波浪纵横运动能量俘获发电装置的制造方法
【专利摘要】本发明涉及可再生能源利用技术领域，公开了一种波浪纵横运动能量俘获发电装置，包括安装于齿轮升降稳定系统的波浪能收集系统和安装于波浪能收集系统上部的波浪能转化系统；波浪能收集系统采用在增压气缸壁面安装压缩橡胶的方法，收集波浪纵横向往复运动产生的能量；波浪能转化系统由分体高压气缸中的两个高压气体活动腔室交替做功，使得产生的能量可以持续不断地供应给发电机；齿轮升降稳定系统可根据水位高低而上下调整整个波浪能俘获发电装置的高程。本发明集高效率、高适用性和高可靠性为一体，建造成本较低，能够对波浪能进行高效的收集、传递和转化，并适应多种海区条件下的不同海况，使得连续高效地开发利用海洋波浪能成为可能。
【专利说明】
波浪纵横运动能量俘获发电装置
技术领域
[0001]本发明涉及可再生能源利用技术领域中的海洋波浪能开发与应用，具体的说，是涉及一种利用海洋能源中的波浪能进行发电的装置。
【背景技术】
[0002]近年来，由于矿物能源逐渐枯竭以及燃烧矿物能源对环境造成的破坏难以根治，人们对新的替代能源的开发与利用越来越重视。海洋能是海洋能源中最丰富、最普遍、较难利用的资源之一，而波浪能又是海洋能中所占比重较大的海洋能源。海水的波浪运动会产生十分巨大的能量。据估算，世界海洋中的波浪能达700亿千瓦，占全部海洋能量的94%，是各种海洋能中的“首户”。因此，利用海洋能源已成为当今世界能源研究的方向，而如何有效利用资源丰富、可再生的海洋资源，也显得更加重要。
[0003]在上述背景下，波浪能的开发利用正日益受到关注，经过20世纪70年代对多种波浪能装置的试验和研究到80年代的海况试验及应用示范研究，国内外学者相继提出了很多不同种类的波能发电装置，波浪发电技术已逐步接近实用化水平。
[0004]波浪能发电方式数以千计，按能量中间转换环节主要分为机械式、气动式和液压式三大类。其中气动式波浪发电系统是最具发展潜力的装置之一，其基本原理是通过气室、气袋等栗气装置将波浪能转换成空气能，再由气轮机驱动发电机发电，安全性好、可靠性高;但是波浪能的收集效率和气流能量转化为电能的效率很低，受地形或海况条件限制较强，建造成本昂贵，不能较好地实现规模化、产业化应用。
[0005]公开号为CN103994020A的中国专利申请公开了一种直列型多气缸气动式波浪发电装置，采用多个气缸同时运行收集波浪能，且将多个气缸分两组交替做功，使得曲轴连续旋转，发电效率高，结构简单，建造成本低。其缺点是，只能收集波浪上下起伏产生的能量，对于波浪横向的动力与能量的俘获能力较差，导致波浪能收集效率差。
[0006]未来该领域的发展趋势为:研制波能收集与转换效率高、建造成本低、能使不规则的波浪能转化为电能连续输出且适用性不受限的波能发电装置。综上所述，就目前研究阶段，可靠性和转化效率显得尤其重要，同时还应兼顾考虑不同海区波浪及海况条件、降低发电成本，从而实现海洋能的连续、不间断、高效率开发。
【发明内容】
[0007]本发明要解决的是现有波浪能发电装置能量俘获与利用效率低、间歇性发电、适用性受限制的技术问题，提供一种集高效率、高适用性和高可靠性为一体，建造成本较低的波浪纵横运动能量俘获发电装置，该装置能够对波浪能进行高效的收集、传递和转化，并适应多种海区条件下的不同海况，使得连续高效地开发利用海洋波浪能成为可能。
[0008]本发明通过以下的技术方案予以实现:
[0009]—种波浪纵横运动能量俘获发电装置，包括波浪能收集系统、齿轮升降稳定系统和波浪能转化系统；
[0010]所述波浪能收集系统包括增压气缸，所述增压气缸侧壁设有多个波浪横向压力孔，所述波浪横向压力孔内侧设置有以其周边部分粘贴于所述增压气缸内壁面的压缩橡胶，所述压缩橡胶内侧固定有与所述增压气缸壁面弧度相同的限位钢片;所述增压气缸顶部中心设置有高压气流通道，顶部侧边设置有气缸进气通道，所述气缸进气通道内部通过弹簧连接有顶珠，以控制所述气缸进气通道由所述增压气缸外部向其内腔单向通气;所述增压气缸顶部固定连接有分压止回阀，所述分压止回阀中心设置有与所述增压气缸连通的所述高压气流通道，所述高压气流通道内部通过弹簧连接有顶珠，以控制所述高压气流通道由所述增压气缸内腔向所述波浪能转化系统的分体高压气缸内腔单向通气；
[0011]所述齿轮升降稳定系统包括四根底部固定在海底基岩中的支撑粧柱，四根所述支撑粧柱穿套支撑有一个升降平台；每根所述支撑粧柱分别安装有竖向设置的齿条，所述齿条与设置有齿轮的升降电机相啮合，所述升降电机固定在所述升降平台上，所述升降平台中心固定连接所述波浪能收集系统的所述增压气缸。
[0012]所述波浪能转化系统包括固定连接于所述分压止回阀顶部的分体高压气缸，所述分体高压气缸包括上部的高压气体转化腔室和下部的左、右两个高压气体活动腔室;每个所述高压气体活动腔室内设置有上、下两端分别连接有密封阀的密闭阀连动杆，上、下两个密封阀分别与设置于该高压气体活动腔室上壁面和下壁面的上、下两个阀孔相配合，且上、下两个密封阀分别由设置于上、下两个阀孔两侧的上、下两个继电器控制；左、右两个高压气体活动腔室的下部阀孔与所述分压止回阀顶部的高压气流通道端口相通;所述分体高压气缸的高压气体转化腔室内分别设置有左、右两个装有活塞的活塞气缸，左、右两个活塞气缸底部分别与左、右两个高压气体活动腔室相通;右侧的活塞气缸内部安装有上、下两个继电器控制开关，上、下两个继电器控制开关由于右侧活塞气缸内的活塞与其接触而启动，上部的继电器控制开关控制左侧的高压气体活动腔室上端的密封阀和右侧的高压气体活动腔室下端的密封阀，下部的继电器控制开关控制左侧的高压气体活动腔室下端的密封阀和右侧的高压气体活动腔室上端的密封阀；左、右两个活塞气缸内的活塞分别以连杆通过偏心轮连接左、右横向旋转轴，左、右横向旋转轴均连接于齿轮传动机构;齿轮传动机构包括四个依次啮合的锥齿轮，其左端、右端锥齿轮分别与左、右横向旋转轴连接，下端锥齿轮通过下部的竖向旋转轴以止推轴承固定，上端锥齿轮通过上部的竖向旋转轴与主动轮连接，主动轮通过皮带与连接于发电机的从动轮连接。
[0013]其中，所述密封阀包括相互连接的密封盖和导向柱，所述密封盖由铁质材料制成，所述导向柱由绝缘材料制成;所述导向柱内设置有气流通道，所述气流通道在所述导向柱内由远离所述密封盖的一端中心连通至靠近所述密封盖的一端两侧;所述继电器开启时所述密封盖堵住所述阀孔使所述气流通道封闭，所述继电器关闭时所述密封盖脱离所述阀孔使所述气流通道开通。
[0014]本发明的有益效果是:
[0015](— )本发明的波浪能收集系统采用在增压气缸壁面安装压缩橡胶的方法，利用波浪的横向动力与能量驱动其产生压缩变形，在增压气缸内产生高压气体;同时，也可收集波浪上下起伏产生的能量，使得波浪能的收集高效且持续不断。
[0016](二)本发明的齿轮升降稳定系统可根据水位高低而上下调整整个波浪能俘获发电装置的高程，使得波能发电装置可以持续处于较高的发电工况。
[0017](三)本发明的波浪能转化系统由分体高压气缸中的两个高压气体活动腔室交替做功，使得产生的能量可以持续不断地供应给发电机，提高了整个波浪发电装置的可靠性和高效性。
[0018](四)本发明的波浪能转化系统中采用齿轮传动机构和皮带传送机构实现机械能向电能的转换，齿轮传动与皮带传送稳定、传动效率高、寿命长，具有较高的可靠性。
[0019](五)本发明的波浪纵横运动能量俘获发电装置体积紧凑，结构稳定，转化与传动机构、发电装置均位于海平面以上，不受海水侵蚀，且能适应多种复杂的水流波浪组合形式，具有较高的灵活性、可维护性、可回收利用性，使得高效率开发利用海洋波浪能成为可會K。
【附图说明】
[0020]图1是本发明的波浪纵横运动能量俘获发电装置的立体结构示意图；
[0021]图1中，1:增压气缸；2:波浪横向压力孔;3:波浪;4:升降平台；5:支撑粧柱;6:齿条;7:支座;8:升降电机;9:分压止回阀；10:分体高压气缸;11-1:第一竖向旋转轴；12:主动轮;13:皮带；14:从动轮;15:发电机;16:海底基岩。
[0022]图2是本发明的波浪纵横运动能量俘获发电装置中波浪能收集系统的立体剖视图；
[0023]图2中，17:压缩橡胶；18:限位钢片；19:固定铆钉;20:气缸进气通道;21:顶珠;22:弹簧;23:安装螺栓;24:封闭螺栓;25:高压气流通道。
[0024]图3是本发明的波浪纵横运动能量俘获发电装置中的波浪横向压力孔的某一时刻工作状态剖视图；
[0025]图4是本发明的波浪纵横运动能量俘获发电装置中齿轮升降稳定系统的横向剖视图；
[0026]图5是本发明的波浪纵横运动能量俘获发电装置中波浪能转化系统的立体剖视图；
[0027]图5中，11-2:第二竖向旋转轴;26-1:第一密闭阀、26-2:第二密闭阀、26-3:第三密闭阀、26-4:第四密闭阀；27-1:第一密闭阀连动杆、27-2:第二密闭阀连动杆;28_1:第一继电器、28-2:第二继电器、28-3:第三继电器、28-4:第四继电器;29-1:第一继电器控制开关、29-2:第二继电器控制开关;30-1:第一活塞气缸、30-2:第二活塞气缸;31_1:第一活塞、31-2:第二活塞；32-1:第一连杆、32-2:第二连杆;33:销轴;34-1:第一偏心轮、34-2:第二偏心轮;35-1:第一横向旋转轴、35-2:第二横向旋转轴；36:齿轮传动机构；37:止推轴承；38:排气通道。
[0028]图6是本发明波浪纵横运动能量俘获发电装置中波浪能转化系统的齿轮传动机构、偏心轮和连杆的三维立体外观图。
【具体实施方式】
[0029]为能进一步了解本发明的内容、特点及效果，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下:
[0030]如图1所示，本实施例提供了一种波浪纵横运动能量俘获发电装置，该装置包括波浪能收集系统、齿轮升降稳定系统和波浪能转化系统。
[0031]结合图2和图3所示，波浪能收集系统主要由增压气缸I和分压止回阀9组成。
[0032]增压气缸I侧壁周向均布有多个波浪横向压力孔2，多个波浪横向压力孔2设置在同一水平面上。波浪横向压力孔2内侧设置有压缩橡胶17，压缩橡胶17以其周边部分粘贴于增压气缸I内壁面。压缩橡胶I内侧设有与增压气缸I壁面具有相同弧度的限位钢片18，限位钢片18通过设置于其中心位置的固定铆钉19与压缩橡胶17铆接在一起。利用波浪横向往复运动冲击增压气缸I壁面的波浪横向压力孔2所产生的动力和能量，使得粘贴在波浪横向压力孔2处的压缩橡胶17向增压气缸I内侧产生膨胀变形，从而在增压气缸I内产生高压气体。限位钢片18的设置是为了防止波浪相对增压气缸I逆向运动时，将压缩橡胶17向壁外拉伸使增压气缸I内形成负压。
[0033]增压气缸I顶部两侧分别设置有一个气缸进气通道20，气缸进气通道20中通过弹簧22连接有顶珠21，顶珠21和弹簧22用于控制气缸进气通道20由增压气缸I外部向内部单向进气。为了加工方便，气缸进气通道20包括相互交叉连通的竖向支路通道和倒L形横向支路通道，竖向支路通道由增压气缸I顶面通至增压气缸I内腔，倒L形横向支路通道由增压气缸I顶面通至增压气缸I外壁，竖向支路位于增压气缸I顶面的一端安装有封闭螺栓24，倒L形横向支路通道位于增压气缸I外壁的一端设置有安装螺栓23，安装螺栓23连接于弹簧22的一端，弹簧22的另一端与顶珠21相连接，弹簧22在不受力状态下使顶珠21隔断竖向支路通道和倒L形横向支路通道。由此，当增压气缸I内气体压力大于大气压时，弹簧22不受力，竖向支路通道和倒L形横向支路通道之间隔断，气缸进气通道20处于封闭状态；当增压气缸I内气体压力小于大气压时，外界空气将顶珠21顶开，同时弹簧22受压缩，竖向支路通道和倒L形横向支路通道之间连通，气缸进气通道20打开而使外界空气进入到增压气缸I内腔中。
[0034]分压止回阀9固定连接于增压气缸I顶部，分压止回阀9中心设置有高压气流通道25，高压气流通道25用于连接上部的分体高压气缸10内腔和下部的增压气缸I内腔，包括一个位于增压气缸I内腔的入口和两个位于分压止回阀9顶部的出口。高压气流通道25内设置有通过弹簧22连接的顶珠21，顶珠21和弹簧22用于控制高压气流通道25的打开和封闭，以控制增压气缸I内腔向分体高压气缸10内腔单向通气。高压气流通道25包括设置于分压止回阀9及增压气缸I顶部中心的主通道以及设置在分压止回阀9中主通道两侧的L形通道，L形通道由分压止回阀9顶面通至主通道;为了加工方便，L形通道的横向支路连通至分压止回阀9侧壁，再由封闭螺栓24进行封堵。主通道顶部设置有安装螺栓23，安装螺栓23连接于弹簧22的一端，弹簧22的另一端与顶珠21相连接，弹簧22在自然状态下使顶珠21隔断主通道和L形通道。由此，当增压气缸I内气体压力大于大气压并到达一定程度时，将会对顶珠21形成向上的作用力并使弹簧22压缩，使主通道和L形通道之间连通，使高压气体通过打开的高压气流通道25进入分体高压气缸10中；随后，增压气缸I内气体压力减小，弹簧22的回复力使顶珠21下落而隔断主通道和L形通道，高压气流通道25封闭。
[0035]综上，当波浪上升时，将增压气缸I中的空气进行压缩，高压气体聚集到某一程度时，顶开分压止回阀9的顶珠21后通过高压气流通道25进入到分体高压气缸10中；此时，增压气缸I顶部两侧的气缸进气通道20由于大气压强较高压气体为小而处于封闭状态。当波浪下降时，增压气缸I产生负压，空气顶开增压气缸I顶部两侧的气缸进气通道20中的顶珠21，并通过气缸进气通道20进入到增压气缸I内，为下次波浪能的收集提供气体源。
[0036]结合图4所示，齿轮升降稳定系统包括升降平台4、支撑粧柱5、齿条6、支座7和升降电机8。四根均匀布置的支撑粧柱5底部固定在海底基岩16中，每根支撑粧柱5内侧分别安装有竖向设置的齿条6，齿条6与设置有齿轮的升降电机8相啮合，升降电机8通过支座7固定在升降平台4上。升降平台4为矩形平板结构，套装于支撑粧柱5上，通过其上固定的升降电机8与固定于支撑粧柱5上的齿条6相连接。升降平台4中心设置有圆孔，穿套于波浪能收集系统的增压气缸I外部并与其固定连接，这样波浪能收集系统和波浪能转化系统均固定于齿轮升降稳定系统。
[0037]升降电机8通过与齿条6的啮合作用来上下调整整个装置的高程，使得波浪能收集装置至不同水位，控制波浪能收集装置的波浪横向压力孔2与波浪3接触，使得波浪能俘获发电装置可以持续、高效地收集波浪能，处于较高的发电工况。
[0038]如图5和图6所示，波浪能转化系统包括分体高压气缸10、竖向旋转轴11、主动轮
12、皮带13、从动轮14和发电机15，其中分体高压气缸10连接于分压止回阀9上部。
[0039]其中，分体高压气缸10的上半部分为一个高压气体转化腔室，下半部分包括左右两个高压气体活动腔室。
[0040]左侧的高压气体活动腔室内设置有第一密闭阀连动杆27-1，第一密闭阀连动杆27-1上端和下端分别连接有第一密闭阀26-1和第二密闭阀26-2。第一密闭阀26-1和第二密闭阀26-2分别与上、下两个阀孔相配合，上、下两个阀孔分别开设于左侧的高压气体活动腔室上壁面和下壁面。第一密闭阀26-1和第二密闭阀26-2分别由设置于上、下两个阀孔两侧的第一继电器28-1和第二继电器28-2控制。第一密闭阀26-1和第二密闭阀26-2的结构相同，均包括铁质材料制成的密封盖和绝缘材料制成的导向柱，密封盖和导向柱连接为一体，形成具有T形截面的结构，密封盖在继电器工作时被吸下堵住阀孔，而导向柱起限位导向作用，防止继电器工作时密封阀偏离既定位置;导向柱内设置有气流通道，气流通道在导向柱内由远离密封盖的一端中心连通至靠近密封盖的一端两侧。这样，继电器开启时密封盖堵住阀孔使气流通道封闭，继电器关闭时密封盖脱离阀孔使气流通道开通。第一继电器28-1在启动状态下，第一密闭阀26-1的密封盖被第一继电器28-1吸下堵住阀孔而使其气流通道封闭，同时其导向柱防止密封阀偏离既定位置;与此同时，第二继电器28-2处于关闭状态，第二密闭阀26-2的密封盖脱离阀孔而使其气流通道开通，高压气流可以由高压气流通道25进入左侧的高压气体活动腔室。反之，第二继电器28-2在启动状态下，第二密闭阀26-2的密封盖被第二继电器28-2吸下堵住阀孔而使其气流通道封闭，同时其导向柱防止密封盖偏离既定位置;与此同时，第一继电器28-1处于关闭状态，第一密闭阀26-1的密封盖脱离阀孔而使其气流通道开通，高压气流可以由左侧的高压气体活动腔室排出至高压气体转化腔室。
[0041]右侧的高压气体活动腔室内设置有第二密闭阀连动杆27-2，第二密闭阀连动杆27-2上端和下端分别连接有第三密闭阀26-3和第四密闭阀26-4。第三密闭阀26_3和第四密闭阀26-4分别与上、下两个阀孔相配合，上、下两个阀孔分别开设于右侧的高压气体活动腔室上壁面和下壁面。第三密闭阀26-3和第四密闭阀26-4分别由设置于上、下两个阀孔两侧的第三继电器28-3和第四继电器28-4控制。第三密闭阀26-3和第四密闭阀26-4的结构相同，均包括铁质材料制成的密封盖和绝缘材料制成的导向柱，密封盖和导向柱连接为一体，形成具有T形截面的结构，密封盖在继电器工作时被吸下堵住阀孔，而导向柱起限位导向作用，防止继电器工作时密封阀偏离既定位置;导向柱内设置有气流通道，气流通道在导向柱内由远离密封盖的一端中心连通至靠近密封盖的一端两侧。这样，继电器开启时密封盖堵住阀孔使气流通道封闭，继电器关闭时密封盖脱离阀孔使气流通道开通。第三继电器28-3在启动状态下，第三密闭阀26-3的密封盖被第三继电器28-3吸下堵住阀孔而使其气流通道封闭，同时其导向柱防止密封盖偏离既定位置;与此同时，第四继电器28-4处于关闭状态，第四密闭阀26-4的密封盖脱离阀孔而使其气流通道开通，高压气流可以由高压气流通道25进入右侧的高压气体活动腔室。反之，第四继电器28-4在启动状态下，第四密闭阀26-4的密封盖被第四继电器28-4吸下堵住阀孔而使其气流通道封闭，同时其导向柱防止密封盖偏离既定位置;与此同时，第三继电器28-3处于关闭状态，第三密闭阀26-3的密封盖脱离阀孔而使其气流通道开通，高压气流可以由右侧的高压气体活动腔室排出至高压气体转化腔室。
[0042]左侧的高压气体活动腔室的下部阀孔和右侧的高压气体活动腔室的下部阀孔分别与分压止回阀9顶部的两个高压气流通道25的出口对应地相连通。
[0043]分体高压气缸10高压气体转化腔室内分别设置有第一活塞气缸30-1、第二活塞气缸30-2。第一活塞气缸30-1底部与左侧的高压气体活动腔室相通，第一活塞气缸30-1内设置有第一活塞31-1，第一活塞31-1连接于第一连杆32-1的下端，第一连杆32-1的上端由销轴33固定在第一偏心轮34-1外侧，第一偏心轮34-1的内侧连接于第一横向旋转轴35-1的外端，第一横向旋转轴35-1的内端连接于齿轮传动机构36。第二活塞气缸30-2底部与右侧的高压气体活动腔室相通，第二活塞气缸30-2内设置有第二活塞31-2，第二活塞31-2连接于第二连杆32-2的下端，第二连杆32-2的上端由销轴33固定在第二偏心轮34-2外侧，第二偏心轮34-2的内侧连接于第二横向旋转轴35-2的外端，第二横向旋转轴35-2的内端连接于齿轮传动机构36。这样，左侧的高压气体活动腔室的高压气体可推动第一活塞31-1向上运动，并通过第一偏心轮34-1将直线运动转化为第一横向旋转轴35-1的旋转运动；右侧的高压气体活动腔室的高压气体可推动第二活塞31-2向上运动，并通过第二偏心轮34-2将直线运动转化为第二横向旋转轴35-2的旋转运动。
[0044]第二活塞气缸30-2上部和下部的内壁分别安装有第一继电器控制开关29-1和第二继电器控制开关29-2，以使第二活塞气缸30-2内的第二活塞31-2可与第一继电器控制开关29-1和第二继电器控制开关29-2接触而控制其开关状态。第一继电器控制开关29-1用于控制第一继电器28-1和第四继电器28-4的工作状态，第二继电器控制开关29-2用于控制第二继电器28-2和第三密闭阀26-3的工作状态。
[0045]齿轮传动机构36包括上、下、左、右四个环形啮合在一起的锥齿轮，即左端锥齿轮与上端锥齿轮啮合，上端锥齿轮与右端锥齿轮啮合，右端锥齿轮与下端锥齿轮啮合，下端锥齿轮与左端锥齿轮啮合，并且四个锥齿轮外部用钢条锚固以增加其稳定性。左端锥齿轮的中心轴孔与第一横向旋转轴35-1内端套接，右端锥齿轮的中心轴孔与第二横向旋转轴35-2内端套接;下端锥齿轮的中心轴孔与第二竖向旋转轴11-2的上端套接，第二竖向旋转轴11-2的下端由设置在高压气体转化腔室下壁面中心的止推轴承37进行固定，以保证其连续旋转。上端锥齿轮的中心轴孔与第一竖向旋转轴11-1的下端套接，第一竖向旋转轴11-1的上端连接于主动轮12的轴心，主动轮12通过皮带13连接于从动轮14，从动轮14通过传动轴与发电机15连接。由此，第一横向旋转轴35-1和第二横向旋转轴35-2各自分别通过左端锥齿轮和右端锥齿轮带动上端锥齿轮依次转动，左端锥齿轮和右端锥齿轮的旋转方向相反，从而使上端锥齿轮连续地同向转动，上端锥齿轮又带动主动轮12连续转动，主动轮12输出的能量通过皮带13传输给发电机15上的从动轮14，以此驱动发电机15发电。
[0046]综上，在波浪能转化系统中，高压气流通过分压止回阀9中的高压气流通道25进入到分体高压气缸10中，分体高压气缸10下部左右两侧的高压气体活动腔室交替工作。当高压气体进入到右侧的高压气体活动腔室，推动第二活塞气缸30-2中的第二活塞31-2向上运动时，与活塞31-2连接的第二连杆32-2驱动第二偏心轮34-2上下往复转动，而左侧的偏心轮连杆机构是不做功的；当第二活塞31-2向上运动触碰到第一继电器控制开关29-1时，第一继电器28-1和第四继电器28-4工作，使得第一密闭阀26-1和第四密闭阀26-4关闭，而第二密闭阀26-2和第三密封阀26-3打开。此时，右侧的高压气体活动腔室中剩余的高压气体通过第三密封阀26-3中的气流通道排出至高压气体转化腔室，再通过排气通道38排出分体高压气缸10之外;增压气缸I中产生的高压气体则进入左侧的高压气体活动腔室中，推动第一活塞31-1带动第一连杆32-1向上运动，第一连杆32-1驱动第一偏心轮34-1上下往复旋转，而右侧的偏心轮连杆机构是不做功的。而当第一活塞31-1上升到第一活塞气缸30-1的顶部时，第二活塞31-2正好下降到第二活塞气缸30-2底部，触碰到第二继电器控制开关29-2，则第三继电器28-2和第三28-3工作，使得第二密闭阀26-2和第三26-3关闭，而第一密闭阀26-1和第四密闭阀26-4打开，增压气缸I中产生的高压气体则进入到右侧的高压气体活动腔室中。如此循环，分体高压气缸10下部左右两侧的高压气体活动腔室交替做功，并通过齿轮传动机构36将第一横向旋转轴35-1和第二横向旋转轴35-2的转动转化为第一竖向旋转轴11-1的转动，最后利用主动轮12、皮带13和从动轮14组成的皮带传送机构将产生的动能供应给发电机15，驱动其运行发电。
[0047]本发明的波浪纵横运动能量俘获发电装置的工作过程如下:
[0048]利用波浪横向往复运动冲击增压气缸I壁面的波浪横向压力孔2所产生的动力和能量，使得粘贴在波浪横向压力孔2处的压缩橡胶17产生挤压变形，在增压气缸I内产生高压气体。当波浪上升时，将增压气缸I中的空气进行压缩，高压气流顶开分压止回阀9中的顶珠21，通过高压气流通道25进入到分体高压气缸10中；此时，增压气缸I顶部两侧的气缸进气通道20关闭。当波浪下降时，增压气缸I产生负压，使得气缸进气通道20打开，空气进入到增压气缸I内，为下次的波浪能的收集提供了气体源。
[0049]增压气缸I中产生的高压气流顶开第二密闭阀26-2或第四密闭阀26-4进入到分体高压气缸10中，分体高压气缸10中左右两侧的第一活塞气缸30-1和第二活塞气缸30-2交替做功，推动第一活塞31-1或第二活塞31-2向上运动，第一连杆32-1或第二连杆32-2驱动第一偏心轮34-1或第二偏心轮34-2上下往复转动，通过齿轮传动机构36将第一横向旋转轴35-1或第二横向旋转轴35-2的转动转化为第一竖向旋转轴11-1的转动，而后利用主动轮12、皮带13和从动轮14组成的皮带传送机构将产生的动能供给发电机15，驱动其运行工作。波浪能收集系统和波浪能转化系统通过齿轮升降稳定系统固定地插入到海底基岩16中，在水位发生较大变化时可以通过齿轮升降稳定系统而上下调整自身高程，使得波浪能俘获发电装置可以持续处于较高的发电工况。
[0050]尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的【具体实施方式】，上述的【具体实施方式】仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以作出很多形式的具体变换，这些均属于本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种波浪纵横运动能量俘获发电装置，其特征在于，包括波浪能收集系统、齿轮升降稳定系统和波浪能转化系统； 所述波浪能收集系统包括增压气缸，所述增压气缸侧壁设有多个波浪横向压力孔，所述波浪横向压力孔内侧设置有以其周边部分粘贴于所述增压气缸内壁面的压缩橡胶，所述压缩橡胶内侧固定有与所述增压气缸壁面弧度相同的限位钢片;所述增压气缸顶部中心设置有高压气流通道，顶部侧边设置有气缸进气通道，所述气缸进气通道内部通过弹簧连接有顶珠，以控制所述气缸进气通道由所述增压气缸外部向其内腔单向通气;所述增压气缸顶部固定连接有分压止回阀，所述分压止回阀中心设置有与所述增压气缸连通的所述高压气流通道，所述高压气流通道内部通过弹簧连接有顶珠，以控制所述高压气流通道由所述增压气缸内腔向所述波浪能转化系统的分体高压气缸内腔单向通气； 所述齿轮升降稳定系统包括四根底部固定在海底基岩中的支撑粧柱，四根所述支撑粧柱穿套支撑有一个升降平台；每根所述支撑粧柱分别安装有竖向设置的齿条，所述齿条与设置有齿轮的升降电机相啮合，所述升降电机固定在所述升降平台上，所述升降平台中心固定连接所述波浪能收集系统的所述增压气缸。 所述波浪能转化系统包括固定连接于所述分压止回阀顶部的分体高压气缸，所述分体高压气缸包括上部的高压气体转化腔室和下部的左、右两个高压气体活动腔室;每个所述高压气体活动腔室内设置有上、下两端分别连接有密封阀的密闭阀连动杆，上、下两个密封阀分别与设置于该高压气体活动腔室上壁面和下壁面的上、下两个阀孔相配合，且上、下两个密封阀分别由设置于上、下两个阀孔两侧的上、下两个继电器控制；左、右两个高压气体活动腔室的下部阀孔与所述分压止回阀顶部的高压气流通道端口相通;所述分体高压气缸的尚压气体转化腔室内分别设置有左、右两个装有活塞的活塞气缸，左、右两个活塞气缸底部分别与左、右两个高压气体活动腔室相通;右侧的活塞气缸内部安装有上、下两个继电器控制开关，上、下两个继电器控制开关由于右侧活塞气缸内的活塞与其接触而启动，上部的继电器控制开关控制左侧的高压气体活动腔室上端的密封阀和右侧的高压气体活动腔室下端的密封阀，下部的继电器控制开关控制左侧的高压气体活动腔室下端的密封阀和右侧的高压气体活动腔室上端的密封阀；左、右两个活塞气缸内的活塞分别以连杆通过偏心轮连接左、右横向旋转轴，左、右横向旋转轴均连接于齿轮传动机构;齿轮传动机构包括四个依次啮合的锥齿轮，其左端、右端锥齿轮分别与左、右横向旋转轴连接，下端锥齿轮通过下部的竖向旋转轴以止推轴承固定，上端锥齿轮通过上部的竖向旋转轴与主动轮连接，主动轮通过皮带与连接于发电机的从动轮连接。2.根据权利要求1所述的一种波浪纵横运动能量俘获发电装置，其特征在于，所述密封阀包括相互连接的密封盖和导向柱，所述密封盖由铁质材料制成，所述导向柱由绝缘材料制成;所述导向柱内设置有气流通道，所述气流通道在所述导向柱内由远离所述密封盖的一端中心连通至靠近所述密封盖的一端两侧;所述继电器开启时所述密封盖堵住所述阀孔使所述气流通道封闭，所述继电器关闭时所述密封盖脱离所述阀孔使所述气流通道开通。
【文档编号】F03B11/00GK106050545SQ201610591226
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年7月20日 公开号201610591226.2, CN 106050545 A, CN 106050545A, CN 201610591226, CN-A-106050545, CN106050545 A, CN106050545A, CN201610591226, CN201610591226.2
【发明人】李大鸣, 唐星辰, 王笑, 李彦卿
【申请人】天津大学