[發(fā)明專(zhuān)利]垂蕩浮子式發(fā)電增氧裝置及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910650021.0
• 申請(qǐng)日: 2019-07-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110410263B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-12-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曹飛飛;江小強(qiáng);鐘子悅;白浩哲;潘奕霖;韓蒙;史宏達(dá)
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)海洋大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): F03B13/18
• 分類(lèi)號(hào): F03B13/18;A01K63/04;C02F7/00
• 代理公司: 上海瀚橋?qū)＠硎聞?wù)所(普通合伙) 31261
• 代理人: 曹芳玲;鄒蘊(yùn)

1.一種垂蕩浮子式發(fā)電增氧裝置，其特征在于，具備：捕能系統(tǒng)、位于所述捕能系統(tǒng)內(nèi)部的換向系統(tǒng)、增氧系統(tǒng)及發(fā)電系統(tǒng)；其中，

所述捕能系統(tǒng)具備：

下端固定于海底而上端伸出海面的多根平行的鋼架、

固定安裝于所述鋼架頂端的基座、

作為傳動(dòng)機(jī)構(gòu)而形成為可輕微擺動(dòng)地貫穿所述基座并沿所述鋼架的平行方向延伸的絲杠、

位于所述基座下方并從外部包圍所述絲杠、且形成為能沿所述絲杠的軸向伸縮的柔性防水外殼、以及

與所述絲杠的下端固定連接并且能帶動(dòng)所述絲杠上下運(yùn)動(dòng)的垂蕩浮子；

所述換向系統(tǒng)具備：

與所述絲杠同軸地安裝的套軸、

與所述套軸不同軸地安裝的輸出軸、

同向安裝于所述輸出軸上的兩個(gè)棘輪、

安裝于所述套軸上的兩個(gè)絲杠齒輪、以及

與所述絲杠齒輪中的一個(gè)和所述棘輪中的一個(gè)分別嚙合的換向輪；

所述增氧系統(tǒng)具備：

從上方嵌插于所述基座且下部伸入所述柔性防水外殼內(nèi)部而形成空氣通路的多個(gè)進(jìn)氣管、

對(duì)應(yīng)地設(shè)于所述進(jìn)氣管的管口且可調(diào)節(jié)進(jìn)氣量的多個(gè)單向進(jìn)氣電磁閥、

與所述垂蕩浮子的底端連接從而使所述柔性防水外殼圍成的內(nèi)部空間與外部連通的多個(gè)下出氣管、

對(duì)應(yīng)地設(shè)于所述下出氣管的管口且可調(diào)節(jié)進(jìn)氣量的多個(gè)下單向出氣電磁閥、

從上方嵌插于所述基座并伸入所述柔性防水外殼內(nèi)部的多個(gè)上出氣管、以及

對(duì)應(yīng)地設(shè)于所述上出氣管的管口且可調(diào)節(jié)進(jìn)氣量的多個(gè)上單向出氣電磁閥；

所述發(fā)電系統(tǒng)位于所述輸出軸上端。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的垂蕩浮子式發(fā)電增氧裝置，其特征在于，在所述柔性防水外殼繞周向配設(shè)有剛性圈。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的垂蕩浮子式發(fā)電增氧裝置，其特征在于，所述捕能系統(tǒng)還具備位于所述基座上方并從外部覆蓋所述絲杠的剛性保護(hù)外殼。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的垂蕩浮子式發(fā)電增氧裝置，其特征在于，所述絲杠上的所述絲杠齒輪中的一個(gè)與所述輸出軸上的所述棘輪中的一個(gè)相嚙合，所述絲杠上的所述絲杠齒輪中的另一個(gè)與所述換向輪嚙合，所述換向輪再與所述輸出軸上的所述棘輪中的另一個(gè)嚙合。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的垂蕩浮子式發(fā)電增氧裝置，其特征在于，

當(dāng)所述垂蕩浮子向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，所述柔性防水外殼圍成的內(nèi)部腔體的體積增大，空氣因壓強(qiáng)作用經(jīng)過(guò)空氣過(guò)濾器以較少的含水量從所述進(jìn)氣管進(jìn)入腔體，關(guān)閉下單向出氣電磁閥阻止海水進(jìn)入腔體；

當(dāng)所述垂蕩浮子向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，所述柔性防水外殼圍成的內(nèi)部腔體的體積減小，所述單向進(jìn)氣電磁閥阻止腔體中的空氣從上方返回大氣，空氣經(jīng)過(guò)所述下單向出氣電磁閥進(jìn)入海水。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的垂蕩浮子式發(fā)電增氧裝置，其特征在于，所述增氧系統(tǒng)還具備安裝于所述基座上表面的多個(gè)空氣過(guò)濾器，所述空氣過(guò)濾器分別與所述單向進(jìn)氣電磁閥連接。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的垂蕩浮子式發(fā)電增氧裝置，其特征在于，

當(dāng)海上波高較大時(shí)，調(diào)節(jié)所述上單向出氣電磁閥使出氣量減小，并調(diào)節(jié)所述下單向出氣電磁閥使出氣量增大，從而使所述垂蕩浮子運(yùn)動(dòng)的阻力加大；

當(dāng)波高大于規(guī)定值，關(guān)閉所述單向進(jìn)氣電磁閥、所述上單向出氣電磁閥、所述下單向出氣電磁閥使所述垂蕩浮子懸停在較高的位置。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的垂蕩浮子式發(fā)電增氧裝置，其特征在于，所述規(guī)定值為裝置能安全工作的極限波高。

9.一種垂蕩浮子式發(fā)電增氧方法，其特征在于，利用權(quán)利要求1至8中任意一項(xiàng)所述的垂蕩浮子式發(fā)電增氧裝置，

當(dāng)所述垂蕩浮子因波浪作用而發(fā)生垂蕩運(yùn)動(dòng)時(shí)，與所述垂蕩浮子剛性連接的所述絲杠也隨之發(fā)生豎向位移；

兩個(gè)所述套軸因與所述基座存在豎向約束關(guān)系從而與所述絲杠產(chǎn)生相對(duì)位移進(jìn)而發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，并帶動(dòng)分別嚙合的所述絲杠齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)；

所述絲杠齒輪中的一個(gè)經(jīng)所述換向輪實(shí)現(xiàn)一次換向后，以相同的轉(zhuǎn)動(dòng)方向傳導(dǎo)至兩個(gè)同向安裝的所述棘輪，從而帶動(dòng)所述輸出軸單向轉(zhuǎn)動(dòng)；

所述輸出軸通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)使直流發(fā)電機(jī)實(shí)現(xiàn)發(fā)電。