[發(fā)明專利]潮汐海浪勢能發(fā)電站動力傳動系統(tǒng)

有效

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• 申請日: 2010-06-29
• 公開（公告）號: CN101906770A
• 公開（公告）日: 2010-12-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黃仲乾
• 申請（專利權(quán)）人: 黃仲乾
• 主分類號: E02B9/08
• 分類號: E02B9/08;F16H37/12
• 代理公司: 廣西南寧公平專利事務(wù)所有限責(zé)任公司 45104
• 代理人: 翁建華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種發(fā)電站動力傳動系統(tǒng)，尤其是一種潮汐海浪勢能發(fā)電站動力傳動系統(tǒng)。

背景技術(shù)

石化能源污染嚴(yán)重、來源有限，面臨著日益枯竭的危險。相反，海洋能源是一種綠色清潔能源，它廉價潔凈且取之不盡用之不竭。因此，如何有效利用浩瀚的海洋開發(fā)潮汐和海浪中蘊含的能量已成為當(dāng)今各國爭相研究的重要課題。現(xiàn)有的潮汐海浪電站仍然沿用河流發(fā)電站的水輪機，存在諸多缺點：一是因潮汐海浪運動方向不確定，導(dǎo)致能量轉(zhuǎn)化率低、設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜；二是水輪機等主要金屬部件長期直接暴露在高鹽度的海水里，受腐蝕嚴(yán)重工作壽命短；三是發(fā)電站主體建造在海中，工程難度大、造價高，對海洋生態(tài)環(huán)境造成較大損害。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種結(jié)構(gòu)簡單、建造容易、成本低廉、適應(yīng)潮汐海浪運動且對海洋環(huán)境破壞程度小的潮汐海浪勢能發(fā)電站動力傳動系統(tǒng)。

為解決上述技術(shù)問題本發(fā)明的潮汐海浪勢能發(fā)電站動力傳動系統(tǒng)采用如下技術(shù)方案：該系統(tǒng)包括：勢能采集裝置、換向裝置和蓄能裝置；其中，勢能采集裝置是平衡杠桿系統(tǒng)，杠桿一端隨潮汐海浪上下運動，另一端把杠桿的上下運動轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)運動并連接換向裝置同時經(jīng)輸出主軸輸出單向轉(zhuǎn)動；該輸出主軸經(jīng)離合器、調(diào)速器和帶鎖止功能的棘輪將單向轉(zhuǎn)動輸入蓄能裝置；蓄能裝置為平面蝸卷盤簧組，該平面蝸卷盤簧組由多個平面蝸卷盤簧通過銷連接拼接成，每個平面蝸卷盤簧一端連接在外圈上并由帶鎖止功能的棘輪帶動同向卷動，另一端則帶動該平面蝸卷盤簧組的輸出心軸同向轉(zhuǎn)動并經(jīng)調(diào)速器輸入發(fā)電機。

平衡杠桿系統(tǒng)一端為半潛浮船，另一端為扇形齒輪副或者齒輪齒條副；半潛浮船為上下對稱的空心半球形并通過活套與兩根垂直導(dǎo)軌連接，該扇形齒輪副或者齒輪齒條副的從動齒輪連接動力輸入軸。

換向裝置包括正轉(zhuǎn)機構(gòu)和逆轉(zhuǎn)機構(gòu)，兩機構(gòu)各包括依次連接的主齒輪、棘輪、副齒輪；兩主齒輪分別與固定在動力輸入軸上的輸入齒輪嚙合，正轉(zhuǎn)機構(gòu)的副齒輪直接與固定在輸出主軸上的輸出齒輪嚙合，逆轉(zhuǎn)機構(gòu)的副齒輪與第三副齒輪嚙合，第三副齒輪與固定在輸出主軸上的輸出齒輪嚙合。

本發(fā)明利用杠桿原理，當(dāng)潮汐海浪造成水位上漲半潛浮船的上半部分達到設(shè)計排水線時，由于大氣壓力的作用，半潛浮船推動杠桿的一端向上運動；當(dāng)潮汐海浪造成水位下落到半潛浮船下半部分的設(shè)計水線時，同樣由于大氣壓力的作用，半潛浮船拉動杠桿的一端向下運動，從而采集到潮汐海浪造成水位變化形成的勢能，并經(jīng)換向裝置轉(zhuǎn)化成單向轉(zhuǎn)動的機械能，然后壓縮平面蝸卷盤簧形成彈性勢能存儲，根據(jù)需要設(shè)定釋放能量的速度穩(wěn)定帶動發(fā)電機發(fā)電。

與傳統(tǒng)海洋能發(fā)電站相比，利用了本發(fā)明的發(fā)電站，其主體建造在近海岸邊，施工容易、對環(huán)境破壞小，主要部件不受海水腐蝕危害壽命長、建設(shè)和運行成本低，且系統(tǒng)組成簡單、能量轉(zhuǎn)化率高，只損失少量摩擦力功。

附圖說明

圖1是本發(fā)明潮汐海浪勢能發(fā)電站動力傳動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是圖1中勢能采集裝置的側(cè)視結(jié)構(gòu)簡圖。

圖3是圖1中蓄能裝置的平面蝸卷盤簧組沿S-S線的剖視圖。

圖中：1半潛浮船，2扇形齒輪，3從動齒輪，4活套，5導(dǎo)軌，6杠桿軸，7杠桿，8支撐柱，9動力輸入軸，10第一主齒輪，11第二主齒輪，12第一棘輪，13第二棘輪，14第一副齒輪，15第二副齒輪，16輸入齒輪，17輸出齒輪，18第三副齒輪，19輸出主軸，20離合器，21第一調(diào)速器，22帶鎖止功能的棘輪，23平面蝸卷盤簧，24導(dǎo)桿軸，25外圈，26輸出心軸，27第二調(diào)速器。

具體實施方式

如圖1和圖2所示，本發(fā)明的潮汐海浪勢能發(fā)電站動力傳動系統(tǒng)包括：勢能采集裝置、換向裝置和蓄能裝置。

其中，勢能采集裝置是平衡杠桿系統(tǒng)，它一端為半潛浮船1，另一端為扇形齒輪2和從動齒輪3構(gòu)成的扇形齒輪副，兩端以支點為中心，通過配重使一端包括半潛浮船在內(nèi)的總重量與另一端包括扇形齒輪的總重量這兩者形成的力矩相等，以提高勢能采集裝置對潮汐和海浪引起的近岸水位的變化靈敏度；半潛浮船1為上下對稱的空心半球形并通過活套4與兩根垂直導(dǎo)軌5連接，使其適應(yīng)潮汐海浪上下運動；半潛浮船1與杠桿7的連接處是導(dǎo)桿結(jié)構(gòu)，杠桿軸6與杠桿7之間的連接是固定連接，杠桿軸的兩根支撐柱8與杠桿軸6之間軸承聯(lián)接；扇形齒輪副可由齒輪齒條副代替，其從動齒輪3連接動力輸入軸9。平衡杠桿系統(tǒng)隨潮漲潮落上下擺動，將不規(guī)則的海洋運動轉(zhuǎn)換為從動齒輪3有規(guī)律的轉(zhuǎn)動，然后帶動穿過廠房的動力輸入軸9傳遞動力至換向裝置。