圆通海波浪动能发电机组，包括支撑臂和底梁架设钢筋混凝土底座上，支撑臂设液压缸，中间梁设在液压缸顶端，可使中间梁在支撑臂滑道内滑动，顶架固定在支撑臂顶端，构成支撑机构，包括丝杠轴支撑在丝杠轴支座上，传动轴支撑在传动轴支座上，通过链传动连接丝杠轴上丝母滑块，再与连杆臂连接，连接气缸中活塞构成动力传输机构，包括浆叶连接连杆，连杆顶端连接轴承座，轴承座连接传动轴，构成能量获取机构，包括气缸连接的储气罐，储气罐提供压缩空气连接气动马达，气动马达连接发电机，构成发电机构。该发电机组，具有结构简单、安装容易、发电成本低、发出电流稳定的优点、利用海波浪清洁能源发电，可遍满一切沿海地区广泛应用。
1.圆通海波浪动能发电机组，包括支撑机构、能量获取机构、动力传输机构、发电机构，所述支撑机构，包括钢筋混凝土底座(1)、支撑臂(5)、底梁(3)、中间梁(6)、顶梁(7)，钢筋混凝土底座(1)以设定的距离坐落在海水中，其顶面高于水面，支撑臂(5)和底梁(3)架设并固定在钢筋混凝土底座(1)上，支撑臂(5)下部设液压缸(4)，中间梁(6)设在液压缸(4)的活塞杆顶端并与支撑臂(5)的滑道连接，在液压缸(4)的作用下中间梁(6)可在支撑臂(5)的滑道上滑动和锁定，顶梁(7)固定在支撑臂(5)顶端；所述动力传输机构为多组动力传输机构，每组机构都包括传动轴(33)、丝杠轴(13)、丝母滑块(14)、连杆臂(15)、气缸(21)、传动轴支座(9)、丝杠轴支座(8)，丝杠轴(13)支撑在丝杠轴两端的丝杠轴支撑座(8)上，传动轴(33)支撑在传动轴两端的传动轴支座(9)上，丝杠轴支座(8)和传动轴支座(9)分别固定在中间梁(6)的上面和下面，传动轴(33)上固定有传动轴链轮(10)，丝杠轴(13)上固定有丝杠轴链轮(12)，传动轴链轮(10)与丝杠轴链轮(12)通过链条(11)连接，丝母滑块(14)装在丝杠轴(13)上并以支座(35)支撑在连杆臂(15)内，丝母滑块(14)与连杆臂(15)的一端连接，连杆臂(15)的另一端与气缸(21)中的连接销(37)连接，连接销(37)与气缸(21)中活塞(38)刚性连接，气缸(21)装在中间梁(6)的上面；所述能量获取机构为多组能量获取机构与动力传输机构相对应，每组包括浆叶(2)、连杆(34)及轴承座(16)，连杆(34)下端连接浆叶(2)，浆叶(2)正面与波浪(32)接触，连杆(34)顶端固定在轴承座(16)的前端轴承座上，轴承座(16)通过后轴承座与所述动力传输机构的传动轴(33)刚性连接；所述发电机构，包括储气罐(25)、可调节流阀(26)气动马达(27)、发电机(28)，储气罐(25)通过管道经单向阀(22)连接动力传输机构的气缸(21)，使气缸(21)产生的压缩空气传输到储气罐(25)中，储气罐(25)又通过管道经可调节流阀(26)连接储气罐(25)两侧气动马达(27)，两侧气动马达(27)分别连接设在两侧的发电机(28)，储气罐(25)和发电机(28)固定在底梁(3)上。
2.根据权利要求1所述的圆通海波浪动能发电机组，其特征在于所述的储气罐(25)上设有压力表(23)和调节储气罐内压缩空气压力的排气阀(24)。
3.根据权利要求1所述的圆通海波浪动能发电机组，其特征在于所述的浆叶(2)设有调节浆叶角度装置，包括变浆电机(17)、皮带轮(19)、蜗杆轴(20)、蜗轮(18)，蜗轮(18)装在连杆(34)上，蜗杆轴(20)的蜗杆部与蜗轮(18)啮合，皮带轮(19)通过皮带传动与变浆电机(17)连接的减速器输出轴连接。
4.根据权利要求1所述的圆通海波浪动能发电机组，其特征在于所述的液压缸(4)设有液压控制装置，液压控制装置包括换向阀(29)、溢流阀(30)、液压泵(31)，液压泵(31)安装在底梁(3)上，液压泵(31)由管道通过溢流阀(30)、换向阀(29)连接液压缸(4)，液压缸(4)顶部设有液压缸顶部滑块(41)，位于液压缸顶部滑块(41)上部支撑臂(5)的两侧分别各设一块支撑板(40)，支撑板(40)与上部中间梁(6)由螺栓连接，在液压装置的调节作用下，使液压缸顶部滑块(41)在支撑臂(5)的滑道中上下滑动同时使中间梁(6)位移的上下调节。
5.根据权利要求1所述的圆通海波浪动能发电机组，其特征在于所述的气缸(21)由气缸壁(36)内两组活塞(38)构成，气缸壁(36)两端装有气缸排气门(39)，当一端活塞组工作产生压缩空气的同时，另一端活塞组通过气缸进排气门进行吸气工作。
6.根据权利要求1所述的圆通海波浪动能发电机组，其特征在于所述的动力传输机构为三组动力传输机构，能量获取机构为三组能量获取机构与动力传输机构相对应，构成三组传动做功联合机构。
圆通海波浪动能发电机组
技术领域
[0001] 本发明涉及一种新能源、清洁发电技术领域，特别是涉及有效利用海洋资源的圆通海波浪动能发电机组。
背景技术
[0002] 随着世界经济的发展、人口的增加、社会生活水平的不断提高，各国对能源的需求迅速增长。近年，受化石能源日趋枯竭、能源供应安全和保护环境等的驱动，作为主要可再生能源之一的海洋能事业取得很大发展，海洋能应用技术日趋成熟，为人类在21世纪充分利用海洋能展示了美好前景。海洋能指海洋中所蕴藏的可再生的自然能源，主要有潮汐能、波浪能、海水盐差能和海水温差能。其中，波浪能以机械能形式出现，是品位最高的海洋能，其能流密度最大，分布最为广泛。据世界能源委员会的调查显示，全球可利用的波浪能达到20亿kW，相当于目前世界发电能量的2倍。因此，世界各海洋大国均十分重视波浪能研究利用。
[0003] 我国海域辽阔，总面积470万km2，海岸线曲折漫长，大陆岸线1.8万km，海岛岸线1.4万km，海浪能源丰富，年均波力功率在3kJ/m以上。我国波力发电技术研究始于70年代，于1975年研制成1台1kW的波力发电浮标，在浙江省嵊山岛进行了试验。80年代以后获得较快发展，1984年广州能源所研制成功6W小型波力发电装置，用于导航灯标，随后按不同导航灯标的要求，又开发了系列产品。目前在我国沿海航线已安装了数百台这种小型波力发电装置。与日本合作研制的后弯管型浮标发电装置，已向国外出口，该技术属国际领先水平。
[0004] 我国目前正处于实现工业化和信息化的经济高速发展期，特别是沿海地区，能源需要的急剧增加已成为社会和经济发展的瓶颈。波浪能发电是一种无污染、洁净的能源，面对能源紧缺和环境污染的巨大压力，海洋波浪能源的研究开发更具有重要的战略意义。
发明内容
[0005] 本发明要解决的技术问题，是提供一种结构简单，发电成本低，所发出电流稳定，利用海波浪清洁能源发电，可遍满一切沿海地区具有巨大应用价值和推广空间的圆通海波浪动能发电机组。
[0006] 采用的技术方案是：
[0007] 圆通海波浪动能发电机组，包括支撑机构、能量获取机构、动力传输机构、发电机构。所述支撑机构，包括钢筋混凝土底座、支撑臂、底梁、中间梁、顶梁。钢筋混凝土底座以设定的距离坐落在海水中，其顶面高于水面，支撑臂和底梁架设并固定在钢筋混凝土底座上，支撑臂下部设液压缸，中间梁架设在液压缸的活塞杆顶端并与支撑臂的滑道连接，在液压缸的作用下中间梁可在支撑臂的滑道上滑动和销定。顶梁固定在支撑臂顶端，构成支撑机构。
[0008] 所述动力传输机构为多组动力传输机构，每组包括传动轴、丝杠轴、丝母滑块、连杆臂、气缸、传动轴支座、丝杠轴支座。丝杠轴支撑在丝杠轴两端的丝杠轴支座上，传动轴支撑在传动轴两端的传动轴支座上，丝杠轴支座和传动轴支座分别固定在中间梁的上面和下面。所述传动轴上固定有传动轴链轮，丝杠轴上固定有丝杠轴链轮，传动轴链轮与丝杠轴链轮通过链条连接。丝母滑块以螺旋装配在丝杠轴上并以支座支撑在连杆臂内，丝母滑块与连杆臂的一端连接，连杆臂的另一端与气缸中的连接销连接，连接销与气缸中活塞刚性连接，气缸装在中间梁的上面。
[0009] 所述能量获取机构为多组能量获取机构与动力传输机构相对应，每组包括浆叶、连杆及轴承座。连杆下端连接浆叶，浆叶正面与波浪接触，连杆顶端固定在轴承座的前轴承座上，轴承座通过后轴承座与所述动力传输机构的传动轴刚性连接。
[0010] 所述发电机构，包括储气罐、可调节流阀、气动马达、发电机。储气罐通过管道经单向阀连接动力传输机构的气缸，使气缸产生的压缩空气传输到储气罐中，储气罐又通过管道经可调节流阀连接储气罐两侧气动马达，两侧气动马达分别连接设在两侧的发电机，储气罐和发电机固定在底梁上。
[0011] 上述的储气罐上设有压力表和调节储气罐内压缩空气压力的排气阀。
[0012] 上述的浆叶设有调节浆叶角度装置，包括变浆电机、皮带轮、蜗杆轴、蜗轮。蜗轮装在连杆上，皮带轮通过皮带传动与变浆电机连接的减速器输出轴连接，变浆电机带动蜗杆轴旋转，蜗轮使连杆上的浆叶改变角度与波浪正面接触。
[0013] 上述的液压缸设有液压控制装置，液压控制装置包括换向阀、溢流阀、液压泵。液压泵安装在底梁上，液压泵由管道通过溢流阀、换向阀连接液压缸，液压缸顶部设有液压缸顶部滑块，位于液压缸顶部滑块上部支撑臂的两侧分别各设一块支撑板，支撑板与上部中间梁由螺栓连接，在液压控制装置的调节作用下，使液压缸顶部滑块在支撑臂的滑道中上下滑动同时使中间梁位移的上下调节。
[0014] 上述的气缸由气缸壁内两组活塞构成，气缸壁两端装有气缸进排气门，当一端活塞组工作产生压缩空气的同时，另一端活塞组通过气缸进排气门进行吸气工作。
[0015] 上述的动力传输机构为三组动力传输机构，能量获取机构为三组能量获取机构与动力传输机相对应，构成三组传动做功联合机构。
[0016] 本发明取得有益效果是：
[0017] 1.结构简单，成本较低
[0018] 传统的波浪能发电装置，主要利用波浪的上下波动进行发电，机构复杂，成本较高。本发明主要利用波浪的横向运动进行发电，产品结构原理简单，整套装置在近海处安装使用，可大大降低造价，便于推广。
[0019] 2、广泛的推广空间
[0020] 本发明属于海洋能发电的一种，在能源问题日益突出的今天，显得尤为重要。与其他海洋能发电技术相比，本发明发电技术成本低，在近海地带就可以使用，并且不破坏海洋资源，是真正的绿色环保项目。并且由于我国海岸线较长的特点，更加适合本项目的普及。
[0021] 3、经济效益巨大
[0022] 一是制造成本低。本发明机械设备制造成本只是水电和风电成本的50％。二是不用设厂，设备完全可以社会采购，减少了建厂投资，降低了投资风险。三是发电周期长。风电全年发电时间不会超过150天，最好的水能发电不会超过200天，而海浪动能发电可以300天满负荷发电。
[0023] 4、发电质量稳定，可连续供给
[0024] 本发明发电技术采用压缩空气带动气动马达，气动马达带动发电机组的形式进行发电。这样通过调节压缩空气的量就可以控制发电的稳定性；同时由于储气罐中的压缩空气可持续供给，所以又可以保证发电的连续性。
[0025] 5、社会效益巨大
[0026] 本发明结构原理简单，使用发电机、气缸、气动马达等设施，这些设备可实现全部国产化，给国内的中小企业提供了市场。有利于拉动内需，促进国内经济发展，对我国高速发展的经济建设起到难以估量的作用。
附图说明
[0027] 图1是本发明的结构示意图。
[0028] 图2是本发明的丝母滑块与气缸工作示意图。
[0029] 图3是本发明的支撑机构结构示意图。
[0030] 图4是图3的A-A剖视图。
[0031] 图5是图3的侧视图。
具体实施方式
[0032] 圆通海波浪动能发电机组，包括支撑机构、能量获取机构、动力传输机构、发电机构。所述支撑机构，包括钢筋混凝土底座1、支撑臂5、底梁3、中间梁6、顶梁7。钢筋混凝土底座1以设定的距离坐落在海水中，其顶面高于水面，支撑臂5和底梁3架设并固定在钢筋混凝土底座1上，支撑臂5下部设液压缸4，液压缸4通过液压控制装置进行控制，液压控制装置包括换向阀29、溢流阀30、液压泵31。液压泵31安装在底梁3上，液压泵31由管道通过溢流阀30、换向阀29连接液压缸4，液压缸4顶部设有液压缸顶部滑块41，位于液压缸顶部滑块41上部支撑臂5的两侧分别各设一块支撑板40，支撑板40与上部中间梁6由螺栓连接(见图3、图4图5)，在液压装置的调节作用下，使液压缸顶部滑块41在支撑臂5的滑道中上下滑动同时使中间梁6位移的上下调节，顶梁7固定在支撑臂5顶端。构成支撑机构。
[0033] 所述动力传输机构包括三组同样的机构，每组机构都包括传动轴33、丝杠轴13、丝母滑块14、连杆臂15、气缸21、传动轴支座9、丝杠轴支座8。所述气缸21由气缸壁36内两组活塞38构成，气缸壁36两端装有气缸排气门39，当一端活塞工作产生压缩空气的同时，另一端活塞组通过气缸进排气门进行吸气工作。丝杠轴8支撑在丝杠轴两端的丝杠轴支座8上，传动轴33支撑在传动轴两端的传动轴支座9上，丝杠轴支座8和传动轴支座9分别固定在中间梁6的上面和下面。所述传动轴33上固定有传动轴链轮10，丝杠轴13上固定有丝杠轴链轮12，传动轴链轮10与丝杠轴链轮12通过链条11连接。丝母滑块14装在丝杠轴13上并以支座35支撑在连杆臂15内，丝母滑块14与连杆臂15的一端连接，连杆臂15的另一端与气缸21中的连接销37连接，连接销37与气缸中活塞38刚性连接，气缸21装在中间梁的6上面(见图2)。
[0034] 所述能量获取机构，包括三组同样的机构，与动力传输机构相对应，每组包括浆叶2、连杆34及轴承座16。连杆34下端连接浆叶2，浆叶2正面与波浪32接触，连杆34顶端固定在轴承座16的前轴承座上，轴承座16通过后轴承座与所述动力传输机构的传动轴33刚性连接。所述浆叶2设有调节浆叶角度装置，包括变浆电机17、皮带轮19、蜗杆轴20、蜗轮18。蜗轮18装在连杆34上，蜗杆轴20的蜗杆部与蜗轮18齿合，皮带轮19装在蜗杆轴
20上，皮带轮19通过皮带传动与变浆电机17连接的减速器输出轴连接，变浆电机17带动蜗杆轴20旋转，蜗轮轴20与固定在连杆34上的蜗轮产生相对运动，使浆叶与连杆转动，以保证浆叶2改变角度与波浪32接触的面积最大。在波浪32的推动下，三组机构可以完成各自的工作，不受其他两组的影响。传动轴33在浆叶2的带动下来回摆动，带动与之相连的传动轴链轮10转动，通过链条11的传动带动丝杠轴链轮12转动，带动丝杠轴13转动，使丝杠轴上的丝母滑块14水平往复运动，带动气缸21内的左右活塞38做往复运动，在左右活塞38推动下，气缸21内产生压缩空气，为后续的发电机构提供动力源。
[0035] 所述发电机构，包括储气罐25、可调节流阀26、气动马达27、发电机28。储气罐25上设有压力表23和调节储气罐内压缩空气压力的排气阀24。储气罐25通过管道经单向阀22连接动力传输机构的气缸21，使气缸21产生的压缩空气传输到储气罐25中，储气罐25又通过管道经可调节流阀26连接储气罐25两侧气动马达27，两侧气动马达27分别连接设在两侧的发电机28，储气罐25和发电机28固定在底梁3上，构成圆通海波浪动能发电机组。
[0036] 工作原理
[0037] 波浪能是海洋能源的一个主要的能种，它主要是由海面上风吹动以及大气压力变化而引起的海水有规律的周期性运动。可以利用波浪能的上下波动、横向运动、水中压力变化等多种形式发电。传统的波浪发电机组多运用波浪的上下波动及水中压力变化进行发电，该发电机组主要应用波浪横向往复流动的性质进行发电。
[0038] 该发电机组的浆叶置于海水中，在波浪的横向作用下，浆叶随着波浪的往复运动而来回摆动。浆叶的上端与连杆连接，连杆与传动轴刚性连接，这样海水的动能就转化成了传动轴的转矩。传动轴的一端有链轮装置，将传动轴所获得的转矩传递给其上端的丝杠轴。丝杠轴的丝杠处有一丝母滑块，由于丝杠的转动，可以带动丝螺母滑块做水平运动。丝母滑块通过连杆与活塞柄相连，这样，丝螺母滑块的水平运动可以推动两侧的活塞做功，产生压缩空气。压缩空气通过管道被输送到储气罐中，由于持续的向罐内输气，储气罐中的空气可以达到一定的压力。储气罐与气动马达相连，通过连接处的可调节流阀调节储气罐出口处空气的压力。这样，在压缩空气的作用下，气动马达产生转矩，带动与之相连的发电机进行发电工作。由于储气罐中的空气压力可调节，这就使得发电的稳定性有了一定的保障；同时储气罐中又可以储存一定量的空气，这样又保证了发电的连续性。
