波涛能发电系统的制作方法

文档序号:16076680发布日期:2018-11-27 21:17阅读:179来源:国知局

本发明公开了一种把水的波涛势能转化成电能的方法。本发明对环境没有污染,不需要消耗传统能源,把自然界水的波动势能转化成电能,自然界的水波是自然现象、在可以预见的将来不会停止波动,所以利用本发明可以获得永不枯竭的能源。本发明属于新能源领域。

技术背景:

目前,传统的能源面临着枯竭,化石能源的大规模使用对环境造成的破坏触目惊心,人类需要的无污染的取之不尽的能源。现有的潮汐发电需要筑坝蓄水且对地理环境的要求也很苛刻。本发明提供的波涛能发电系统地理适应范围广泛,建造成本相对较低,且本发明只需要水面有波动就可以产生电能,适用于沿海大规模发电,也可以作为海洋养殖、小型岛屿、海洋观测设备、海洋钻井平台、的电力供应系统使用。这些功能是目前现有的水力发电技术所不能够兼备的



技术实现要素:

本发明的第一个内容是:解决浮箱随波逐流不稳定的问题,提供一种定位升降支架,定位升降支架是用来使浮箱稳定在一个位置并可以随着波涛起伏的装置,主要有导管1(附图1中的11)、导管2(附图1中的12)、导杆1(附图1中的13)、导杆2(附图1中的14)、横梁(附图1中的15)、滑轨1(附图2中的23)、滑轨2(附图2中的24)、滑块1(附图3中的34)、滑块2(附图3中的35)组成。滑块分别固定在浮箱(附图3中的27)的两端,加上齿条悬挂杆(附图3中的21和22)的配合是浮箱能够稳定在一个位置而不会随波浪摇晃。导管和导管组成伸缩杆的效应、滑块在滑轨上的运行轨迹和导杆的运行轨迹平行,这样就保证了浮箱可以顺利的随着波涛的起伏而上下运行。

本发明的第二个内容是:提供一种把波涛的势能转变成机械能的动能获取装置,这个装置有浮箱和传动装置组成,浮箱随波涛起伏而上下运行的同时带动传动轴转动。

本发明的第三个内容是:提供一种机械能同向装置,这个装置在波涛涌起时浮箱受水的浮力升高,齿条悬挂杆1和齿轮悬挂杆2(附图3中的21和22)上升带动传动齿轮1和传动齿轮2(附图3中的19和20)做逆时针旋转,传动齿轮1和传动齿轮2带动传动轴(附图3中的25)同向旋转,传动轴带动传动齿轮3(附图3中的33)做逆时针运转,传动齿轮3带动单向齿轮1(附图3中的31)做顺时针方向运转,单向齿轮1带动发电机的转子轴(附图3中的30)做顺时针运转,使发电机开始发电。在浮箱下落时齿条悬挂杆带动传动齿轮1和传动齿轮2进而带动传动轴做顺时针旋转,传动齿轮3随着传动轴做顺时针旋转,传动齿轮3带动单向齿轮1做逆时针运转,单向齿轮1逆时针旋转时是空转、不带动发电机的转子轴。而传动齿轮4(附图4中的36)随着传动轴做顺时针旋转,传动齿轮4带动传动齿轮5(附图4中的37)做逆时针旋转、传动齿轮5带动单向齿轮2(附图4中的45)做顺时针转动,单向齿轮2带动发电机转子轴做顺时针旋转、发电机开始发电。波涛涌起时旋转方向相反,则单向齿轮2空转不带动发电机转子轴。

本发明的第三个内容是:提供一种把波涛的势能转变成机械能的动能获取装置,这个装置有浮箱和传动装置组成,浮箱随波涛起伏而上下运行的同时带动传动轴转动。

以上几项发明结合的有益效果是:

定位升降支架、动能获取装置、机械能同向装置三项发明结合组成一个完整的波涛能发电系统。在这里共列举了三个实施例中来进行说明。第一个实施例是单向动能的发电方式,利用浮箱获取波涛起伏的势能,浮箱是安装在一个可以升降的伸缩支架(附图1)上面的,波涛涌起时浮箱受水的浮力升高,导杆随之从导管里面伸出以配合浮箱的上浮,滑块顺着滑轨滑动保持浮箱的稳定,齿条悬挂杆1和齿轮悬挂杆2(附图3中的21和22)上升带动传动齿轮1和传动齿轮2(附图3中的19和20)做逆时针旋转,传动齿轮1和传动齿轮2带动传动轴(附图3中的25)同向旋转,传动轴带动传动齿轮3(附图3中的33)做逆时针运转,传动齿轮3带动单向齿轮1(附图3中的31)做顺时针方向运转,单向齿轮1带动发电机的转子轴(附图3中的30)做顺时针运转,使发电机开始发电。浪头过后浮箱下落,导杆随之缩回导管里面以配合浮箱的下落,滑块顺着滑轨滑动保持浮箱的稳定,齿条悬挂杆带动传动齿轮1和传动齿轮2进而带动传动轴做顺时针旋转,传动齿轮3随着传动轴做顺时针旋转,传动齿轮3带动单向齿轮1做逆时针运转,单向齿轮1逆时针旋转时是空转、不带动发电机的转子轴。所以这种方式是只在波浪涌起时发电的单向动能的发电方式。

第二个实施例是单机获取双向动能的发电方式,这个方式在浪头过后、浮箱下落时齿条悬挂杆带动传动齿轮1和传动齿轮2进而带动传动轴做顺时针旋转,传动齿轮3随着传动轴做顺时针旋转,传动齿轮3带动单向齿轮1做逆时针运转,单向齿轮1逆时针旋转时是空转、不带动发电机的转子轴。而传动齿轮4(附图4中的36)随着传动轴做顺时针旋转,传动齿轮4带动传动齿轮5(附图4中的37)做逆时针旋转、传动齿轮5带动单向齿轮2(附图4中的45)做顺时针转动,单向齿轮2带动发电机转子轴做顺时针旋转、发电机开始发电。波涛涌起时旋转方向相反,则单向齿轮2空转不带动发电机转子轴。

第三个实施例是双机配合的发电方式,这种方式是用两个发电机分别把波涛起、伏的动能转化成电能,这个方式在浪头过后、浮箱下落时齿条悬挂杆带动传动齿轮1和传动齿轮2进而带动传动轴做顺时针旋转,传动齿轮3随着传动轴做顺时针旋转,传动齿轮3带动单向齿轮1做逆时针运转,单向齿轮1逆时针旋转时是空转、不带动发电机的转子轴。而传动齿轮6(附图5中的42)随着传动轴做顺时针旋转,传动齿轮6带动传动单向齿轮3(附图5中的41)做转动,单向齿轮2带动发电机2(附图5中的40)转子轴做顺时针旋转、发电机开始发电。波涛涌起时旋转方向相反,则单向齿轮3空转不带动发电机转子轴。如果只保留发动机2(附图5中的40)则只能在浪头过后浮箱下落的时候发电。

附图说明:

附图1是定位升降支架,附图2是浮箱和传动轴的安装图,附图3是单向动能的发电方式,附图4是单机获取双向动能的发电方式,附图5是双机配合的发电方式。

11导管1,12,导管2,13导杆1,14导杆2,15横梁,16密封圈,17轴承座总成1,18轴承座总成2,19传动齿轮1,20传动齿轮2,21齿条悬挂杆1,22齿条悬挂杆2,23滑轨1,24滑轨2,25传动轴,26发动机安装支架,27浮箱,28发电机安装对接面,29发电机,30转子轴,31单向齿轮1,32键槽,33传动齿轮3,34滑块1,35滑块2,36传动齿轮4,37传动齿轮5,45单向齿轮2,38齿轮轴,39发电机安装支架2,40发电机2,41单向齿轮3,42传动齿轮6,43发电机2转子轴,45单向齿轮2。46限高点1,47限高点2。

具体实施方式:

1、定位升降支架:把导管1(附图1中的11)和导管2(附图2中的12)固定在水底的基础上面,也可以安装固定在灯塔、钻井平台、大型舰船一类的设备上面。固定的方式可以采取螺接、焊接、如果固定在水底可以事先用混凝土和钢材做好基础,这些都是公知的常识所以不再累述。要求两个导管的规格相同,固定后的高度相同、两个导管必须要呈垂直、平行的状态两个导管都必须装上和导杆适配的密封圈(附图1中的16)。把导杆1(附图1中的13)和导杆2(附图1中的14)分别插入导管1和导管2里面,把横梁(附图1中的15)的两端分别固定在导杆1和导杆2的顶端,可以直接采用焊接的方式固定,也可以采用模块化对接的方式,模块化对接也是公知的常识、不再累述。把滑轨1(附图3中的23)和滑轨2(附图3中的24)分别安装固定在导管1和导管2上面,要求固定在内侧呈垂直状态。固定的方式可以螺接、也可以焊接。把滑块1(附图3中的34)和滑块2(附图3中的35)分别装到滑轨1和滑轨2上面,然后在滑轨1和滑轨2的顶端位置分别安装一个限高点(附图3中的46和47)。在导管的顶端安装一个发动机安装支架(附图2中的26)必须注意,定位升降支架导杆的伸缩行程、滑块在滑轨上面的行程,都必须要大于高潮和低潮之间的落差加该水域正常浪高的总和。

2、动能获取装置,用坚固耐腐蚀的材料做一个浮箱,浮箱要求可以密封,形状以受到的平向推力小而受到的浮力大为指导思路,可以做成水滴形状的,这种形状符合比较符合要求。做两个齿条悬挂杆(附图2中的21和22),齿条悬挂杆的一面做成齿条、齿条要和传动齿轮1和传动齿轮2(附图2中的19和20)吻合。分别把齿条悬挂杆的一端固定在横梁(附图2中的15)上面,另一端分别固定在浮箱(附图2中的27)上面,把两个滑块(附图3中的34和35)分别固定在浮箱的两端,上述的固定方式可以用焊接也可以采用螺接的方式。做一个长度适当的传动轴(附图2中的25),安装两个导管(附图2中的11和12)的距离在横向放置时和两个导管贴合的位置做分别做一个轴承安装点、在和两个齿条悬挂杆贴合的位置分别做一个齿轮安装点,然后分别把两个传动齿轮(附图2中的19和20)安装在两个齿轮安装点的位置,把两个轴承分别安装在两个轴承安装点的位置并分别装上轴承座(附图2中的17和18),把两个轴承座(附图2中的17和18)以水平的状态分别安装固定在两个导管(附图2中的11和12)的上端。安装好后两个传动齿轮(附图2中的19和20)必须分别和两个齿条悬挂杆(附图2中的21和22)呈咬合状态。

3、机械能同向装置:把发动机的安装对接面(附图4中的28)和发电机安装支架(附图4中的26)对接固定,在发电机转子轴(附图3中的30)上面安装一个单向齿轮1(附图4中的31)和一个单向齿轮2(附图4中的45),暂定安装顺序为两个单向齿轮都是顺时针旋转时带动转子轴,单向齿轮逆时针旋转时为空转不带动转子轴。在传动轴(附图4中的25)上面安装一个传动齿轮4(附图4中的36)和一个传动齿轮3(附图4中的33),在发电机安装支架上面安装一个齿轮轴(附图4中的38),把传动齿轮5(附图4中的37)安装在齿轮轴(附图4中的38)上面,传动齿轮5是一个轴承齿轮,其旋转时不会带动齿轮轴旋转,安装好后传动齿轮4和传动齿轮5咬合、传动齿轮5和单向齿轮2咬合。传动齿轮3和单向齿轮1咬合。这样一个单机获取双向动能的发电方式的系统就做好了。如果只安装传动齿轮3和单向齿轮1,则只能在波涛涌起时把波涛的动能转化成电能就是(附图3)所示的单向动能的发电方式。如果只安装传动齿轮4、传动齿轮5、单向齿轮2,则只能在浪头落下浮箱随之下落时发电。在单向动能发电方式(附图3)的基础上,再增加一个发电机支架2(附图5中的39),在发动机支架2上面装一个发电机2(附图5中的40),在发电机转子轴上面装一个单向齿轮3(附图5中的41)、这个单向齿轮的做功方向也是顺时针方向,所述的顺时针和逆时针方向是针对发电机的转子轴而言的,在传动轴上面安装一个传动齿轮6(附图5中的42),这样就是一个双机配合的发电方式(附图5)。上述实施方式中对于一些公知常识性的东西没有累述,比如齿轮安装在轴上面、则轴和齿轮都要有键槽,安装时需要对准键槽并放上对应的键条,这些都是常识类的东西。框架结构的安装对接方式也是公知的常识,这些都不属于发明的范畴,所以未加累述。

整体系统的做功过程是:波涛涌起时浮箱(附图3中的27)受水的浮力升高,浮箱通过齿条悬挂杆(附图3中的21和22)托举着横梁(附图3中的15)向上,横梁带动导杆(附图3中的3和14)随之从导管(附图3中的1和12)里面伸出以配合浮箱的上浮,滑块(附图3中的34和35)顺着滑轨(附图3中的23和24)滑动从而保持浮箱的稳定,齿条悬挂杆1和齿轮悬挂杆2(附图3中的21和22)上升带动传动齿轮1和传动齿轮2(附图3中的19和20)做逆时针旋转,传动齿轮1和传动齿轮2带动传动轴(附图3中的25)同向旋转,传动轴带动传动齿轮3(附图3中的33)做逆时针运转,传动齿轮3带动单向齿轮1(附图3中的31)做顺时针方向运转,传动齿轮3带动单向齿轮1转动的同时起到加快转速的效果,单向齿轮1(附图3中的31)带动发电机的转子轴(附图3中的30)做顺时针运转,使发电机开始发电。浪头过后浮箱(附图3中的27)随着水波下落的同时通过齿条悬挂杆(附图3中的21和22)带动横梁(附图3中的15)导杆(附图3中的13和14)缩回导管(附图3中的11和12)里面,滑块(附图3中的34和35)顺着滑轨(附图3中的23和24)滑动从而保持浮箱的稳定,齿条悬挂杆(附图3中的21和22)带动传动齿轮1(附图3中的21)和传动齿轮2(附图3中的22)做顺时针旋转进而带动传动轴(附图3中的25)做顺时针旋转,传动齿轮3(附图3中的33)随着传动轴做顺时针旋转,传动齿轮3带动单向齿轮1(附图3中的31)做逆时针运转,单向齿轮1逆时针旋转时是空转、不带动发电机的转子轴。所以这种方式是只在波浪涌起时发电的单向动能的发电方式。

第二个实施例是单机获取双向动能的发电方式,这个方式在浪头过后、浮箱下落时齿条悬挂杆带动传动齿轮1和传动齿轮2进而带动传动轴做顺时针旋转,传动齿轮3随着传动轴做顺时针旋转,传动齿轮3带动单向齿轮1做逆时针运转,单向齿轮1逆时针旋转时是空转、不带动发电机的转子轴。而传动齿轮4(附图4中的36)随着传动轴做顺时针旋转,传动齿轮4带动传动齿轮5(附图4中的37)做逆时针旋转同时起到加快转速的作用、传动齿轮5带动单向齿轮2(附图4中的45)做顺时针转动,单向齿轮2带动发电机转子轴做顺时针旋转、发电机开始发电。波涛涌起时旋转方向相反,则单向齿轮2空转不带动发电机转子轴。

第三个实施例是双机配合的发电方式,这种方式是用两个发电机分别把波涛起、伏的动能转化成电能,这个方式在浪头过后、浮箱下落时齿条悬挂杆带动传动齿轮1和传动齿轮2进而带动传动轴做顺时针旋转,传动齿轮3随着传动轴做顺时针旋转,传动齿轮3带动单向齿轮1做逆时针运转,单向齿轮1逆时针旋转时是空转、不带动发电机的转子轴。而传动齿轮6(附图5中的42)随着传动轴做顺时针旋转,传动齿轮6带动传动单向齿轮3(附图5中的41)转动、同时起到加快转速的作用,单向齿轮2带动发电机2(附图5中的40)转子轴做顺时针旋转、发电机开始发电。波涛涌起时旋转方向相反,则单向齿轮3空转不带动发电机转子轴。

如果只安装发电机2(附图5中的40)、单向齿轮3(附图5中的41)和传动齿轮6(附图5中的6)则只能在浪头过后浮箱下落的时候发电。综上所述,这个系统可以只在波涛涌起时发电、可以只在波涛落下时发电、也可以在波涛涌起和落下时都发电。

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