浮漂式海浪发电装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型为浮漂式海浪发电装置。其为一种相对式的利用海浪波峰与波谷的水面差的相对运动变化能来进行发电的。它是由杠杆(1020、2020、)连接浮坞(1010、2010、)与浮漂(1040、2040、)及双飞轮齿轮(1030、2030、)及发电机(1050、2050)组成，当浮坞或浮漂一个在海浪峰位时，另一个则在海浪的谷位，而随着海浪的前进，两点的相对高度则会逐渐发生变化，当浮坞向下运动时，浮漂则向上运动，由此杠杆则成了一个翘翘板，两端会随着海浪的不断运行而上下运动，这时在杠杆端的齿轮条就会驱动双飞轮齿轮系统转动起来驱动动发电机发电了。在大海或大洋中能放置多个这种浮漂发电装置组成阵列，由一个母浮坞统领，构成一个适当规模的电站，给海洋开发或航船提供电能。
【专利说明】浮漂式海浪发电装置 -技术领域：
[0001 ]本实用新型是一种利用海浪的能量进行发电的新机械装置。 二【背景技术】：
[0002] 海浪是海洋中具有的一种可再生能源，常言道海中无风=尺浪，可见海浪是海洋 中的一种常态。海浪实际上是海水表面的水波，且运种波是连续不断的，一个接一个的向前 推进的。运种波浪能是海洋表面波浪所具有的动能和势能。波浪的能量与波高h的平方、波 浪的运动周期TW及迎波面的宽度S成正比。波浪能是由风把能量传递给海洋而产生的，它 实质上是吸收了风能而形成的。能量传递速率和风速有关，也和风与水相互作用的距离有 关。运种可再生能源是既不消耗任何燃料和资源，又不产生任何污染的洁净能源。与其它再 生能源比，波浪比风的能量更集中，虽然风可W达到很高的速度，但海浪却会比风更有力 量，因为水的密度是空气密度的832倍。当波浪开始向前移动时，是沉重且强有力的。由此海 浪能源应被选为人类商业化运营的可再生能源之一。
[0003] 目前利用海浪进行发电的装置，从1799年法国的一对父子开始，到现代海浪发电 已有多种专利，也有很多已发电了的设备在运行。现在海浪发电的形式中最多采用的是机 械式，如抽水式、抽气式、累式等等，当然也有其它方式，如最近美国新近提出的利用海浪与 膜的摩擦发电等。但现在海浪发电应用中，大都是固定式，或称绝对式，即只是利用固定位 置的波浪，也就是在固定位置上(一个固定的点）收集波浪水面高低变化所产生的能量。运 种方法大多是不可能距海岸太远，更存在着固定困难与成本太高的问题，這正是产生要解 决海浪发电问题的原因。
[0004] 目前发电技术已经是成熟的技术，如有风力发电、各种动力带动的发电机等。即只 要有机械能就可W用各种机械系统方便的将其转化为电能，也就是利用机械能进行发电。 H
【发明内容】
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[000引为了克服固定位置上(一个固定的点）收集波浪水面高低变化所产生的能量发電 带来的系列问题，本实用新型是利用海面上两个点的海浪水面相对位置变化运动能进行发 电的。本新型是由浮巧（1010、2010)与浮漂（1040、2040)的两个漂浮物组成(如图1、2)，当一 个在海浪峰位时，另一个则在海浪的谷位，而随着海浪的前进，两点的相对高度则会逐渐发 生变化，运种变化也是波浪式的，即当浮巧向下运动时，浮漂则向上运动，其二者间用支点 固定在浮巧上的联接杠杆（1020、2020)相连接，由此杠桿则成了一个翅翅板，两端会随着海 浪的不断运行而上下运动，运时在浮巧杠杆（1020、2020)端的齿轮条就会驱动齿轮系统转 动起来带动发电机发电了。而浮巧与浮漂之间的距离L应当保持在：
，其中n 为自然数1、2、…等，A为海浪波的波长，W保证浮巧与浮漂间的相对位置一个在海浪的波峰 另一个在波谷。一般取n为1，若浮巧与浮漂大且波浪太高或波浪的周期不同也可取n为2或 3。但n的取值不能太大，因为杠杆太长不仅不利结构的坚实与稳定，同时也加长了浮漂端的 力臂，相对减少了浮巧发电端的力臂，不利发电。
[0006] 本实用新型也是一种机械式海浪发电装置，但它却是一种相对式的。所谓相对式 是利用海浪波峰与波谷两点的水面差的相对变化，来进行发电的。具体为其是由浮巧 (1010、2010)、连接浮巧与浮漂支点固定于浮巧上带有端齿条的杠杆（1020、2020)、双飞轮 齿轮系统（1030、2030)、浮漂（1040、2040)、发电机系统（1050、2050)、浮巧错（1060)、固定浮 巧与浮漂距离的链条（1070)、稳定浮巧与浮漂的稳定坠（1080)组成，其特征是当浮巧 (1010、2010)处在海浪峰位时，杠杆（1020、2020)的浮巧端也处于高位，而此时浮漂则处于 海浪的谷位，杠杆（1020、2020)的浮漂端也就处在低位，而当海浪运动后，则浮巧（1010、 2010)逐渐变为海浪谷位，杠杆（1020、2020)的浮巧端也就变为低位，而此时浮漂则处于海 浪的高位，杠杆（1020、2020)的浮漂端也就处在高位，由于杠杆（1020、2020)的支点固定在 浮巧上，运时随海浪的不断运动杠杆浮巧端实际上是W支点为园屯、作上下运动，运时浮巧 端杠杆齿条就会驱动安装在浮巧上的双飞轮齿轮装置系统（1030、2030)的结构带动发电机 系统（1050、2050)发电，也就是利用浮巧（1010、2010)与浮漂（1040、2040)两点海浪水面相 对高低运动变化的能量，推动联接浮巧与浮漂的杠杆(1020、2020)两端上下运动，带动杠杆 浮巧端齿条驱动双飞轮齿轮系统（1030、2030)转动带动发电机系统（1050、2050)发电，为了 充分利用波浪上下运动的能量本新型采用了双飞轮齿轮装置系统（1030、2030)的结构。运 样也就是改变了现有海浪发电是利用海面上固定一点波浪水面上下波动能量的发电装置， 为利用浮巧（1〇1〇、2010)与浮漂（1040、2040)两点海浪水面相对运动的能量发电，并为了充 分利用波浪上下运动能量采用了连接浮巧与浮漂的杠杆(1020、2020)端齿条上下移动推动 的双飞轮齿轮系统（1030、2030)的结构，驱动发电机系统（1050、2050)发电的装置。运里的 浮巧（1010、2010)与浮漂（1040、2040)必须是浮在水面上，必须随海浪的上下波动而波动， 又必须有一定的体积与重量，W将波浪的能量最大的转化为杠杆的运动能。同时为了能使 运种杠杆系统保持稳定，浮巧与浮漂皆必须保持在一种不倒翁的状态下，为此在其下吊装 了稳定坠（1080)，从而大大降低了它们的重屯、，增加了稳定性。为了保护齿轮系统及发电系 统不被海水侵蚀及抗风浪能力，浮巧做成潜水艇的形式，将齿轮系统及发电系统全部包入 其内，只是将杠杆伸入并可上下转动。而浮巧与浮漂之间的距离，是由连接链条（1070)连接 并保持一定距离(长度为U，但随着波浪的波长变化及波浪的前进，其是可W进行适当调节 的，同时浮漂（1040、2040)还会发生一定摇摆，由此杠杆与浮漂间不是完全固定的，而是可 W进行一定的滑动或摆动变化自动调节的。浮漂式发电装置系统是靠错（1060)固定在海洋 中确定位置上的，运时要求错定稳定，同时由于错定是一点固定且链条是软的，可W自动保 证浮漂式发电系统永远是顺波浪前进方向的，运又进一步保证了全系统在风浪中的稳定 性，从而确保发电能正常进行。
[0007] 杠杆是上下运动的，而要想将运种运动能变为发电机的转动能，且要将上下运动 的能量都转化成发电机的转动能，又由于波浪的高度并不是一成不变的，其是随风浪的大 小而有行程高低变化的，即杠杆上下运动的行程是随波浪水面高低变化而变化的，故不能 采用曲轴式的由往复运动转化成转动的机械系统，而是要用一种特殊的齿轮结构-双飞轮 齿轮系统（1030、2030)，运种双飞轮齿轮系统（1030、2030)是由杠杆（1020、2020)端齿条驱 动的轴齿轮(2031)、左内飞轮内齿板(3032)、左外飞轮内外齿轮(3033)、右内飞轮内齿板 (3034)、右内飞轮内外齿轮(3035)及左传动换向齿轮(3036)组成，其特征是将现有的单一 方向飞轮齿轮驱动的结构装置改为双飞轮齿轮，能将上、下不同行程的运动能都充分转化 为转动能，其过程为当杠杆端齿条向下运动时驱动轴齿轮(2031)顺时针转动并带动右内飞 轮内齿板(3032)顺时针转动，运时齿板端卡针会卡住右外飞轮内外齿轮(3033)使其跟随顺 时针转动，但运时左内飞轮内齿板(3034)也同时顺时针转动，但齿板端卡针却不能卡住左 内飞轮内外齿轮(3035)，并不会被驱动，当杠杆端齿条向上运动时驱动轴齿轮(2031)逆时 针转动将带动左内飞轮内齿板(3034)逆时针转动，运时齿板端卡针会卡住左外飞轮内外齿 轮(3036)使其跟随着逆时针转动，但运时右内飞轮内齿板(3034)虽也同时逆时针转动，但 齿板端卡针却不能卡住右内飞轮内外齿轮(3033)，也不会被驱动。由于连接浮巧与浮漂的 杠杆（1020、2020)端齿条上下运动推动的左右飞轮转动方向相反，为使它们能W同一转动 的方向驱动发电机，在左飞轮齿轮外又加有一个换向齿轮(3036)，运样就完成了联接浮巧 与浮漂杠杆(1020、2020)上下运动的机械能完全转化为同向转动能，去驱动发电机发电了。 [000引同时在广大的海洋中，浮巧（1010、2010)与浮漂（1040、2040)能错定在海洋中的任 意地点，其特征是可同时放置多个浮巧与浮漂在海洋水面上，构成一个阵列，其中还可设置 一个母浮巧，将各子浮巧上发出的电就近输到母浮巧进行初步处理与应用，或统一输出到 用电处如陆地、海岛等处进行利用。 四【附图说明】：
[0009] 图1为浮漂式海浪发电装置原理侧向示意图，其中（1010)为浮巧、（1020)为支点固 定在浮巧上连接浮巧与浮漂的带有端齿条的杠杆、（1030)为双飞轮齿轮系统、（1040)为浮 漂、（1050)为发电机系统、（1060)为浮巧错、（1070)为固定浮巧与浮漂距离的链条、（1080) 为稳定坠、（1090)为海浪水面。
[0010] 图2为浮漂式海浪发电装置原理顶向示意图，其中（2010)为浮巧、（2020)为支点固 定在浮巧上连接浮巧与浮漂的带有端齿条的杠杆、（2030)为双飞轮齿轮系统、（2040)为浮 漂、（2050)为发电机系统。
[0011] 图3为双飞轮齿轮原理示意图，其中（3031)为轴齿轮、（3032)为左内飞轮内齿板、 (3033)为左外飞轮内外齿轮、（30%)为右内飞轮内齿板、（3035)为右内飞轮内外齿轮、 (3036)为左传动换向齿轮。 五【具体实施方式】：
[0012] 浮巧实际上为一个小船，浮漂实际上是一个浮筒，它们在一般的造船厂皆可制造， 发电机也可据实际情况选用适当功率的发电机，能量转化的齿轮系统只是一般的机加工 件，连接浮巧与浮漂的杠杆由两根圆钢长杆构成，运些都不存在制造问题。
[0013] 对于大洋大海而言，运种浮漂式发电装置系统很小，可W在海面上布置很多个运 种浮漂式发电船组成为一个阵列，而在运个阵列中设一个母浮巧，所有子浮巧发的电都汇 聚到运个母浮巧处，进行变电处理，运样可W将发电不很大的多个子浮巧发出的电汇聚起 来，也就比较好的解决了每个子浮巧发电的输出问题。现在要大力对海洋进行开发，如钻 井、採矿、养殖等等，都需要能源，也需要淡水，运种母浮巧则成为海上的发电厂，会不断的 提供电力能源，同时也可利用电能进行海水淡化，提供海上的淡水供应。运种浮于海上的电 站，也会成为海上航行船只的电能供给站，或淡水供应站。只要将运种母浮巧沿船航道或海 洋开发处、岛蜗附近设置，则会提供源源不断的电能及淡水，自然也可从运母浮巧上用电缆 拉到陆地，成为常规电源。
[0014]最后特别指出，运种浮漂式海浪发电装置设备是一种利用海浪能的可再生能源设 备，就如舰船一样，对相关海洋生物和海洋水流不会产生任何影响，即在海洋中放置运种发 电设备不会改变海洋原来的任何自然环境和生态环境，从而也就不会带来任何负面的生态 影响问题。
【主权项】
1.浮漂式海浪发电装置，其是一种利用海洋上的海浪进行发电的机械装置，由浮坞 (1010、2010)、连接浮坞与浮漂支点固定于浮坞上带有端齿条的杠杆（1020、2020)、双飞轮 齿轮系统（1030、2030)、浮漂（1040、2040)、发电机系统（1050、2050)、浮坞锚（1060)、固定浮 坞与浮漂距离的链条（1070)、稳定浮坞与浮漂的稳定坠（1080)组成的发电装置，其特征是 当浮坞（1010、2010)处在海浪峰位时，杠杆（1020、2020)的浮坞端也处于高位，而此时浮漂 则处于海浪的谷位，杠杆（1020、2020)的浮漂端也就处在低位，而当海浪运动后，则浮坞 (1010、2010)逐渐变为海浪谷位，杠杆（1020、2020)的浮坞端也就变为低位，而此时浮漂 (1040、2040)则处于海浪的高位，杠杆（1020、2020)的浮漂端也就处在高位，由于杠杆 (1020、2020)的支点固定在浮坞上，这时随海浪的不断运动杠杆浮坞端实际上是以支点为 圆心作上下运动，这时浮坞端杠杆齿条就会驱动安装在浮坞上的双飞轮齿轮装置系统 (1030、2030)的结构带动发电机系统（1050、2050)发电，也就是利用浮坞（1010、2010)与浮 漂（1040、2040)两点海浪水面相对高低运动变化的能量，推动联接浮坞与浮漂的杠杆 (1020、2020)两端上下运动，带动杠杆浮坞端齿条驱动双飞轮齿轮系统（1030、2030)转动带 动发电机系统（1050、2050)发电，为了充分利用波浪上下运动的能量本新型采用了双飞轮 齿轮装置系统（1030、2030)的海浪发电装置结构。
【文档编号】F03B13/16GK205423049SQ201420249425
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2014年5月16日
【发明人】段绍节, 庄菊娣
【申请人】段绍节, 庄菊娣