一种柔性锚定海浪发电装置的制作方法

本实用新型涉及海洋利用与可再生能源发电领域，尤其涉及一种柔性锚定海浪发电装置。

背景技术：

当今世界传统能源日趋枯竭、环境污染问题恶化，开发利用清洁的可再生新能源迫在眉睫。我国海岸线漫长，浩瀚的海洋蕴藏着丰富的能源，风与海面作用产生海浪，海浪能是以动能形式表现的水能资源之一，科学家对世界各大洋平均波高1米、周期6秒的海浪进行推算，认为全球海浪能功率约为700亿千瓦，其中可开发利用的约为25亿千瓦。海浪中蕴藏有如此丰富的能量，将海浪的动能转化为电能，使制造灾难的惊涛骇浪为人类服务，是人们多年来梦寐以求的理想。目前的海浪发电装置存在着制作运行费用较高，维护较为困难，稳定性较差，能量转换效率低等问题。

技术实现要素：

为了克服上述现有技术的不足，本实用新型提供一种制作运行成本低，维护方便，可靠性好，系统出力较稳定，能量转换效率高的柔性锚定海浪发电装置。

为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案实现：

一种柔性锚定海浪发电装置，包括浮箱、主动轮装置、坠体、锚块、链子、安全联轴器、转换装置；所述浮箱上部为正六边形梯台，下部为正六边形扁柱，浮箱下部均布三个直角梯形体凹槽，所述主动轮装置包括主轴以及安装在主轴上的主动轮、轴承座；主动轮装置通过轴承座安装在直角梯形体内，链子中部安装在主动轮上，两端一端与坠子连接，另一端与锚块连接，三个坠体通过链子连接成一体，柔性固定浮箱使其在一定范围内浮动，主轴通过安全联轴器与转换装置连接，转换装置与发电机相连。

所述浮箱采用船用钢板制作，上部采用薄钢板，下部采用厚钢板；所述三个直角梯形体凹槽成等边三角形放置。所述三个锚块成等边三角形放置，并且锚块重量是坠体重量的三倍以上，所述主动轮装置位于水面上。

所述转换装置，将顺时针与逆时针低速旋转的动力源转换为统一方向高速旋转的力，所述转化装置包括变速箱与连杆液压系统两种形式。所述变速箱包括齿轮、从动轴、单向轴承齿轮；上述齿轮安装在从动轴上，通过齿轮啮合将正反转低速输入转换为单方向高速输出。所述连杆液压系统包括连杆、液压缸、高压罐、液压马达、过压保护泄压阀、储油罐；连杆与液压缸的液压杆铰接，液压缸通过液压油路与阀门依次与高压罐、过压保护泄压阀、储油罐连接，高压罐液压缸通过液压油路与阀门与液压马达与发电机连接，储油罐通过液压油路与阀门与液压马达连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1)本实用新型无需在海上搭建运行平台，在陆地完成制作，放入合适海域即可，制作运行成本低；

2)多个坠体通过链子连接成一体，坠体相互牵制，固定浮箱，可靠性高，系统出力较稳定；

3)转换装置将顺时针与逆时针低速旋转的动力源转换为统一方向高速旋转的力，转化效率高；

4)锚块可采用砾石或混凝土块制作，制作成本低。

附图说明

图1是本实用新型立体结构示意图；

图2是本实用新型浮箱俯视立体结构示意图；

图3是本实用新型浮箱仰视立体结构示意图；

图4是本实用新型转换系统结构示意图；

图5是本实用新型变速箱结构示意主视图；

图6是本实用新型变速箱结构示意侧视图；

图7是本实用新型连杆液压系统原理图。

图中：1-浮箱 2-主动轮装置 3-坠体 4-锚块 5-链子 6-安全联轴器 7-转换装置 8-浮箱上部 9-浮箱下部 10-直角梯形体凹槽 11-主轴 12-主动轮 13-轴承座 14-发电机 15-齿轮一 16-从动轴一 17-单向轴承齿轮一 18-齿轮二 19-从动轴二 20-齿轮三 21-齿轮四 22-从动轴三 23-齿轮五 24-齿轮六 25-从动轴四 26-齿轮七 27-齿轮八 28-齿轮九 29-输出轴 30-从动轴五 31-单向轴承齿轮二 32-齿轮十 33-变速箱 34-飞轮 35-皮带轮 36-连杆 37-液压缸 38-高压罐 39-液压马达 40-过压保护泄压阀 41-储油罐 42-液压油路 43-阀门

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明：

如图1所示，本实用新型立体结构示意图，一种柔性锚定海浪发电装置，包括浮箱1、主动轮装置2、坠体3、锚块4、链子5、安全联轴器6、转换装置7。所述主动轮装置2包括主轴11以及安装在主轴11上的主动轮12、轴承座13。主动轮装置2通过轴承座13安装在直角梯形体凹槽10的侧板上，链子5中部安装在主动轮12上，两端一端与坠体3连接，另一端与锚块4连接，三个坠体3通过链子5连接成一体，柔性固定浮箱1使其在一定范围内浮动。

如图1-3所示，本实用新型立体结构示意图与本实用新型浮箱俯视、仰视立体结构示意图，所述浮箱上部8为正六边形梯台，浮箱下部9为正六边形扁柱，浮箱下部9均布三个直角梯形体凹槽10，浮箱1为船用钢板焊接而成，浮箱上部8采用薄钢板制作，浮箱下部9采用厚钢板制作，三个直角梯形体凹槽10中心位于浮箱下部9正六边形截面中心线上，连接中心形成等边三角形。所述三个锚块4可采用砾石或混凝土块制作，制作成本低，对应三个主动轮12向外侧投放在海底，成等边三角形放置，并且锚块4重量是坠体3重量的三倍以上。所述主动轮装置2位于水面上，不与海水接触，避免了海水的侵蚀，延长其使用寿命。

如图4所示，本实用新型转换系统结构示意图，所述主轴11通过安全联轴器6与变速箱33连接，变速箱33输出端连接飞轮34与皮带轮35，通过皮带与发电机14相连。

如图5-6所示，本实用新型变速箱结构示意主、侧视图，所述变速箱包括齿轮一15、从动轴一16、单向轴承齿轮一17、齿轮二18、从动轴二19、齿轮三20、齿轮四21、从动轴三22、齿轮五23、齿轮六24、从动轴四25、齿轮七26、齿轮八27、齿轮九28、输出轴29、从动轴五30、单向轴承齿轮二31、齿轮十32。齿轮一15安装在主轴11上，单向轴承齿轮一17与齿轮二18安装在从动轴一16上，齿轮三20与齿轮四21安装在从动轴二19上，齿轮五23与齿轮六24安装在从动轴三22上，齿轮七26与齿轮八27安装在从动轴四25上，单向轴承齿轮二31与齿轮十32安装在从动轴五30上，齿轮九28安装在输出轴29上。

齿轮二18与齿轮十32啮合，齿轮一15与单向轴承齿轮一17及单向轴承齿轮二31啮合，单向轴承齿轮一17与单向轴承齿轮二31打滑与锁死相反方向放置。若齿轮一15顺时针转动，单向轴承齿轮一17是锁死状态，单向轴承齿轮二31是打滑状态，齿轮二18为逆时针转动，齿轮十32为顺时针转动；若齿轮一15逆时针转动，单向轴承齿轮一17是打滑状态，单向轴承齿轮二31是锁死状态，齿轮十32为顺时针转动。无论齿轮一15顺、逆时针旋转，齿轮十32始终向一个方向旋转。再通过齿轮十32与齿轮三20、齿轮四21与齿轮五23、齿轮六24与齿轮七26、齿轮八27与齿轮九28啮合最后由输出轴29将扭矩传递出去，实现正反转低速输入单方向高速输出。

如图7所示，本实用新型连杆液压系统原理图，所述连杆液压系统包括连杆36、液压缸37、高压罐38、液压马达39、过压保护泄压阀40、储油罐41；连杆36与液压缸37的液压杆铰接，液压缸37通过液压油路42与阀门43依次与高压罐38、过压保护泄压阀40、储油罐连接41，高压罐38通过液压油路42与阀门43与液压马达39与发电机40连接，储油罐41通过液压油路42与阀门43与液压马达39连接。

通过连杆36与液压缸37将顺、逆时针旋转的机械能转化为液体压力能，通过高压罐38、液压油路42、阀门43传递到液压马达39，液压马达39将液体压力能转变为其输出轴的机械能传递到发电机14。若高压罐38内的液体压力过大通过液压油路42、阀门43过压保护泄压阀40将液体压力能释放到储油罐41储存，再通过液压油路42与阀门43传递到液压马达39。

如图1-7所示，大海无风三尺浪，浮箱1在海水中上下起伏，锚块4沉于海底，链子5中部安装在主动轮12上，两端一端与坠体3连接，另一端与锚块4连接。浮箱1在海水中向上浮动时，由于锚块4固定在海底，链子5拉动坠体3向上运动，主动轮12便获得一个方向旋转的力；浮箱1在海水中向下浮动时，由于锚块5固定在海底，链子5拉动坠体3向下运动，主动轮12便获得另一个方向旋转的力；浮箱1在海水中向上浮或下沉时，主动轮12获得顺、逆两个方向旋转的动力，再通过转换装置7转化为稳定的可供发电的机械能传递给发电机14，为发电机14发电提供动力。

浮箱下部9均布三个直角梯形体凹槽10，三个直角梯形体成等边三角形放置，三个锚块4成等边三角形放置。为了避免装置在水平方向上发生位移，三个坠体3用链子5连接，若本装置向右移动，左侧的坠体3必然上升同时拉动其它两个坠体3，左侧的链子5拉力增大，右侧的拉力减小，从而产生向左的力将装置拉回原位，进而起到柔性固定装置的作用。

为防止涨潮、落潮、台风以及恶劣天气对浮箱1的影响，在最低潮时将锚块4沉到20米深的海床上，坠体3不接触海床即可，浮箱1便有8米的运动空间。若运动空间不足，可将链子5加长，将锚块4放置到更深的海床上，锚块4沉到35米，浮箱1便有16米的运动空间，这样无论涨潮、落潮、台风以及恶劣天气本装置都能正常工作。

本实用新型无需在海上搭建运行平台，在陆地完成制作，放入合适海域即可，节约了大量的人力、物力和财力。

利用本实用新型的工作原理可带动多种形式发电：输出端带动水泵可用于海水提升法发电，带动气泵可用于空气压缩法发电，带动液压油泵可用于液压发电。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。