专利名称：具有用波力自行发电装置的浮标及波力发电方法
技术领域：
本发明涉及具有用波力自行发电装置的浮标，此浮标把海水波浪的波力转换为电能，并用此电能发光，因此可以在海上没有其它供电装置的情况下永久使用。
背景技术：
为了指引船舶在海上安全航行，通常用几种标识装置，如无人灯塔、灯桩、浮标等，来标识航行的安全航线和危险区。这些标识装置一般用干电池或蓄电池做电源发出光或电波。
然而传统的浮标因电池消耗而必须充电或更换电池，此时必须把船开到设置浮标的位置，并把浮标吊到船上之后才能进行，因此不仅需要很长时间和人力，而且用掉大量的电池而费用很高，并且用完的电池还有可能污染环境。
为了解决上述问题，曾有人提出过用波力为浮标供电的装置。但在这种装置附近必须有地面或灯塔等附加的支承装置，因而在大海中间等没有固定或支承装置的地方不能使用。
发明内容
为了解决上述的存在问题，本发明的目的是为在海中无支承装置的浮标提供利用波力自行供电的方法，在没有其他能源供给的情况下在海中永久使用。
本发明的另一个目的是指出在上述浮标上发电的方法。
为了达到上述目的，本发明提出具有利用波力自行发电装置的浮标，其中包括有一定浮力的浮体，垂直穿过此浮体并随海浪相对于浮体上下往复直线运动的下进给部件，设置在浮体上并把下进给部件与浮体之间的直线运动转换为旋转运动的传动机构及发电机，设置在浮体上部并从上面支撑下进给部件的上支承，以及用发电机所发电能发光的航标灯。
本发明中，下进给部件能在浮体中心所设的导套内上下运动，下进给部件由芯轴和阻力板组成，芯轴的上部有齿条，芯轴的下端固定阻力板。此阻力板是为了使其承受一定阻力从而阻碍其上下方向的运动，它的形状可以是圆形或多边形。上支承是由浮体上设置的支承筒和支承筒内的弹簧组成，此弹簧与下进给部件的芯轴上端连接，使芯轴能进行垂直上下运动。
本发明还指出在浮标发电的方法是在海面上浮体随海浪沿上下方向运动，而穿过此浮体的下进给部件在波浪几乎不发生的深水中，当浮体通过弹簧带动下进给部件时阻力板受海水阻力而下进给部件移动量很少，这样浮体与下进给部件之间产生相对直线运动；这种直线运动通过芯轴上的齿条带动浮体上的齿轮转动而转换为旋转运动并带动发电机发电。
结合下面附图的详细说明，进一步解释本发明的目的、特点及优点图1表示实施本发明提出的具有利用波力自行发电装置的浮标断面图；图2(a)表示本发明的浮标处在浪峰时的断面图；图2(b)表示本发明的浮标处在浪谷时的断面图。
具体实施例方式
如图1所示，本发明所述利用波力自行发电的浮标30由一系列部件组成，从而把波浪的动能通过发电机转换为电能。
浮标包括浮体1、下进给部件10、发电机11、上支承14和航标灯15。浮体1浮在海水面，其中心设有垂直方向的导套5。
下进给部件10由芯轴7和阻力板9组成芯轴7的上部在导套5内可以相对于浮体1沿垂直方向进行相对运动；阻力板9固定在芯轴7下端并伸入海中。在波浪的作用下浮体1上下运动时，阻力板9阻碍下进给部件10运动，因此二者产生沿垂直方向的相对往复运动。芯轴7的上部加工成齿条17，在浮体内设置发电机11，发电机11的轴与齿轮11a连接，齿条17与齿轮11a啮合。当浮体1相对于下进给部件10相对往复直线运动时，使发动机11的轴沿正反时针方向往复旋转，而发电机11在正反转时都能发电。
上支承14设置在浮体1上部，由支承筒3和弹簧13组成。支承筒3的内腔与浮体1内的导套5相连，弹簧13在支承筒3的内腔中沿轴向设置，其上端固定在支承筒3顶部，而下端吊住芯轴7的顶部，使芯轴7与浮体1之间相对上下运动自如。
航标灯15设在支承筒3的上部，用发电机11所发的电能发光，以标识浮标30所在的位置。
为了防止因与海水接触而腐蚀，导套5、芯轴7等部件用不锈钢等耐腐蚀材料制造。此外，本发明中浮体1以上的部件用铝等轻材料制造以减少其重量，而沉在水中的部件则用不锈钢等重材料制造使其尽量重。也就是本发明浮标30的下部比上部重，使浮标始终保持对水平面的垂直状态。
而且，为了防止浪费使电能有效地利用，可以采用亮度测定装置如CDS电路而使航标灯15只在阴暗时发光，另外还可以采用一些电源控制装置使航标灯15间歇式通电发光。
发电机11封装在密闭的箱体中(图中未画出)，箱体内还放置蓄电池(图中未画出)、和充电器(图中未画出)等构成的供电系统。
用图2(a)和2(b)说明本发明利用波力发电的浮标，其上述结构随着波浪动作的状态。
图2(a)是本发明的浮标30处于浪峰处的情况，图2(b)处于浪谷处的情况。同时参考这两个图可知，漂浮在海面的浮体1的高度随着波浪的起伏而变化；而处于水下位置的阻力板9因水下比水面波动量小，其升降高度差比浮体1的升降高度差小。这样浮体1和阻力板9之间产生上下运动速度差，因此浮体1与下进给部件10之间进行往复直线运动，此时齿条17带动发电机11轴上的齿轮11a旋转，使发电机11发电。
当浪高时浮体1随着上升，但是海中的阻力板9受海水的阻力，不易像浮体1那样随着升高，这样芯轴7相对于浮体1向下运动并拉长弹簧13。
当浪低时浮体1随着下降，但是海水中的阻力板9受海水的阻力，不易像浮体1那样随着下降，这样芯轴7相对于浮体1向上运动并使弹簧13恢复原来长度或压缩弹簧13。
因此，只要有波浪连续产生，发电机就能连续运转，从而可以自行发电而不必要用干电池等其它电源供电，并且能用多余的电给蓄电池充电。
如上所述本发明提出的浮标，是由随波浪运动的浮体和垂直穿过浮体心部的下进给部件组成，由于浮体和阻力板的移动量不同而使下进给部件相对于浮体进行上下直线往复运动，齿条带动齿轮把直线运动转换为旋转运动，进而带动发电机发电。此浮标在没有支承装置的大海里也能利用波力发电，可以用波力代替干电池作浮标的能源，因而节约能源。并且传统的浮标存在的问题是必须更换电池或给电池充电，这需要繁重的劳动并浪费时间。本发明的浮标解决了传统浮标中的此类问题。
特别是，本发明的浮标提出在海里设置阻力板的方案，因而这种利用波力发电的方法在浅海和深海都可以使用；而且，不仅可以在固定装置如浮动的漂浮物，也可以在移动的装置如船上应用。
尽管本发明的实施案例只是作为举例说明之用，但此行业的专家可以理解在不超出本发明的精神和范围的情况下对本发明的各种各样的修改、替换和增加都是可行的。
权利要求
1.一种具有利用用波力自行发电装置的浮标，包括能浮在海上并具有一定浮力的浮体(1)；垂直穿过浮体(1)中心的下进给部件(10)，下进给部件(10)由相对于浮体(1)上下运动的芯轴(7)和伸入海中的阻力板(9)组成；下进给部件(10)因随波浪起伏时与浮体(1)的移动速度不同而相对于浮体(1)沿上下方向进行往复直线运动；设置在浮体(1)上并把下进给部件(10)和浮体(1)之间的上下往复直线运动转换为旋转运动而发电的发电机(11)；设置在浮体(1)上并在上面支承下进给部件(10)的上支承(14)；以及利用发电机(11)所发电能而发光的航标航标灯(15)。
2.如权利要求1所述的浮标，其特征在于下进给部件及相关的结构包括浮体(1)中心设有导套(5)；在导套内进行上下运动的芯轴(7)，并在芯轴(7)的上部加工齿条(17)；以及在芯轴(7)下端固定垂直于芯轴(7)的阻力板(9)。
3.如权利要求2所述的浮标，其特征在于阻力板(9)是为了在上下方向移动时让其受阻力而设置，其形状可以是具有一定尺寸的园盘形或多边形。
4.如权利要求1所述的浮标，其特征在于上支承(14)包括设在浮体(1)上的支承筒(3)；设在支承筒(3)内部的弹簧(13)，弹簧(13)与芯轴(7)的上端相连而使芯轴(7)能在导套5中上下运动。
5.如权利要求1所述的浮标中的发电方法，包括如下过程浮体(1)在海上随波浪沿垂直方向起伏运动；与此同时，阻力板(9)在波浪起伏小的海中几乎不动，于是下进给部件(10)的芯轴(7)垂直穿过浮体(1)中心并相对于浮体(1)沿上下方向进行往复直线运动；以及把芯轴(7)的往复直线运动转换为与芯轴(7)上部的齿条(17)啮合的齿轮的旋转运动，并带动发电机发电。
全文摘要
本发明提出具有用波力自行发电装置的浮标。此浮标包括浮在海上的浮体和垂直穿过浮体中心部位导套的下进给部件,浮体靠波力进行上下往复运动,在浮体和下进给部件之间产生运动速度差;发电机设在浮体之上,下进给部件上部的齿条与发动机上的齿轮啮合,把下进给部件的直线往复运动转换为发电机的旋转运动,使发电机发电;设在浮体上的上支承是支承下进给部件用的;浮标上设置航标灯,它用发电机发的电能标出浮标所在的位置。
文档编号B63B22/00GK1382905SQ0210823
公开日2002年12月4日 申请日期2002年3月27日 优先权日2001年4月20日
发明者成泰焕 申请人:成哲基