波浪发电装置

摘要

本发明涉及一种发电机，具体说是一种利用海浪等水面波浪发电的波浪发电装置。包括动力机安装平台、固定连接在动力机安装平台下面的平台支柱、安装在动力机安装平台上面的发电机、与发电机传动连接的波浪动力转换装置，其特征在于：动力机安装平台上通过轴座安装有摆轴，摆轴上固定安装有摆轮和摆杆，所述摆轮通过双向成单向转换器与发电机传动连接；所述波浪动力转换装置包括垂直设置的立轴、固定连接在立轴下端的载浪池，所述载浪池的外侧设置有滑套，所述滑套套装在平台支柱上；立轴的上端与摆杆铰接。该装置结构简单、生产成本低、经济效益显著，各个方向的波浪能均可利用发电，不受波浪方向和幅度的限制。

权利要求

1.波浪发电装置，包括动力机安装平台（38）、固定连接在动力机安装平台（38）下面的平台支柱（39）、安装在动力机安装平台（38）上面的发电机（37）、与发电机（37）传动连接的波浪动力转换装置，其特征在于：动力机安装平台（38）上通过轴座安装有摆轴（31），摆轴（31）上固定安装有摆轮（32）和摆杆（29），所述摆轮（32）通过双向成单向转换器（33）与发电机（37）传动连接；所述波浪动力转换装置包括垂直设置的立轴（26）、固定连接在立轴（26）下端的载浪池，所述载浪池的外侧设置有滑套（2），所述滑套（2）套装在平台支柱（39）上；立轴（26）的上端与摆杆（29）铰接；所述载浪池包括环状的托梁（1）、纵向连接在在托梁（1）上的挡板立柱（20）、连接在挡板立柱（20）上端的圈梁（19），多个挡板立柱（20）呈环形分布，圈梁（19）位于托梁（1）的上方，圈梁（19）上铰接多个可向内单向开启的翻转挡板（22）；在挡板立柱（20）的外侧带有倾斜设置的迎浪板（24）；在挡板立柱（20）的下方设置有翻转板（15），所述翻转板（15）铰接在翻转轴（16）上，翻转轴（16）的两端安装在托梁（1）上，翻转板（15）的下面固定安装浮筒（17）；滑套（2）固定连接在托梁（1）的外侧，滑套（2）的上端固定连接弓形梁（25），所述立轴（26）的下端与弓形梁（25）连接。

2.根据权利要求1所述的波浪发电装置，其特征在于：所述摆轮（32）为齿轮，所述双向成单向转换器（33）的输入轴上固定安装有动力输入齿轮（34），动力输入齿轮（34）与摆轮（32）啮合；双向成单向转换器（33）的输出轴与发电机（37）传动连接。

说明书

波浪发电装置

技术领域

[0001] 本发明涉及一种发电机，具体说是一种利用海浪等水面波浪发电的波浪发电装置。

背景技术

[0002] 随着人类科技发展的日新月异，对能源的需求量越来越大。随着石油、煤炭等矿物能源的紧缺，对新能源的开发显得尤为重要。世界各国相继开发了风力发电、江河水利发电、太阳能发电和核电，核电是新能源开发的骄子。但是日本大地震核电站发生了重大事故，对环境造成极大的破坏，使人们充分的认识到核电潜在的危险性，在海洋潮汐和波浪能利用方面。世界各国也做了大量的研究，也取得了一定的成果。根据科学家推算，地球上波浪蕴藏的电能高达90万亿度，目前世界各国在波浪能开发方面所有的方法可分为三部分：第一是把波浪能转换为转动的机械能；二是机械能转化为电能；三是将不稳定的电处理成稳定的电并送上电网。目前，第二、三部分已比较成熟，但是主要的问题还是在第一步，如何把波浪能有效地转换为转动的机械能，是当前世界各国正在研究的课题，至今尚未见突破性成果报导。

发明内容

[0003] 本发明的目的是提供一种结构简单、生产成本低的波浪发电装置，具有高效获取任意方向的波浪能、不受波浪高低限制、并将波浪能转换为单一方向转动的机械能供发电机发电的能力。

[0004] 本发明为解决技术问题所采用的技术方案如下：

[0005] 本发明所述的波浪发电装置包括动力机安装平台、固定连接在动力机安装平台下面的平台支柱、安装在动力机安装平台上面的发电机、与发电机传动连接的波浪动力转换装置，其特征在于：动力机安装平台上通过轴座安装有摆轴，摆轴上固定安装有摆轮和摆杆，所述摆轮通过双向成单向转换器与发电机传动连接；所述波浪动力转换装置包括垂直设置的立轴、固定连接在立轴下端的载浪池，所述载浪池的外侧设置有滑套，所述滑套套装在平台支柱上；立轴的上端与摆杆铰接。

[0006] 所述载浪池包括环状的托梁、纵向连接在在托梁上的挡板立柱、连接在挡板立柱上端的圈梁，多个挡板立柱呈环形分布，圈梁位于托梁的上方，圈梁上铰接多个可向内单向开启的翻转挡板；在挡板立柱的外侧带有倾斜设置的迎浪板；在挡板立柱的下方设置有翻转板，所述翻转板铰接在翻转轴上，翻转轴的两端安装在托梁上，翻转板的下面固定安装浮筒；滑套固定连接在托梁的外侧，滑套的上端固定连接弓形梁，所述立轴的下端与弓形梁连接。

[0007] 所述摆轮为齿轮，所述双向成单向转换器的输入轴上固定安装有动力输入齿轮，动力输入齿轮与摆轮啮合；双向成单向转换器的输出轴与发电机传动连接。

[0008] 本发明的有益效果是：该装置结构简单、生产成本低、经济效益显著，各个方向的波浪能均可利用发电，不受波浪方向和幅度的限制。

附图说明

[0009] 图1为本发明一个实施例的结构示意图。

[0010] 图2为图1实施例的俯视图。

[0011] 图3是载浪池的俯视结构示意图。

具体实施方式

[0012] 如图1、图2所示，本发明所述的波浪发电装置，包括动力机安装平台38、固定连接在动力机安装平台38下面的平台支柱39、安装在动力机安装平台38上面的发电机37、与发电机37传动连接的波浪动力转换装置，动力机安装平台38上通过轴座安装有摆轴31，摆轴31上固定安装有摆轮32和摆杆29，所述摆轮32通过双向成单向转换器33与发电机37传动连接；所述波浪动力转换装置包括垂直设置的立轴26、固定连接在立轴26下端的载浪池，所述载浪池的外侧设置有滑套2，所述滑套2套装在平台支柱39上；立轴26的上端与摆杆29铰接。

[0013] 双向成单向转换器33的作用是将摆杆29和摆轮32往复的摆动转换成单一方向的转动，内部可以采用偏心轮或者棘轮结构实现，在此不再详细叙述。摆轮32与双向成单向转换器33之间的连接可以采用齿轮连接、链条连接或者摩擦连接。图1实施例中采用的是齿轮直接啮合的方式，所述摆轮32为齿轮，所述双向成单向转换器33的输入轴上固定安装有动力输入齿轮34，动力输入齿轮34与摆轮32啮合；双向成单向转换器33的输出轴与发电机37传动连接。

[0014] 如图1、图3所示，所述载浪池包括环状的托梁1、纵向连接在在托梁1上的挡板立柱20、连接在挡板立柱20上端的圈梁19，多个挡板立柱20呈环形分布，圈梁19位于托梁1的上方，圈梁19上铰接多个可向内单向开启的翻转挡板22，这种单向开启的翻转挡板22可以采用多种形式安装，例如可以使翻转挡板22的宽度大于两挡板立柱20之间的间隙，或者使翻转挡板22的高度大于圈梁19到托梁1之间的间隙，并将翻转挡板22安装在挡板立柱20和托梁1的内侧，当有外力向内侧推翻转挡板22的时候，翻转挡板22可以打开，反之由于挡板立柱20和托梁1的阻挡，翻转挡板22不能向外打开。另外，还可以在挡板立柱20的下端焊接一圈环形的固定挡板，使翻转挡板22的下沿压在固定挡板的上端，使其只能向内打开，不能向外打开。

[0015] 在挡板立柱20的外侧带有倾斜设置的迎浪板24；迎浪板24采用内高外低的环形结构，其内环最高处略高于翻转挡板22的下边沿，迎浪板24的外环最低处位于水面之下，这样任何方向来的波浪都可以被迎浪板24引导到其内环中，为了提高浮力，还可以在迎浪板24的下面设置浮箱23，浮箱23的内、外径均与迎浪板24相同；当然，也可以将浮箱23和迎浪板24设计成一体的结构，采用中空的锥状结构，椎体的外表面即迎浪板24。在挡板立柱20的下方设置有翻转板15，所述翻转板15铰接在翻转轴16上，翻转轴16的两端安装在托梁1上，翻转板15的下面固定安装浮筒17。翻转轴16位于翻转板15的中间部位，并且浮筒17只安装在翻转轴16一侧的翻转板15下面，另一侧的翻转板15下面不安装，造成翻转板15的一侧有浮力、另一侧没有浮力的现象，未设置浮筒17的翻转板一侧边缘搭接在圈梁19的下面，或者也可以在圈梁19的下面连接固定搭接板，用以挡住不设置浮筒17的翻转板一侧的边缘。翻转轴16可以设置多根，翻转板15也可以设置多个，以提高排水效率，为了防止翻转板15翻转过度，还可以在托梁1上设置限位杆，将翻转板15的翻转动作限定在一定范围内；滑套2固定连接在托梁1的外侧，滑套2的上端固定连接弓形梁25，为了减小摩擦，还可以在滑套2的内侧与平台支柱39之间设置轴承，使滑套2可以更容易地在平台支柱39上滑动。所述立轴26的下端与弓形梁25连接，弓形梁25主要起到连接立轴26和载浪池的作用，可以采用多个弓形或者弧形的结构连接在一起使用。

[0016] 所述托梁1、圈梁19、迎浪板24可以采用圆环形结构，也可以采用矩形环状结构或者多边形的环状结构。

[0017] 波浪到来时载浪池获取的是波浪的下压能量，波浪过后获取的是海水的浮力，动力传送机构将载浪池获取的起伏动力通过弓形梁25、立轴26传送给摆杆29，摆杆29扭动摆轮32带动动力输入齿轮34，使动力输入齿轮34显现时而正时针转动、时而逆时针转动的摆动，动力输入齿轮34通过双向成单向转换器33将摆动转换为单一方向的转动，经输出轴传送给发电机37发电。

[0018] 该波浪发电装置的工作运行原理如下：首先波浪在迎浪板24的导引下冲开翻转挡板22进入载浪池的中心；进入载浪池的海水冲到对面的翻转挡板22后迅速回流，回流海水将冲进时打开的翻转挡板22下翻关闭，将海水封闭在载浪池中，载浪池内装满海水后，压迫浮箱23立刻下沉，载浪池下沉至池内水平面，基本与池外海平面相平时，翻转板15上的浮筒因受到海水的浮力上浮，把翻转板15打开，此时载浪池成为一个无底的池，承受海浪的压力即刻消失，载浪池的压力消失后，浮箱23因受到海水的浮力带动载浪池立刻上浮，直浮至波浪到来前的位置，使载浪池下沉和上浮的波浪能由弓形梁25和立轴26以上、下移动的方式传送给摆杆29，使摆杆29与立轴26相接合的一端产生上下摆动，摆杆29安装在摆轴31上的一端扭动摆轴31带动摆轮32作时而正时针方向转动、时而逆时针方向转动，摆轮32因与双向成单向转换器33上的动力输入齿轮34相啮合，动力输入齿轮34就把这种时而正时针方向转动、时而逆时针方向转动的波浪能传送到双向成单向转换器33内，双向成单向转换器33把这种波浪能统一转换为单一方向转动的机械能，传送给发电机37发电。在海上，载浪池在波浪连绵不断涌动的作用下，不停的周而复始的运行着，这样就形成了一个不断运行的波浪发电装置。

[0019] 据初步推算：在1000平方米的海区，在浪高1.5—2米，载浪池设计为直径16米，容水深度为1.5米左右，容水量约为300立方米，重300吨左右，浮箱23设计为环形，内径16米，外径24米，平均高度1.5米，体积为370立方米。海浪到来时，载浪池内立刻充满海水，与载浪池连为一体的浮箱23因受装满300吨海水的载浪池的压力随同载浪池一同下沉，直到载浪池底部的翻转板15打开为止。该载浪池获取是300吨的向下运动的力，载浪池下沉到池内水平面与海平面基本相平时，载浪池底部翻转板15下面的浮筒17因受海水的浮力立刻把翻转板打开，翻转板打开后，载浪池变成一个无底的池，载浪池的下沉力立刻消失，载浪池压力消失后，浮箱因受海水的浮力立刻上浮，浮至原来受浪前的位置，该运行过程使载浪池获取的是300吨的向上运动的浮力，这样载浪池在波浪连绵不断的冲击下不停地运行着，时刻产生着300吨左右的波浪能，按可利用率50%计算，可利用波浪能在150吨左右，相当于一个2000马力的柴油机，可带动一个1500KW的发电机发电，年发电量1300万度，每度电价按0.5元计算，年实现经济收入640万元左右，由此可见在1000平方米的海区内每年产生600多万元的经济效益，经济效果非常可观。