[實(shí)用新型]倒立擺棘輪復(fù)合式波浪能發(fā)電裝置

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201120102087.5
• 申請(qǐng)日: 2011-04-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN202117835U
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-01-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張福曦;沈文蕾;王世明;胡慶松;柏春祥;王永鼎
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 上海海洋大學(xué);張福曦
• 主分類(lèi)號(hào): F03B13/14
• 分類(lèi)號(hào): F03B13/14;H02J3/38;H02K7/18;H02K7/10
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種利用倒立擺發(fā)電的裝置，特別是一種應(yīng)用于海上浮標(biāo)發(fā)電的倒立擺棘輪符合裝置，屬于水面波浪能發(fā)電研究領(lǐng)域。?

背景技術(shù)

海上浮標(biāo)為國(guó)家的海上交通、漁業(yè)、科研以及軍事等領(lǐng)域提供重要數(shù)據(jù)，是國(guó)家重要的戰(zhàn)略物資。由于傳統(tǒng)電池供電成本高、周期短、難維護(hù)，使浮標(biāo)的使用受到很大限制。因此對(duì)一種浮標(biāo)能夠攜帶的可持續(xù)發(fā)電裝置的需求非常迫切。?

目前，業(yè)界對(duì)浮標(biāo)供電的其他取代方案有光伏、風(fēng)能以及海洋波浪能發(fā)電系統(tǒng)等，其中波浪能發(fā)電系統(tǒng)因受天氣因素影響低、發(fā)電穩(wěn)定且易于維護(hù)，是較為理想的方案。目前國(guó)內(nèi)外設(shè)計(jì)的波浪能發(fā)電裝置大致可分為氣動(dòng)式、液動(dòng)式和水庫(kù)式三類(lèi)，基本上都要用到結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價(jià)格昂貴的渦輪機(jī)組，增加了整機(jī)造價(jià)。?

目前絕大多數(shù)此類(lèi)發(fā)明，其能量收集部件及傳動(dòng)部件，如葉輪、浮子系統(tǒng)等，都與海水直接接觸，將海浪的動(dòng)能傳化成機(jī)械能帶動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)電。海水的腐蝕、海水表面的汽蝕以及大風(fēng)大浪的作用，對(duì)這些關(guān)鍵部件的壽命影響非常大，設(shè)備經(jīng)常因腐蝕或過(guò)度疲勞提前損壞，實(shí)際應(yīng)用效果并不理想。另外，這些發(fā)明所設(shè)計(jì)的應(yīng)用環(huán)境，多為海浪較大的情況下，對(duì)于小波浪情況等地品質(zhì)波浪動(dòng)能的捕捉能力不足或無(wú)法捕捉，因此應(yīng)用面相對(duì)狹窄。?

因此，設(shè)計(jì)一種不與海水直接接觸又具有捕捉小波浪等低品質(zhì)波浪能能力的發(fā)電裝置是十分必要的，它將填補(bǔ)目前業(yè)界在此方面的空白。本專(zhuān)利所設(shè)計(jì)的倒立擺棘輪復(fù)合式發(fā)電裝置，完全填補(bǔ)了上述的技術(shù)空白。并且其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理，制造容易，成本低廉，其改型也十分方便，對(duì)低品質(zhì)波浪能的捕捉能力強(qiáng)，發(fā)電效率高，應(yīng)用領(lǐng)域不僅限于海上也適用于各種淡水水面。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，設(shè)計(jì)提供一種倒立擺棘輪復(fù)合式波浪能發(fā)電裝置，裝置為封閉結(jié)構(gòu)不易損壞，且可有效收集低品質(zhì)微小波浪動(dòng)能。?

本發(fā)明的技術(shù)方案如下，一種倒立擺棘輪復(fù)合式波浪能發(fā)電裝置，包括波浪動(dòng)能收集系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)和發(fā)電系統(tǒng)，這三個(gè)系統(tǒng)的各個(gè)部件都定位在機(jī)架上。?

動(dòng)能收集系統(tǒng)由單級(jí)倒立擺構(gòu)成，倒立擺擺頭在上擺桿在下，擺桿末端開(kāi)有軸孔，通過(guò)軸連接將倒立擺轉(zhuǎn)矩傳遞給傳動(dòng)系統(tǒng)。?

傳動(dòng)系統(tǒng)由連接倒立擺擺桿的轉(zhuǎn)軸、棘輪系統(tǒng)、擺動(dòng)約束外殼組成。棘輪系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)倒立擺擺動(dòng)的單向傳動(dòng)，分別帶動(dòng)兩組發(fā)電系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)發(fā)電系統(tǒng)單向連續(xù)工作。?

發(fā)電系統(tǒng)為兩組不相干涉的發(fā)電機(jī)，其轉(zhuǎn)軸分別與傳動(dòng)系統(tǒng)的兩組棘輪系統(tǒng)轉(zhuǎn)軸相連接，在倒立擺往復(fù)擺動(dòng)下實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)的單向連續(xù)工作，此設(shè)計(jì)避免發(fā)電機(jī)在往復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，因其自身慣性造成的能量消耗、阻礙倒立擺擺動(dòng)以及軸因交變應(yīng)力引起的損壞，提高發(fā)電效率以及對(duì)低品質(zhì)波浪能的捕捉能力。?

本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：?

(1)本實(shí)用新型設(shè)計(jì)了一種封閉式的、不與海水直接接觸的波浪能發(fā)電系統(tǒng)，降低了汽蝕、海水電蝕等對(duì)設(shè)備的侵蝕作用，提高了設(shè)備壽命。?

(2)本實(shí)用新型所設(shè)計(jì)使用的倒立擺式動(dòng)能捕捉機(jī)構(gòu)，對(duì)水面波動(dòng)非常敏感，具有捕捉小波浪等低品質(zhì)波浪能的能力，填補(bǔ)了目前業(yè)界在此方面的空白。?

(3)本實(shí)用新型設(shè)計(jì)使用棘輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，在倒立擺往復(fù)擺動(dòng)下實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)的單向連續(xù)工作，此設(shè)計(jì)避免發(fā)電機(jī)在往復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，因其自身慣性造成的能量消耗、阻礙倒立擺擺動(dòng)以及軸因交變應(yīng)力引起的損壞，進(jìn)一步提高發(fā)電效率以及對(duì)低品質(zhì)波浪能的捕捉能力。?

(4)其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理，體積小，便于多組疊加使用，制造容易，成本低廉，其改型也十分方便，應(yīng)用領(lǐng)域不僅限于海上也適用于各種淡水水面，大大節(jié)省了為離岸浮標(biāo)更換蓄電池的成本，具有廣闊的應(yīng)用前景。?

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)剖面示意圖；?

圖2為本實(shí)用新型的發(fā)電結(jié)構(gòu)單體示意圖；?

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。?

一種倒立擺棘輪復(fù)合式波浪能發(fā)電裝置，分為波浪動(dòng)能收集系統(tǒng)(1)、傳動(dòng)系統(tǒng)(2)和發(fā)電系統(tǒng)(3)，這三個(gè)系統(tǒng)的各個(gè)部件都定位在整套裝置的整體機(jī)架(21)上；其中波浪動(dòng)能收集系統(tǒng)(1)包括單級(jí)倒立擺(11)，擺錘(111)，擺桿(112)，軸孔(1121)；所述擺桿(112)?末端設(shè)有軸孔(1121)；傳動(dòng)系統(tǒng)(2)分包機(jī)架(21)，棘輪機(jī)構(gòu)(22)，轉(zhuǎn)軸(2121)，其特征在于：擺桿(112)末端的轉(zhuǎn)軸由機(jī)架(21)上的軸孔(2122)支撐，轉(zhuǎn)軸(2121)兩端各與一套棘輪機(jī)構(gòu)(22)相連接，兩套棘輪機(jī)構(gòu)(22)的轉(zhuǎn)向相反；當(dāng)?shù)沽[(11)正向運(yùn)動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)軸(2121)帶動(dòng)正向棘齒(2211)轉(zhuǎn)動(dòng)，正向棘齒(2211)進(jìn)而帶動(dòng)正向棘輪(221)轉(zhuǎn)動(dòng)，反向棘輪(222)不做動(dòng)作；當(dāng)?shù)沽[(11)反向運(yùn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)反向棘齒(2221)進(jìn)而帶動(dòng)反向棘輪(222)轉(zhuǎn)動(dòng)，正向棘輪(221)不做動(dòng)作；所述尾轉(zhuǎn)軸(2121)連接擺桿(112)的軸孔(1121)與機(jī)架(21)的軸孔(2122)；發(fā)電系統(tǒng)(3)由直流發(fā)電機(jī)(31)轉(zhuǎn)軸(311)組成；兩套棘輪裝置(22)分別與兩套直流發(fā)電機(jī)(31)轉(zhuǎn)軸(311)相連接。?