专利名称：钟摆式波浪发电设备的制作方法
技术领域：
钟摆式波浪 发电设备，属于波浪能发电设备领域，具体涉及一种将波浪能转换 为电能的钟摆式波浪发电设备。
背景技术：
波浪发电是通过波浪能转换装置将波浪能首先转换为机械能，然后再转换成电 能的过程。这一技术兴起于上世纪80年代初，西方海洋大国利用新技术优势纷纷展开实 验。波浪能包括海洋表面波浪所具有的动能和势能，是一种在风的作用下产生的，并以 动能和势能的形式由短周期波储存的机械能。波浪的能量与波高的平方、波浪的运动周 期以及迎波面的宽度成正比。我国现在重点开发波浪能和波浪热能。统计显示，海浪每 秒钟在1平方千米海面上产生20万千瓦的能量，全世界海洋中可开发利用的波浪能约为 27-30亿千瓦，而我国近海域波浪的蕴藏量约为1.5亿千瓦，可开发利用量约3000-3500 万千瓦。波浪能具有能量密度高、分布面广等优点。它是一种取之不竭的可再生清洁能 源，尤其是在能源消耗较大的冬季，可以利用的波浪能能量也最大。中国专利(申请号 200710191545.5)公开了一种波浪发电装置，该波浪发电装置设有浮器，波浪涨落带动浮 器上下运动，通过传动轴上的棘轮齿轮和动力输出轴上的从动齿轮啮合、传动轴上的棘 轮链轮带动动力输出轴上从动链轮转动的方式实现将浮器向上或向下的运动转化为同方 向的转动。该发明专利主要利用了波浪涨落的势能做功，并将势能转化为机械能。该发 明有两点不足之处1、波浪的平稳涨落过程中，势能的变化并不大，要想得到动力输出 轴较快的转速，仅通过换向装置并不能很好的实现，但该发明中没有设置变速装置，因 此其发电效率不高，实用性较差；2、江河或浅海滩的波浪正常多为平稳涨落的波浪，要 想得到波浪较大的势能，多需要在深海区域或风浪较大的区域，因此该发明的使用范围 受到很大影响。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种利用波浪前后往 返推动力作用，将双向动能转化为机械能，结构简单、发电效率高，使用范围广的钟摆 式波浪发电设备。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是该钟摆式波浪发电设备，包括换 向变速箱和发电机，换向变速箱内设有换向机构，动力输出轴与发电机连接，其特征在 于波浪动力板通过连接杆与换向变速箱内的传动轴a活动连接，换向变速箱内设有换 向机构和变速机构，换向机构由安装在传动轴a上的正向链轮和反向链轮、安装在传动轴 b上的正向飞轮和变向齿轮a以及安装在传动轴c上的变向齿轮b和反向飞轮组成，正向 链轮和正向飞轮、反向链轮和反向飞轮分别通过链条传动，正向飞轮和反向飞轮逆向安 装，变向齿轮a和变向齿轮b为等齿齿轮啮合。正向链轮和正向飞轮用于传递波浪动力 板向前推进的动力，反向链轮和反向飞轮用于传递波浪动力板向后运动的动力，变向齿轮a和变向齿轮b为等齿齿轮，仅用于将波浪向前、后两个方向的运动转变为传动轴同向 转动的作用。正向飞轮和反向飞轮采用的结构与目前自行车后轮所用飞轮的结构相同， 在实现定向传递链条动力的同时可实现中心轴的反向空转。波浪动力板为平面防水轻质 板材，根据设计需要确定其尺寸。变速机构为多级变速，由安装在传动轴c上的变速齿轮a、安装在传动轴d上的 变速齿轮b和变速齿轮c以及安装在动力输出轴上的变速齿轮d组成，变速齿轮a和变速 齿轮c啮合，变速齿轮b和变速齿轮d啮合。动力输出轴输出端设有输出齿 轮，发电机输入轴轴端设有发电机齿轮，输出齿 轮与发电机齿轮啮合。输出齿轮与发电机齿轮为不等齿齿轮，可在传递动力的同时起到变速作用，也 可根据设计需要的不同设为等齿齿轮。钟摆式波浪发电设备为一组或多组，多组设备组合使用时，可将多台发电机并 联或串联使用。与现有技术相比，本发明的钟摆式波浪发电设备所具有的有益效果是1、利用 波浪前后往返推动力作用，将双向动能转化为机械能，加设变速机构，提高发电效率； 2、整体结构紧凑，安装容易、占地面积小、使用范围广，成本低、无污染、无噪音。
图1是本发明钟摆式波浪发电设备俯视结构示意图。其中1波浪动力板2连杆3换向变速箱4正向链轮5传动轴a 6反向链轮7 传动轴b 8正向飞轮9变向齿轮a 10变向齿轮b 11变速齿轮a 12反向飞轮13传动轴 c 14传动轴d 15变速齿轮b 16变速齿轮C17变速齿轮d 18动力输出轴19输出齿轮20 发电机齿轮21发电机。图1是本发明钟摆式波浪发电设备的最佳实施例，下面结合附图1对本发明做进 一步说明
具体实施例方式参照附图1 钟摆式波浪发电设备主要包括波浪动力板1、换向变速箱3及发电机21，波浪动 力板1通过连接杆2与换向变速箱3内的传动轴a5活动连接，将动力传递给换向变速机 构。换向变速箱3下方设有支撑架，换向变速箱3内设有换向机构和多级变速机构，输 出齿轮19与发电机齿轮20啮合，并将动力传递给发电机21。换向变速箱3内的换向机 构由安装在传动轴a5上的正向链轮4和反向链轮6、安装在传动轴b7上的正向飞轮8和 变向齿轮a9以及安装在传动轴cl3上的变向齿轮blO和反向飞轮12组成，正向链轮4和 正向飞轮8、反向链轮6和反向飞轮12分别通过链条传动，变向齿轮a9和变向齿轮blO 为等齿齿轮啮合。变速机构为多级变速，由安装在传动轴cl3上的变速齿轮all、安装在 传动轴dl4上的变速齿轮bl5和变速齿轮cl6以及安装在动力输出轴18上的变速齿轮dl7 组成，变速齿轮all和变速齿轮cl6啮合，变速齿轮bl5和变速齿轮dl7啮合。波浪动 力板为平面防水轻质板材，长度为5 10m。
工作原理及工作过程如下钟摆式波浪发电设备利用波浪向前与向后的冲刷 力，使波浪动力板来回运动，从而通过连接杆带动换向变速箱的齿轮转动，换向变速箱 把两个方向相反的 力量转换成连续不间断的一个方向的两个力，并且进行变速，使转速 加快，然后带动发电机进行发电。安装时，固定好支撑架，把换向变速箱3、发电机21 固定在支撑架上。波浪动力板1通过连接杆2连接到换向变速箱3上，波浪动力板1放 入水中，使波浪往返都推动波浪动力板1，通过连接杆2带动换向变速箱3内的换向和变 速机构运动，换向变速箱3把两个方向相反的力量转换成连续不间断的一个方向的两个 力，传递到发电机21上进行发电。波浪向前推进时，推动波浪动力板1向前移动，波浪动力板1通过连接杆2带动 换向变速箱3内的传动轴a5正向转动，传动轴a5上设有正向链轮4和反向链轮6，正向 链轮4通过链条带动正向飞轮8正向转动，反向齿轮6上的链条在反向飞轮12上空转， 正向飞轮8固定在传动轴b7上，带动传动轴b7及固定在传动轴b7上的变向齿轮a9正向 转动，变向齿轮a9与变向齿轮blO为等齿齿轮，用于改变传动轴cl3的转动方向，通过 变向齿轮a9与变向齿轮blO的啮合，使传动轴cl3反向转动，同时带动固定在传动轴cl3 上的变速齿轮all反向转动，变速齿轮all与变速齿轮cl6啮合变速，并带动传动轴dl4 正向转动，传动轴dl4带动变速齿轮bl5正向转动，变速齿轮bl5与变速齿轮dl7啮合变 速，并带动动力输出轴18反向转动。动力输出轴18伸出换向变速箱3，发电机21输入 轴轴端设有发电机齿轮20，输出齿轮19与发电机齿轮20啮合，将动力传给发电机21， 使发电机21发电。波浪向后运动时，带动波浪动力板1向后移动，波浪动力板1通过连接杆2带动 换向变速箱3内的传动轴a5反向转动，正向链轮4上的链条在正向飞轮8上空转，反向 链轮6上的链条带动反向飞轮12反向转动，反向飞轮12固定在传动轴C13上，带动传动 轴cl3及固定在传动轴cl3上的变速齿轮all反向转动，变向齿轮blO与变向齿轮a9啮 合，带动传动轴b7正向转动，此时，传动轴b7在正向飞轮8内空转。变速齿轮all与 变速齿轮cl6啮合变速，并带动传动轴dl4正向转动，传动轴dl4带动变速齿轮bl5正向 转动，变速齿轮bl5与变速齿轮dl7啮合变速，并带动动力输出轴18反向转动。动力输 出轴18伸出换向变速箱3，输出端设有输出齿轮19，发电机21输入轴轴端设有发电机齿 轮20，输出齿轮19与发电机齿轮20啮合，将动力传给发电机21，使发电机21发电，输 出齿轮19与发电机齿轮20为不等等齿齿轮。输出齿轮19与发电机齿轮20也可为等齿 齿轮。变速机构为多级变速，本实施例中为四级变速，根据不同设计要求，变速机构 可调整变速齿轮和传动轴的数量，从而设置不同的变速级数。钟摆式波浪发电设备为一 组或多组，多组设备组合使用时，可将多台发电机并联或串联使用。以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限 制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变 化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上 实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。
权利要求
1.钟摆式波浪发电设备，包括换向变速箱(3)和发电机(21)，换向变速箱(3)内设有 换向机构，动力输出轴(18)与发电机(21)连接，其特征在于波浪动力板⑴通过连接 杆⑵与换向变速箱⑶内的传动轴a(5)活动连接，换向变速箱(3)内的换向机构由安装 在传动轴a(5)上的正向链轮⑷和反向链轮(6)、安装在传动轴b(7)上的正向飞轮⑶ 和变向齿轮a(9)以及安装在传动轴c(13)上的变向齿轮b(10)和反向飞轮(12)组成，正 向链轮⑷和正向飞轮⑶、反向链轮(6)和反向飞轮(12)分别通过链条传动，正向飞轮 ⑶和反向飞轮(12)逆向安装，变向齿轮a(9)和变向齿轮b(10)为等齿齿轮啮合。
2.根据权利要求1所述的钟摆式波浪发电设备，其特征在于变速机构为多级变 速，由安装在传动轴c(13)上的变速齿轮a(ll)、安装在传动轴d(14)上的变速齿轮b (15) 和变速齿轮c(16)以及安装在动力输出轴(18)上的变速齿轮d(17)组成，变速齿轮a(ll) 和变速齿轮c (16)啮合，变速齿轮b (15)和变速齿轮d (17)啮合。
3.根据权利要求1或2所述的钟摆式波浪发电设备，其特征在于动力输出轴(18) 输出端设有输出齿轮(19)，发电机(21)输入轴轴端设有发电机齿轮(20)，输出齿轮(19) 与发电机齿轮(20)啮合。
4.根据权利要求3所述的钟摆式波浪发电设备，其特征在于输出齿轮(19)与发电 机齿轮(20)为不等齿齿轮。
5.根据权利要求1所述的钟摆式波浪发电设备，其特征在于钟摆式波浪发电设备 为一组或多组。
全文摘要
钟摆式波浪发电设备，属于波浪能发电设备领域，包括换向变速箱(3)和发电机(21)，动力输出轴(18)与发电机(21)连接，其特征在于波浪动力板(1)通过连接杆(2)与换向变速箱(3)内的传动轴a(5)活动连接，换向变速箱(3)内设有换向机构和变速机构，换向机构由安装在传动轴a(5)上的正向链轮(4)和反向链轮(6)、安装在传动轴b(7)上的正向飞轮(8)和变向齿轮a(9)以及安装在传动轴c(13)上的变向齿轮b(10)和反向飞轮(12)组成，正向链轮(4)和正向飞轮(8)、反向链轮(6)和反向飞轮(12)分别通过链条传动，变向齿轮a(9)和变向齿轮b(10)为等齿齿轮啮合。本发明具有结构简单、发电效率高，使用范围广等优点。
文档编号F03B13/14GK102022247SQ200910019019
公开日2011年4月20日 申请日期2009年9月22日 优先权日2009年9月22日
发明者徐国峰 申请人:徐国峰