推挽转动式海浪发电装置的制造方法_2

文档序号:9369932阅读:来源:国知局
能量,直至变速箱再不能提升转速, 到达极限为止。
[0032] 本发明涉及的海洋平台为钢筋混凝土结构,平台理想尺寸是50米X 50米,由至少 四个大直径空心筒墩支撑,平台底部离水面约4至5米。空心筒墩固定到海床。所述平台 可作多种不同用途,例如海洋观测站、补给站、深水码头、机动跑道、海洋城市等。海浪发电 装置所发的电刚好有用户在附近,不需要经海底电缆传送回岸上。
【附图说明】
[0033] 从后述的详细说明并结合下面的附图将能更全面地理解本发明的前述及其它方 面。需要指出的是,各附图的比例出于清楚说明的目的有可能不一样,但这并不会影响对本 发明的理解。在附图中:
[0034]图1示出了一种适于采用本发明的海浪发电装置的示意性混凝土预制海洋平台 结构;
[0035] 图2示出了在如图1所示的海洋平台结构上采用的根据本发明的海浪发电装置的 主要组成部分的示意性放大侧视图;
[0036] 图3A单独示意性示出了根据本发明的海浪发电装置;
[0037] 图3B示意性示出了如图3A所示的海浪发电装置的浮体、伸缩臂以及齿板;
[0038] 图4A至4D分别示意性示出了海浪发电装置的齿板与转动轴的操作性连接情况;
[0039] 图5示意性示出了仅仅针对一个浮体而言,海浪变化与转动轴输出扭力图;
[0040] 图6示意性示出了针对两个相互间距海浪1/4波长的浮体的转动轴输出扭力图;
[0041] 图7示意性示出了针对四个彼此相互间距海浪1/8波长的浮体的转动轴输出扭力 图;
[0042] 图8示意性示出了根据本发明的应用示例一;并且
[0043] 图9示意性示出了根据本发明的应用示例二。
【具体实施方式】
[0044] 在本申请的各附图中,结构相同或功能相似的特征由相同的附图标记表示。
[0045]首先,需要指出的本申请文件中所提到的海洋平台是指【背景技术】部分中提到的属 于本申请人的中国专利申请文献No. 201210034805. 9和No. 201210104898. 8中提到的海洋 平台或类似海上平台建筑物。因此,以下仅仅出于示意性且非限制性的说明目的,采用海洋 平台作为海浪发电装置的承载平台解释本发明的思路。但是,本领域技术人员应当清楚:根 据本发明的这种海浪发电装置可以应用于任何类似的水上或海上平台中进行发电。
[0046] 图1示出了一种适于采用本发明的海浪发电装置的示意性混凝土预制海洋平台 结构,其主要包括至少四个混凝土预制空心筒墩21构成的支撑结构以及由梁板系组成的 平台部分11,所述平台部分11的理想尺寸为50米X50米,所述空心筒墩21直径为8至 10米或更大同时支撑于海床2上,且以重力式或群桩式基础的形式建设。所述平台部分11 包括若干结构层,从最底层开始,底层距水面的理想高度为设计所考虑的最高海浪高度,约 4至5米或更高。最底层为载荷转换层,将所述平台部分的载荷传至空心筒墩。所述转换层 由梁板系组成,梁深约3. 5米。转换层以上为工作层,可设计成实现不同的用途,在这种海 洋平台用于建造海上城市时可作为商业、住房、厂房等使用。如图1所示,各空心筒墩21之 间的间距约为30米。
[0047] 图2示出了在如图1所示的海洋平台结构上采用的根据本发明的海浪发电装置的 主要组成部分的示意性放大侧视图。本发明的海浪发电装置主要包括用于随海浪上下坚直 运动的浮体31、与所述浮体31操作性相连的且将浮体31的上下运动能量转换为转轴机械 动能的机械转换装置、与所述机械转换装置操作性相连的(蓄能)惯性飞轮、以及与所述惯 性飞轮操作性相连的发电机。
[0048] 如图2所示,本发明的浮体31采用直径约3米的空心饼的形式,可由钢或塑料或 其它任何耐海水腐蚀材料制成。应当清楚,浮体31的直径或体积可以根据所需的浮力计算 得出。浮体31相对于四根空心筒墩21更靠近平台部分11的中央布置。从图2中可以看 出,浮体31由缆索22拖拽悬于海面上。当需要发电工作时,浮体31经由缆索22下放到海 面上。当风暴潮来临时,可以方便地提升浮体31固定在平台部分11的底部中央处,这样在 风暴潮时高于海洋平台的巨浪由平台抵挡,减少对浮体31的损害。
[0049] 如图3A所示,浮体31经由一万向铰35与伸缩臂34相连,其中伸缩臂34 -端与 一齿板41固定相连。伸缩臂34和齿板41大体上垂直于平台部分11延伸,且一部分在平 台部分11内受引导可以做上下坚直移动。伸缩臂34为一种长度可任意按需伸缩的机械结 构,在所示的实施例中为钢管臂34,分数节且可按照需要逐节伸缩(类似于单筒望远镜的 构造),可部分地藏于平台部分11内。应当清楚,其它可以长度任意按需伸缩的杆臂结构均 可以在本发明中用作为伸缩臂34。
[0050]如图3B所示,每个浮体31配备两个伸缩臂34,它们的一端与齿板41的两侧刚性 相连,其中所述齿板41沿坚直方向受约束引导地在平台部分11中设置,从而齿板41除了 可以作上下坚直运动以外,其它方向的移动或转动均被约束锁定。以此,齿板41在上升时 可至少部分地进入到平台部分11内部,而下降时从平台部分11向下伸出。
[0051] 应当清楚,伸缩臂34的数量可以随情况而定,例如每个浮体31可以配备单个或更 多个伸缩臂34。在工作时,伸缩臂34的长度根据潮汐涨退调整,令浮体31总是浮于海面 上。采用万向铰35消除了浮体31在海浪作用下所受到的弯矩,使得浮体31仅仅传递上下 浮力。
[0052] 在平台部分11内支承有一转动轴38,该转动轴38分别与用于两个浮体31的两个 齿板41操作性连接。以下参照图4A至4D具体说明转轴38与齿板41之间的操作性连接 情况。
[0053] 如图4A所示,齿板41为一设有细长中央开口的矩形结构,具有一定厚度。在细长 中央开口的纵向相对两内侧上分别设有彼此错开相对的齿条36A和36B。图4B和图4C分 别为沿图4A中的剖切线1和2方向看过去的剖视图,分别示出了第一齿条36A和第二齿条 36B。从图可以看出,这两个齿条36A和36B并不位于同一个平面内。在共用的转动轴38上 安装有两个间隔开的单向齿轮37A和37B,这两个单向齿轮的驱动方向相同,且分别与齿条 36A和36B单侧啮合(参见图4D)。应当清楚在本专利文件中,两个或多个单向齿轮的驱动 方向相同指的是从转动轴的一端看过去,单向齿轮能够驱动转动轴旋转的方向是相同的。
[0054] 单向齿轮37A和37B可以采用本领域技术人员任何熟知的单向传动机构方式来实 现。例如,可以分别将两个齿轮经由单向轴承安装在转动轴38上来实现本发明的单向齿轮 37A和37B。每个单向齿轮37A和37B设置成仅仅在各自的驱动方向与相应的齿条36A和 36B啮合才能够被驱动旋转从而向转动轴38传递动力,否则的话沿与各自的驱动方向相反 时仅能够空转而无法向转动轴38传递动力。这两个单向齿轮37A和37B传递的动力叠加 在一起可以共同驱动转动轴38以单一方向旋转输出动力。
[0055] 以下参照图5进一步详细说明单向齿轮、转动轴和齿板它们的工作原理。
[0056] 首先,设定海浪以正弦波的方式出现,即H=Hmsin(|t),
[0057] 其中,H为随时间变化的距静止海平面的浪幅,H"为最大浪幅,T为波浪的时间周 期,t为时间。
[0058] 仅仅针对一个浮体31而言,如图4A和4B所示,齿板41的左侧第一齿条36A与单 向齿轮37A啮合从而单向驱动方向为顺时针方向。同时,如图4A和4C所示,齿板41的右 侧第二齿条36B
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