[發明專利]垂蕩浮子式發電增氧裝置及方法

有效

• 申請號: 201910650021.0
• 申請日: 2019-07-18
• 公開（公告）號: CN110410263B
• 公開（公告）日: 2020-12-22
• 發明（設計）人: 曹飛飛;江小強;鐘子悅;白浩哲;潘奕霖;韓蒙;史宏達
• 申請（專利權）人: 中國海洋大學
• 主分類號: F03B13/18
• 分類號: F03B13/18;A01K63/04;C02F7/00
• 代理公司: 上海瀚橋專利代理事務所(普通合伙) 31261
• 代理人: 曹芳玲;鄒蘊

本發明提供一種能通過簡單且低廉的絲杠齒輪式傳動機構實現波浪能捕獲和傳遞，并同時實現發電與增氧雙重功能的垂蕩浮子式發電增氧裝置及方法。具備：捕能系統、位于捕能系統內部的換向系統、增氧系統及發電系統；其中，捕能系統具備：鋼架、基座、作為傳動機構而形成為可輕微擺動地貫穿基座并沿鋼架的平行方向延伸的絲杠、柔性防水外殼、以及與絲杠的下端固定連接的垂蕩浮子；換向系統具備：套軸、輸出軸、棘輪、絲杠齒輪、以及換向輪；增氧系統具備：多個進氣管、多個單向進氣電磁閥、多個下出氣管、多個下單向出氣電磁閥、多個上出氣管、以及多個上單向出氣電磁閥；發電系統位于輸出軸上端。

技術領域

本發明屬于波浪能發電領域，具體涉及一種垂蕩浮子式發電增氧裝置及方法。

背景技術

隨著化石能源的日趨枯竭、溫室氣體排放導致的氣候變化日益嚴重，開發可再生能源成為世界能源發展的重要方向。海洋波浪能作為一種清潔無污染的綠色可再生新能源，具有儲量大、分布廣、能量密度高且易于轉化等優點，成為新能源研究的重點。開發并利用海洋波浪能對于緩解能源緊張，降低環境污染，發展沿海及島嶼經濟，鞏固海防等具有重要意義。

波浪能裝置是進行波浪能利用的主要形式，波浪能裝置根據其獲能方式的不同，主要有垂蕩浮子式、垂蕩水柱式以及越浪式。與垂蕩水柱式和越浪式相比，垂蕩浮子式波浪能裝置具有結構簡單、安裝維護方便、能量轉換效率較高的優點、適合于小波浪條件等優點。

目前，國內的垂蕩浮子式波浪能裝置的傳動機構有齒條式和液壓式，齒條式因其可靠性低不利于維護，所以大規模應用較少。然而當前廣泛使用的液壓式傳動機構又存在成本高昂、維護費用高等問題。因此，結構簡單且成本低廉絲杠齒輪式傳動機構逐漸進入人們視野，但與其相關的傳動機構研究較少。

發明內容

發明要解決的問題：

針對上述問題，本發明的目的在于提供一種能通過簡單且低廉的絲杠齒輪式傳動機構實現波浪能捕獲和傳遞，并同時實現發電與增氧雙重功能的垂蕩浮子式發電增氧裝置及方法。

解決問題的技術手段：

本發明提供一種垂蕩浮子式發電增氧裝置，具備：捕能系統、位于所述捕能系統內部的換向系統、增氧系統及發電系統；其中，

所述捕能系統具備：

下端固定于海底而上端伸出海面的至少四根平行的鋼架、

固定安裝于所述鋼架頂端的基座、

作為傳動機構而形成為可輕微擺動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的垂蕩浮子；

所述換向系統具備：

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棘輪、

安裝于所述套軸上的兩個絲杠齒輪、以及

與所述絲杠齒輪中的一個和所述棘輪中的一個分別嚙合的換向輪；

所述增氧系統具備：

從上方嵌插于所述基座且下部伸入所述柔性防水外殼內部而形成空氣通路的多個進氣管、

對應地設于所述進氣管的管口且可調節進氣量的多個單向進氣電磁閥、

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部空間與外部連通的多個下出氣管、