[發明專利]一種漂浮直驅式海浪發電技術

無效

• 申請號: 201210152840.0
• 申請日: 2012-05-18
• 公開（公告）號: CN102678432A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發明（設計）人: 劉衛其
• 申請（專利權）人: 劉衛其
• 主分類號: F03B13/16
• 分類號: F03B13/16;H02J3/38;F16H35/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明是一種海浪發電技術，屬于新能源開發領域，解決了隨機吸能轉換和電力處理的關鍵技術問題，使輸出的電能達到獨立成網或并入電網的要求。

本技術以浮體為吸能機構，利用連桿兩端的浮體的上下浮動和前后擺動，獲得隨機的往復動力輸入，在增速后，用調向齒輪箱(自命名)將雙向旋轉轉換為單向旋轉輸出至飛輪儲能，飛輪帶動硅整流發電機發電，經過逆變器等電能處理過程達到使用要求。

背景技術

目前，利用海浪發電的技術和裝置多種多樣，但是滿足經濟、耐久、高效和穩定的海浪發電技術仍不成熟，因此，海洋海浪能仍未能大規模商業開發。

隨著科學技術的發展，多個國家均在試驗一些海浪發電裝置，比如海蛇等裝置。最近美國的研究機構據稱研究出一種吸能效率達到99％的技術，正在開展室內研究。我國也在加緊研究的步伐，廣州某公司提出的飄浮式海洋發電站也正在搞海況試驗，某機構正在研究一種利用金屬磁流體發電機的海浪發電裝置。

但至目前為止，受海浪隨機性、低頻、風大浪大的影響，我國還沒有很好的海浪發電裝置投入商業開發，本技術的應用，相信可以解決這個問題，滿足商業開發的要求。

發明內容

本發明提出的海浪能發電技術，追求經濟、耐久、高效和穩定的目標，技術成熟，穩定可靠，適用范圍廣，特別適應海浪隨機特性和低頻特性。總體設計思路是：隨機吸能，雙向轉換，飛輪儲能，小功率單機裝置輸出，然后通過多個裝置獲得較多的穩定電能。裝置由吸能系統、發電單元和電力處理系統組成。

裝置的吸能系統由浮體、連桿和錨系組成。浮體由兩部分組合，上部為浮箱，上置發電單元、保護罩、輸入軸和支撐座，箱體漂浮在水面；下部為V型水箱，內部充海水，起配重和降低浮體重心的作用。連桿分別連接前后浮體上發電單元的輸入軸和支承座，使浮體在上下浮動和前后擺動時均能夠帶動發電單元的輸入軸往復轉動，獲得隨機動力輸入。為適應海浪的復雜運動，連桿連接輸入軸和支承座采用具有方向限制的鉸接，使其橫向可以適當變位，縱向約束，保證縱向動力輸入。

發電單元由輸入軸、增速系、調向齒輪箱、飛輪箱和發電機組成。其功能是將輸入軸獲得的隨機往復轉動通過增速系增速和調向齒輪箱換向，得到高速運動的單向旋轉輸出至飛輪箱內的飛輪，使飛輪高速旋轉獲得動能帶動硅整流交流發電機發電，獲得電壓穩定、電流基本穩定的直流電。

在組成發電單元的設備中，增速系可采用液壓系統或機械系統。

調向齒輪箱是本技術的核心，是一個能夠雙向輸入、不限輸入行程、單向輸出且輸出獨立的剛體傳動裝置。箱體內部是嚙合的圓柱齒輪，采用齒輪傳動，外設一根輸入軸和一根輸出軸。由于采用圓柱齒輪系傳動，使得調向齒輪箱的輸入行程不受限制，特別適應海浪波高的隨機變化，同時使得海浪的往復動力均能夠得到吸收，保證了動力輸入的連續性。另外，箱體采用了超越離合技術，使得輸出軸能夠超越輸入軸，保證輸出軸單向旋轉且動力輸出獨立，不受輸入軸的影響。

飛輪箱內置增速齒輪組和飛輪，連接調向齒輪箱的輸出軸，功能是短暫儲能，平滑能量輸入過程。

電力處理系統包括電壓調節器和逆變器等，是配合交流發電機使用的電力設備。發電機得到的電壓穩定、電流基本穩定的直流電經逆變器處理后得到電壓、頻率穩定的交流電，滿足獨立成網和并入電網的要求。

本技術具有較大的可擴展性，可將多個浮體并、串聯起來，形成矩陣排列，發展大型的發電站。

附圖說明

圖1為雙體發電裝置平面布置圖；

圖2為雙體發電裝置立視圖；

圖3為雙體發電裝置側視圖；

圖4為發電單元連接布置圖；

圖5為電力處理系統結構圖；

圖6為三個發電裝置連接布置圖；

圖7為調向齒輪箱原理圖；

圖8為飛輪箱原理圖。

具體實施方式

圖1、圖2、圖3分別是雙體發電裝置平面布置圖、立視圖和側視圖，裝置由浮體1、連桿2、發電單元3、保護罩4、輸入軸5、支承座6、錨鏈7和錨8組成。從圖中看出，浮體1由兩部分組合，上部為浮箱，上置發電單元3、保護罩4、輸入軸5和支承座6，箱體漂浮在水面；下部為V型水箱，內部充海水，起配重和降低浮體重心的作用。連桿2分別連接前后浮體上發電單元的輸入軸5和支承座6，使浮體1在上下浮動和前后擺動時均能夠帶動發電單元3的輸入軸5往復轉動，獲得隨機動力輸入。連桿2連接輸入軸5和支承座6時采用限位鉸接，使其橫向可以適當變位，縱向傳遞動力。