专利名称：机械式波力发电浮标的制作方法
技术领域：
本实用新型属于一种波能转换发电装置。
背景技术：
目前的波力发电浮标大都为空气透平式，即依靠压缩空气透平以及电机发电作为浮标的能源，比如中心管波力发电浮标和后弯管波力发电浮标等；其工作原理是在波浪的作用下，浮标作升沉和纵摇运动，使其气室内的水柱作相对于气室的往复运动，带动空气作复运动，驱动空气透平和电机发电。这种空气透平式波力发电浮标存在以下缺点1、防水性能差，在波浪比较大的时候，飞溅的水滴会打湿透平和电机，使电机发生故障，停止工作。目前的空气透平式波力浮标发生问题很大一部分就出自这个原因。而要想解决管个问题，须在透平与电机之间进行防水处理或对电机单独进行防水处理，而这又势必增大摩擦阻力，减低发电机的效率，形成矛盾；2、电机特性与透平特性不匹配。驱动电机需要一定的力矩，而停止状态的透平在小浪时很难达到这一力矩，因而使装置处于停止状态；3、透平的能量转换效率很低，一般在15％左右，大部分的能量没有得到利用。
发明内容
本实用新型的目的是针对上述问题，提出一种能解决防水问题，更大程度发挥电机工作效率，提高系统整体能量转换效率的机械式波力发电浮标新设计。
本实用新型的目的通过由浮子带动由齿条、齿轮、离合器组成的机械结构驱动飞轮和电机，以提供航标灯能源的技术实施方案予以实现。
本实用新型的具体结构，包括密封的浮标主体、与浮标主体结合为一体的中心管、航标灯以及向航标灯供电的蓄电池，中心管的底部为开放式，所说的中心管的内部设置有可沿中心管内壁上下滑动的浮子，在浮子之上具有一随动于该浮子的齿条，齿条与一超越离合器上的中心齿轮相啮合，超越离合器与一传动轴滑动连接，传动轴连接到一飞轮和一电机，电机的输出端与蓄电池相连接，所说的飞轮、电机和蓄电池安装固定在浮标主体的舱体内。
所说的齿条可以设置在一与浮子连成一体的连杆上，该齿条可设置于一连杆的中间段，所说的连杆安装固定浮子上面。
为保证齿条在波浪起伏的一定范围内运动，可在中心管中设置上、下限位板，将所说的连杆的运动范围限定在固定于中心管中的上限位板和下限位板之间。
本实用新型的工作原理是置于浮标主体中心管内的浮子随波浪的起伏而上下运动，浮子上端的齿条与齿轮相啮合，带动超越离合器转动，进而带动传动轴、飞轮朝单一方向运动，当飞轮的转速达到一定值时，发电机发电向蓄电池输出能量，经过蓄电池的储能与释放，维持航标灯正常工作所需的电能。
本实用新型在能量采集过程中采用浮子—齿条—齿轮—超越离合器—传动轴—飞轮—电机这样一种方式，避免了外部波浪对系统结构内部各部件的侵蚀，解决了现有波力发电装置棘手的防水问题；同时，液压传动方式在能量传递方面的效率是传统气动透平的4～6倍，从而大大提高装置整体的能量转换率；而且，液压马达—电机系统在特性匹配方面的效果远优于透平—电机系统，液压马达的特点是转速低，力矩大，在小浪时容易驱动电机。综合上述几方面因素，本实用新型装置与传统的装置相比，故障率降低，制造工艺简单，性能优越。
图1为本机械式波力发电浮标的主视结构示意图；图2为图1的侧视图；图3为超越离合器部分的结构示意图；图4为图3的A-A剖视图。
具体实施方式
以下结合附图对实用新型实施方式的结构细节作进一步的详细说明如图1、2所示，本机械式波力发电浮标包括浮标主体1和中心管2，浮标主体1为一中空的舱体，，中心管2为一底部开放的竖直管状物，与浮标主体焊连为一整体，中心管2的内部有可以上下运动的浮子3，浮子3上面为连杆4，连杆4与浮子3连接固定成一整体，在浮子的上方有固定于中心管壁的上限位板18和下限位板19，浮子3和连杆4的运动范围限定于上、下限位板之间，连杆4的中间一段(在上、下限位板之间)为金属齿条5，齿条5与超越离合器6的中心齿轮7相啮合，超越离合器6与传动轴10滑动连接，所述的超越离合器(如图3、4所示)包括位于其中心部位的齿轮7、位于其周边的滑槽8和滚珠9，其外周为与传动轴成一体的从动轮罩12，超越离合器6与从动轮罩12之间有一个很小的间隙11，齿条5的上、下运动通过齿轮7使超越离合器6转动，超越离合器朝某一方向运动带动其外部的从动轮罩进而驱动传动轴向单一方向运动，所说的传动轴10连接飞轮13和电机14，电机14的输出端与蓄电池15相连接，蓄电池15通过导线16与航标灯17连接，所说的飞轮、电机和蓄电池安装固定在浮标主体1的舱体内。
权利要求1.一种机械式波力发电浮标，包括密封的浮标主体(1)、与浮标主体(1)结合为一体的中心管(2)、航标灯(17)以及向航标灯供电的蓄电池(15)，中心管(2)的底部为开放式，其特征在于所说的中心管(2)的内部设置有可沿中心管(2)内壁上下滑动的浮子(3)，在浮子(3)之上具有一随动于该浮子的齿条(5)，齿条(5)与一超越离合器(6)上的中心齿轮(7)相啮合，超越离合器(6)与一传动轴(10)滑动连接，传动轴(10)连接到一飞轮(13)和一电机(14)，电机(14)的输出端与蓄电池(15)相连接，所说的飞轮(13)、电机(14)和蓄电池(15)安装固定在浮标主体(1)的舱体内。
2.根据权利要求1所述的机械式波力发电浮标，其特征在于所说的齿条(5)设置于一连杆(4)的中间段，所说的连杆(4)安装固定浮子(3)上面。
3.根据权利要求2所述的机械式波力发电浮标，其特征在于所说的连杆(4)的运动范围限定在固定于中心管(2)中的上限位板(18)和下限位板(19)之间。
专利摘要一种机械式波力发电浮标,其结构包括浮标主体、中心管、浮子、齿条、齿轮、离合器、传动杆、飞轮、电机、蓄电池和航标灯等,通过浮子随波浪起伏运动带动由齿条、齿轮、离合器、传动杆、飞轮组成的机械装置运动,进而带动电机发电,构成浮子—齿条—齿轮—离合器—飞轮—发电机—蓄电池这种方式的能量采集与传递转换系统,与传统的空气透平式波力发电浮标相比,防水性能好、故障率低、易起动、能量传递和转换效率高。
文档编号F03G7/00GK2497081SQ0125529
公开日2002年6月26日 申请日期2001年8月22日 优先权日2001年8月22日
发明者张瑞庆, 游亚戈, 蒋念东, 颜希文, 郑永红, 黄忠洲, 梁贤光 申请人:中国科学院广州能源研究所