[發(fā)明專利]一種采能單元和棘輪以及波力發(fā)動(dòng)機(jī)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210253938.5
• 申請日: 2012-07-23
• 公開（公告）號: CN102979661A
• 公開（公告）日: 2013-03-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉運(yùn)桃
• 申請（專利權(quán)）人: 劉運(yùn)桃
• 主分類號: F03B13/16
• 分類號: F03B13/16;F16H33/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于波浪能利用技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種采能單元和棘輪以及波力發(fā)動(dòng)機(jī)。

背景技術(shù)

隨著社會(huì)的進(jìn)步，經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，人類對能源的需求與日俱增，造成包括石油、煤炭、天然氣等化石能源的日漸枯竭，以及過度使用這些能源所造成的環(huán)境問題正在成為影晌人民身體健康和困擾人類發(fā)展的大難題，解決能源危機(jī)和環(huán)境污染問題已成為當(dāng)今社會(huì)的兩大主題，探索清潔可再生能源是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的必經(jīng)之路。其實(shí)能源是無處不在，普灑的陽光，凜冽的寒風(fēng)，奔騰咆哮的大海，這些都是我們能源的寶庫。如何高效低成本的開發(fā)這些資源是迫切需要解決的重大課題。

其中，海洋波浪能的研究便是一個(gè)重要的方向，波浪能是一種具有能量密度高、不消耗燃料、無污染、儲(chǔ)量大、分布廣、利用難的能源。它是一種取之不盡、用之不竭的可再生清潔能源。研究還表明，海浪在一天中每小時(shí)和一年中逐日變化方面小于其他可再生的資源(如風(fēng)能或太陽能)，使它有望成為“全天候能源”。尤其是在能源消耗較大的冬季，在強(qiáng)烈的偏北風(fēng)吹拂下，從黃海到南海形成一條東北-西南走向的大浪帶，平均波高在2米以上，且周期在4-8s之間，可以利用的波浪能能量也最大，就世界范圍內(nèi)，歐洲的波能密度更是比我國高出許多倍，波浪能具有廣闊的開發(fā)利用前景和巨大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

一個(gè)多世紀(jì)以來，由于波浪能的利用地點(diǎn)局限在海岸附近，容易受到海洋災(zāi)害性氣候的侵襲。開發(fā)成本高，規(guī)模小，社會(huì)效益好但是經(jīng)濟(jì)效益差，投資回收期長，束縛了波浪能的大規(guī)模商業(yè)化開發(fā)利用和發(fā)展。

從目前國內(nèi)外的研究狀況來看，傳統(tǒng)的投入試驗(yàn)運(yùn)用的波浪能利用裝置主要有聚波水庫式、振蕩水柱式、振蕩浮子式。

振蕩水柱式波能裝置的優(yōu)點(diǎn)是轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)不與海水接觸，防腐性能好，安全可靠，維護(hù)方便。其缺點(diǎn)是能量轉(zhuǎn)換效率較低，對小波浪的適應(yīng)性不強(qiáng)，施工難度大，抗災(zāi)害能力差，且造價(jià)高昂。如中國的3KW、20KW、100KW波能發(fā)電站，日本的“海明號”發(fā)電船以及航標(biāo)燈式波力裝置都是屬于這種類型。

振蕩浮子技術(shù)包括了浮子式、筏式、擺式、蚌式等諸多技術(shù)，是利用波浪的運(yùn)動(dòng)推動(dòng)裝置的活動(dòng)部分——鴨體、筏體、浮子等產(chǎn)生往復(fù)運(yùn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)油、水等中間介質(zhì)，通過中間介質(zhì)轉(zhuǎn)換推動(dòng)發(fā)電裝置發(fā)電。代表裝置有我國的50kW岸式振蕩浮子波浪能電站，葡萄牙海域的一套商業(yè)規(guī)模、按實(shí)際尺寸制造的海浪發(fā)電系統(tǒng)，希臘語中的“海蛇”，機(jī)械擺式是利用波浪推動(dòng)一個(gè)機(jī)械臂上的擺板或浮子，帶動(dòng)齒輪或油壓傳動(dòng)系統(tǒng)來驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，如日本在北海道的80KW擺式電站和中國在山東大管島的30KW擺式電站。擺式裝置比較適合波浪低頻大推力的特點(diǎn)，轉(zhuǎn)換效率較高，但擺式裝置受潮位差的影響大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，容易損壞，系統(tǒng)維護(hù)困難，造價(jià)高，較難大規(guī)模應(yīng)用。

聚波水庫式的優(yōu)點(diǎn)是一級轉(zhuǎn)換沒有活動(dòng)部件，可靠性好，維護(hù)費(fèi)用低，系統(tǒng)出力穩(wěn)定。不足之處是電站建造對地形有要求，不易推廣，如挪威的350kW收縮波道裝置(Tapered?Channel)。

中國專利申請?zhí)?1276572.4的實(shí)用新型專利公開了一種海浪動(dòng)力裝置，它包括由若干井架通過連接架連接組成的平臺支架，在井架內(nèi)置有浮體，浮體內(nèi)的下端為配重室，上端為空氣室，浮體上端系固的索鏈通過多個(gè)傳動(dòng)輪系固于浮體的下端，傳動(dòng)輪與動(dòng)力輸出輪連接，動(dòng)力輸出輪與調(diào)速器連接，調(diào)速器和發(fā)電機(jī)連接，在浮體6上端連接有調(diào)節(jié)閥，下端設(shè)有氣、水管和掛鉤，該掛鉤可與平臺支架下端的鎖定器連接，該裝置在常規(guī)海情時(shí)，靠海浪使浮體上、下運(yùn)動(dòng)來驅(qū)動(dòng)動(dòng)力輸出輪帶動(dòng)調(diào)速器和發(fā)電機(jī)發(fā)電的，在特殊海情時(shí)，將浮體沉于海水中，且鎖定在平臺支架的下端。安全可靠，提高裝置的使用壽命。具有充分利用水資源，發(fā)電便捷，成本低等優(yōu)點(diǎn)，也可以作為水上作業(yè)的動(dòng)力源。但該裝置是利用浮體在井架內(nèi)的上下運(yùn)動(dòng)來提取能量，浮體易與井架發(fā)生碰撞摩擦，需要滑輪、導(dǎo)軌導(dǎo)向，裝置現(xiàn)場施工困難，單個(gè)裝置容量小，不易進(jìn)行能量匯聚形成強(qiáng)大的動(dòng)力，

中國專利申請?zhí)?1221474.0的實(shí)用新型專利公開了一種波浪發(fā)電原動(dòng)裝置，該裝置由錨索、韌帶、韌帶盤、卷簧、發(fā)條盒、棘輪棘爪、主動(dòng)轉(zhuǎn)軸、變速箱、穩(wěn)速器、轉(zhuǎn)矩輸出軸、內(nèi)外錨和漂浮殼體構(gòu)成，波浪上升是靠殼體所受浮力和沖擊力輸出轉(zhuǎn)矩，下降時(shí)靠發(fā)條儲(chǔ)存的勢能輸出轉(zhuǎn)矩、具有結(jié)構(gòu)簡單、安裝使用方便、造價(jià)低、應(yīng)用范圍廣、全部機(jī)件密封抗浪能力強(qiáng)不易受損，功能不受高低潮影響，不需人工管理等優(yōu)點(diǎn)。但裝置自由漂浮海面上，容易受波浪橫向推力、風(fēng)力、海流影響而偏離垂直位置，影響裝置效率，并且單機(jī)容量小，難以進(jìn)行能量聚集，