一種振蕩浮子波浪能發電的裝置的製作方法

2023-05-19 14:04:26

本發明涉及海洋波浪能發電裝置，具體涉及一種振蕩浮子波浪能發電的裝置。

背景技術：

波浪能是指海洋表面波浪所具有的動能和勢能，具有能量密度高、分布面廣的特點，據世界能源委員會的調查顯示，全球可利用的波浪能是當前發電量的2倍；我國擁有廣闊的海洋資源，東南沿海一帶擁有豐富的波浪能資源，且能量密度高，具有較大的開採價值；目前國內外相關波浪能裝置按波浪能俘獲方式可分為擺式、收縮波道式、振蕩水柱式、振蕩浮子式。

擺式波能轉換裝置是在波浪的作用下，通過擺體作前後或上下擺動，將波浪能轉換成擺軸的動能，與擺軸相連的通常是液壓裝置，它將擺軸的動能轉換成液壓泵的動能，再由液壓馬達帶動發電機發電；這種裝置的優點是轉換效率高，缺點是機械的維護較為困難，代表裝置有我國的30kw沿岸固定式擺式電站。

收縮波道技術是利用收縮波道將波浪的動能轉換成水的勢能，再通過水輪發電機組將勢能轉換為電能；這種裝置的優點是波能的轉換沒有活動部件，可靠性好且穩定，不足之處是建造這種電站對地形要求嚴格，不易推廣；代表裝置有挪威的350kw收縮波道裝置。

振蕩水柱技術是一種利用氣室吸收波浪能的技術；氣室一個方向開有口，波浪驅動氣室內的水柱作往復運動，水柱推動氣室內的空氣，最後由空氣驅動葉輪旋轉，或進一步驅動發電機發電；由於轉換裝置與海水分離，不容易受腐蝕；系統工作在水面，容易實施；缺點是效率較低；代表裝置有中國汕尾的100kw岸式波浪發電站等。

振蕩浮子式波能轉換裝置是利用浮子吸收波浪能的轉換裝置；裝置利用一個處於水面的浮子吸收波浪能，經過處於陸地上的機械或者液壓裝置，驅動發電機發電；振蕩浮子式波能轉換裝置結構簡單，工作可靠，逐漸受到了世界各國的青睞；代表裝置有英國的pelamis、中國的50kw岸式振蕩浮子波浪發電站等。

目前已有的波浪能發電裝置，如專利號為201521010834.7名稱為「自動適應潮位的振蕩浮子發電裝置」的中國專利，該專利的振蕩浮子固定在雙搖杆機構的短杆上，導致浮子行程非常有限，且浮子所在的短杆與液壓缸成鈍角，浮子作用在液壓缸上的力有限，利用效率較低；專利號為201610454421.0名稱為「一種晃動式波浪能發電裝置」的中國專利，該專利將水輪機、發電蓄電裝置以及衝擊液體全部放在浮子內，結構複雜，且未考慮到由於慣性，衝擊液體振蕩並不劇烈，水輪機也會隨慣性與衝擊液體一起振蕩，發電效率較為有限。

技術實現要素：

本發明提供一種結構簡單、實用性高的振蕩浮子波浪能發電的裝置。

本發明採用的技術方案是：一種振蕩浮子波浪能發電的裝置，包括密封的中空結構裝置主體、浮子和固定到海底的底座；底座通過鎖鏈連接到裝置主體的下端；還設置有一體結構的傳動裝置，傳動裝置包括設置在裝置本體內相互平行的上板和下圓環板；上板和下圓環板通過相互平行且齒條相對設置的第一齒條和第二齒條連接；下圓環板中間環形孔對應位置設置有垂直於裝置本體底板的發電機；上板上還固定連接有延伸到裝置本體外用於連接浮子的連接滑杆；接滑杆與裝置本體接觸處進行動密封；傳動裝置與設置在裝置本體內的固定滑杆滑動配合；

還設置有與第一齒條嚙合的第一齒輪和與第二齒條嚙合的第二齒輪；第一齒輪和第二齒輪均設置在傳動軸上，且其驅動方向相反；第一齒輪和第二齒輪之間的傳動軸上還設置有第三齒輪，第三齒輪與於發電機轉軸前端的第四齒輪嚙合；傳動軸可轉動的設置在傳動軸支座上。

進一步的，所述裝置本體內還設置有固定底座；固定滑杆下端連接固定底座，上端設置有限位卡子。

進一步的，所述固定底座上設置有結構相同的兩個傳動軸支座，傳動軸兩端均通過軸承設置在兩個傳動軸支座上。

進一步的，所述連接滑杆上端通過第一固連卡子與浮子連接，下端通過第二固連卡子連接上板。

進一步的，所述固定底座上表面設置有四個內側為圓弧形的凸臺，發電機設置在凸臺構成的內部空間內。

進一步的，所述第一齒輪和第二齒輪均為直齒圓柱齒輪；第三齒輪和第四齒輪均為錐齒輪。

進一步的，所述固定滑杆設置有兩根，分別設置到相對的兩個凸臺上。

進一步的，所述裝置本體包括上端蓋、下端蓋和筒體。

進一步的，所述第一齒輪和第二齒輪通過單向軸承或者單向離合器設置到傳動軸上。

進一步的，所述連接滑杆與裝置本體連接處採用滑動軸承和內嵌多層橡膠活塞環密封

本發明的有益效果是：

（1）本發明在浮子上、下過程中發電機朝一個方向轉動發電，提高了發電效率；

（2）本發明結構簡單、實用性強。

附圖說明

圖1為本發明結構示意圖。

圖2為本發明中裝置本體內部結構示意圖。

圖3為本發明轉動軸與傳動裝置部分結構示意圖。

圖中：1-浮子，2-第一固連卡子，3-鎖鏈，4-底座，5-連接滑杆，6-上端蓋，7-裝置本體，8-下端蓋，9-第二固連卡子，10-上板，11-第一齒條，12-固定滑杆，13-第一齒輪，14-傳動軸，15-第四齒輪，16-第三齒輪，17-傳動軸支座，18-固定底座，19-下圓環板，20-發電機，21-限位卡子，22-軸承，23-第一軸承，24-第二齒條，25-第二齒輪，26-第二軸承。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本發明做進一步說明。

如圖1-3所示，一種振蕩浮子波浪能發電的裝置，包括密封的中空結構裝置主體7、浮子1和固定到海底的底座4；底座4通過鎖鏈3連接到裝置主體7的下端；還設置有一體結構的傳動裝置，傳動裝置包括設置在裝置本體7內相互平行的上板10和下圓環板19；上板10和下圓環板19通過相互平行且齒條相對設置的第一齒條11和第二齒條24連接；下圓環板19中間環形孔對應位置設置有垂直於裝置本體7底板的發電機20；上板10上還固定連接有延伸到裝置本體7外用於連接浮子1的連接滑杆5；接滑杆5與裝置本體7接觸處進行動密封；傳動裝置與設置在裝置本體7內的固定滑杆12滑動配合；

還設置有與第一齒條11嚙合的第一齒輪13和與第二齒條24嚙合的第二齒輪25；第一齒輪13和第二齒輪25均設置在傳動軸14上，且其驅動方向相反；第一齒輪13和第二齒輪25之間的傳動軸14上還設置有第三齒輪16，第三齒輪16與於發電機20轉軸前端的第四齒輪15嚙合；傳動軸14可轉動的設置在傳動軸支座17上。

進一步的，所述裝置本體7內還設置有固定底座18；固定滑杆12下端連接固定底座8，上端設置有限位卡子21；將傳動裝置的行程限定在固定底座18和限位卡子21之間。

進一步的，所述固定底座18上設置有結構相同的兩個傳動軸支座17，傳動軸14兩端均通過軸承22設置在兩個傳動軸支座17上；固定底座18一般也設置為圓形結構，傳動軸支座17設置到其同一直徑兩端外延處。

進一步的，所述連接滑杆5上端通過第一固連卡子2與浮子1連接，下端通過第二固連卡子9連接上板10；確保其固定牢固。

進一步的，所述固定底座18上表面設置有四個內側為圓弧形的凸臺，發電機20設置在凸臺構成的內部空間內；這種結構可以將裝置設置的更為緊湊，節省空間。

進一步的，所述第一齒輪13和第二齒輪25均為直齒圓柱齒輪；第三齒輪16和第四齒輪15均為錐齒輪。

進一步的，所述固定滑杆12設置有兩根，分別設置到相對的兩個凸臺上。

進一步的，所述裝置本體7包括上端蓋6、下端蓋8和筒體。

進一步的，一般情況下第一齒輪13通過第一軸承23設置到傳動軸14上，第二齒輪25通過第二軸承26設置到傳動軸14上，第一軸承23和第二軸承26均為單向軸承，第一軸承23和第二軸承26也可以為替換為單向離合器。

進一步的，所述連接滑杆5與裝置本體7連接處採用滑動軸承和內嵌多層橡膠活塞環密封。

一般情況下將上板10設置為圓形結構，第一齒條11和第二齒條24設置在其一直徑兩端位置；固定底座18也設置為圓形結構，四個凸臺沿其周向均布，固定滑杆12分別設置到相對的兩個凸臺上，另外兩個凸臺連接傳動軸支座17；裝置主體7為中空的圓柱體結構；裝置主體7採用法蘭結構緊合加密封脂進行靜密封；連接滑杆5部分採用滑動軸承和內嵌多層橡膠活塞環密封；由於發電機20輸出軸轉速較快，也需要嚴格密封，採用防水軸承加密封脂的方法密封。

使用時，浮子1在海浪拍打下振蕩牽引連接滑杆5，連接滑杆5帶動傳動裝置沿固定滑杆12上下滑動；固定滑杆12上端設置的限位卡子21和固定底座18上設置的凸臺用於限制傳動裝置行程；當傳動裝置隨連接滑杆5上升時，第一齒條11和第二齒條24會帶動與其嚙合的第一齒輪13和第二齒輪25轉動；由於第一軸承23和第二軸承26均為單向軸承，並且其驅動方向相反；與此時鎖死的單向軸承配合的齒輪會驅動轉動軸14轉動，帶動第三齒輪16轉動，從而帶動第四齒輪15轉動，帶動發電機20轉動發電；而同時另一齒輪在單向軸承上滾動，不驅動轉動軸14轉動；當傳動裝置隨連接滑杆5下降時，在上升過程中在單向軸承上作滾動的齒輪此時與之配合單向軸承鎖死；驅動傳動軸14朝與齒條上升過程相同的轉向轉動，進而驅動發電機20朝一個方向工作，從而實現發電機20朝一個方向轉動發電，提高了發電效率；可以根據發電機20發電轉向調整單向軸承反向安裝的方式，以保證齒條上升下降過程中傳動軸14始終朝一個方向轉動。

本發明通過直齒圓柱齒輪與反向安裝的單向軸承的組合，實現在浮子1上、下兩個過程中都能驅動發電機20朝一個方向發電；結構簡單、發電效率高、實用性強。