、傳動齒輪(5)、發電機(6)、軸承座(7)、飛輪(8)、三角倉(9)、支撐機架(10)、軸套(17)、傳感軸套(30)、內軸(33)等組成。
圖2是總體配置側視示意圖。有三角倉(9)、支撐機架(10)、調節繩(11)、風導向板(12)、機房(13)、曲軸倉(14)上岸輪(15)、錨固定點(16)、支架(18)等。
圖3是傳感板正面結構簡圖，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是傳感器結構示意圖。由支撐機架(10)傳感板(19)、彈簧座(20)、活動支杆座(21)、活動支杆(22)、傳感板絞連(23)、開閉彈簧(24)、推環(25)、推環內杆(26)、推環杆(27)、傳感軸(29)上，開有推環內杆定位槽(28)，還有傳感軸套(30)、推環杆定位銷(31)、傳感軸限位板(32)、內軸(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。
本實施例的平臺下部為一個五角密封倉，密封倉的前部呈三角形，後部呈梯形，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衝擊力，使平臺儘量保持穩定。平臺的後上部為加蓋的密封曲軸倉(14)、曲軸、飛輪、連杆均安裝其內，以防海水浸入對機件的腐蝕。曲軸倉前壁安裝有六個軸套(17)。平臺上方設有機房(13)，以安裝發電機組、配電系統等。機房頂有風導向板(12)，可以借用風力自動調節平臺方向，使傳感板處於最佳受力位置。平臺的前三角端設錨鏈鉸接點(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向調節方向。平臺下設易於拆裝的上岸輪(15)，發電時可拆下，在遇颱風或需要檢修時裝上，可將整個平臺拖上海岸。平臺上還裝有支架(18)，通過調節繩(11)吊掛支撐機架(10)的前端。
支撐機架(10)的後端鉸接在平臺中上部，前端用調節繩吊掛在平臺上的支架上，可以調節支撐機架前端的高低，以使傳感器在上下位置上處於最佳受力位置。支撐機架上面能夠行人，並設有安全護欄，以便對傳感器進行檢查、調整和維修。支撐機架上設有六個傳感軸套(30)，傳感器軸可以在內滑動。
曲軸(4)用四個軸承座安裝在曲軸倉內的機架上，或直接裝在平臺上，曲軸有六個曲柄和連杆軸頸，且均勻地分布在曲軸圓周上，其工作順序為3－4－2－5－1－6。(見圖5)連杆(3)的一端安裝在曲軸的連杆軸頸上，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)，以使曲軸運轉更平衡。主動齒輪通過變速裝置傳動裝於機房內的發電機(6)。
本實用新型的傳感器(見圖3、圖4)由兩塊傳感板(19)，彈簧座(20)，活動支杆座(21)，活動支杆(22)，傳感板鉸連(23)，閉合彈簧(24)，推環(25)，推環內杆(26)，推環杆(27)，傳感軸(29)，推環杆定位銷(31)，傳感軸限位板(32)，內軸(33)等組成。內軸(33)的一端與連接軸(34)鉸接，傳感軸(29)為空心管軸，從內軸的另一端套在內軸外，可軸向移動，並與內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內杆定位槽(28)，推環(25)套於傳感軸(29)外，並能沿軸向滑動。推環內杆(26)在推環內杆定位槽內並與推環相固連，隨著推環的移動而移動，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)靠近外沿有活動支杆座(21)，活動支杆(22)一端鉸接於推環上，一端鉸接於傳感板上的活動支杆座上。傳感板與傳感板鉸接處後有彈簧座(20)，閉合彈簧(24)裝在彈簧座(20)與推環(25)之間。支撐機架上有推環杆定位銷(31)，兩推環杆(27)為扁曲形杆，上開有曲形槽，杆的一端鉸接在傳感軸限位板(32)上，曲形槽套在推環定位銷(31)上，推環杆上的曲形槽的形狀，要保證傳感器在工作行程能使推環杆的自由端，頂住推環，壓縮閉合彈簧把傳感板打開，而在空行程時，推環杆自由端能脫開推環，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，內軸(33)伸向最前端，內軸推動推環內杆和推環壓迫彈簧，使傳感軸前移，當傳感軸限位板靠上支撐機架上的傳感軸套後傳感軸停止前移閉合彈簧被壓縮，逐漸打開傳感板，內軸推到極點時推環杆自由端頂住內環，傳感板完全打開，此時若受到海浪推力，則傳感板受力，通過閉合彈簧和活動支杆、推動推環和推環內杆迫使內軸後移(傳感軸也同時後移)，內軸通過推動連接軸和連杆，使曲軸轉動。
②在作功完畢時，曲軸迴轉半周，一個傳感器作功完畢，此時由於推環杆也隨著後移，在推環杆定位銷的作用下推環杆自由端被壓迫脫離推環，則閉合彈簧伸長，因推環靠近傳感軸套，故迫使傳感軸迅速前移，活動支杆拉著傳感板閉合。進入空行回位行程。
傳感板的開合原理與用晴雨傘相似(圖1)六個傳感器循環工作就能使曲軸不停地運行，通過齒輪和變速箱帶動發電機轉動發電。
關於幾個設計參數的說明1.根據需要功率的大小，確定傳感板面積和傳感系統組數；2.n組傳感板的位移量之和，等於浪與浪之間的距離；或浪與浪之間距離等於n組傳感板位移量之和的倍數。或者說一個海浪周期應等於曲軸運行一周時間的一倍或數倍。
3.曲軸的曲柄半徑等於每個傳感板位移量的二分之一。
4.根據曲軸轉速和發電機標稱轉速決定齒輪傳動和變速系統參數。
因海水的腐蝕性較大，一切機件，均應採用防腐蝕材料，或採用防腐蝕措施。
權利要求1.一種海浪推力發電裝置，其特徵在於(1)在可漂浮海面的平臺上安裝有三個以上的傳感器、傳感器通過連杆、曲軸，傳動齒輪等傳動系統驅動發電機；(2)傳感器上的傳感極工作時基本上垂直於海浪推進方向和海平面；(3)各個傳感器上的傳感板的位置前後錯開，使接受一個海浪力的時間前後不同。
2.按權利要求1所述的海浪推力發電裝置，其特徵在於傳感器有開合系統，它是由傳感板、閉合彈簧、活動支杆、活動支杆座、推環及其內杆、推環杆、推環內杆定位槽、傳感軸、推環杆定位銷、傳感軸限位板組成，可以使傳感板按曲軸運轉角的需要開合。
3.按權利要求1所述的海浪推力發電裝置，其特徵在於支撐架一端鉸接於平臺上，另一端用調節繩吊掛在平臺支架上。
專利摘要本發電裝置由平臺、三組以上帶有傳感板的傳感器、連杆、曲軸、發電機等組成。傳感板平面基本垂直於海浪推力方向和海平面，各傳感板位置前後錯開。利用海浪向海岸推來的水位差，傳感板前後錯開的位移差，以及三組以上傳感器交替向曲軸傳遞海浪推力的時間差，把一個海浪力分解傳遞給曲軸。使曲軸連續不停地運轉，再通過齒輪變速系統，使發電機運轉發電。本裝置能在任何海岸使用，不受地形限制，可製造不同功率的系列產品，結構簡單，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 優先權日1988年12月5日
發明者秦金和, 秦洛利 申請人:秦金和, 秦洛利