漂浮式太陽(yáng)能共振鐘擺復(fù)合式波浪發(fā)電裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型涉及漂浮式太陽(yáng)能共振鐘擺復(fù)合式波浪發(fā)電裝置,包括外殼、獲能裝置、太陽(yáng)能光伏板和發(fā)電機(jī),外殼包括上殼體和下殼體,太陽(yáng)能光伏板設(shè)置在上殼體的內(nèi)表面,獲能裝置裝置包括擺動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)、支撐板和擺子,擺動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)包括齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)動(dòng)軸和轉(zhuǎn)動(dòng)塊,齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括齒輪、惰輪和齒圈,齒圈的內(nèi)圈與惰輪相嚙合,惰輪和齒輪相嚙合,齒輪套在轉(zhuǎn)動(dòng)軸上,同時(shí)齒輪與轉(zhuǎn)動(dòng)軸之間設(shè)有單向軸承II,轉(zhuǎn)動(dòng)塊與齒圈固定連接,轉(zhuǎn)動(dòng)塊套在轉(zhuǎn)動(dòng)軸上,轉(zhuǎn)動(dòng)塊和轉(zhuǎn)動(dòng)軸之間設(shè)有單向軸承I,轉(zhuǎn)動(dòng)塊的底端與擺子固定連接。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,使用方便,使用壽命長(zhǎng),波浪和裝置在接近共振時(shí)鐘擺擺動(dòng)加強(qiáng),提高了發(fā)電效率。
【專(zhuān)利說(shuō)明】漂浮式太陽(yáng)能共振鐘擺復(fù)合式波浪發(fā)電裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及利用太陽(yáng)能和波浪復(fù)合式發(fā)電,尤其是一種利用波浪和裝置產(chǎn)生共振激勵(lì)鐘擺擺動(dòng)的漂浮式太陽(yáng)能波浪復(fù)合發(fā)電裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展,能源需求及能源緊缺已成為共同關(guān)注的課題,由于被人們廣泛使用的煤炭、石油、天然氣、水能、木材等常規(guī)傳統(tǒng)能源隨著消耗而日益減少,人們急需新的能源來(lái)替代這些常規(guī)能源。而海洋中蘊(yùn)藏著十分豐富的能源,這些能源主要包括波浪能、潮汐能、鹽濃度、溫度差等。其中波浪能是海洋中取之不盡、用之不竭的一種可再生能源,而且波浪能具有可再生、儲(chǔ)量大、分布廣等特點(diǎn),因此波浪發(fā)電一直倍受人們重視和關(guān)注。一般的波浪發(fā)電裝置都是固定式的。現(xiàn)有的波浪發(fā)電裝置存在以下缺陷:第一,在遠(yuǎn)海的地方,固定機(jī)架需要較高的成本并且機(jī)架的穩(wěn)定性會(huì)隨著時(shí)間的推移而降低;第二,現(xiàn)有的波浪發(fā)電裝置大多是利用波浪能直接推動(dòng)與發(fā)電主軸連接的部件,由于波浪長(zhǎng)時(shí)間無(wú)間歇的沖擊,該部件在波浪中容易腐蝕;第三,在推動(dòng)的過(guò)程中,波浪和該部件的直接接觸使得該部件的運(yùn)動(dòng)“拖泥帶水”,能量損失較大。第四,沒(méi)有對(duì)波浪發(fā)電裝置放置區(qū)域的太陽(yáng)能進(jìn)行利用。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有波浪發(fā)電裝置存在的上述缺陷,提出了一種漂浮式太陽(yáng)能鐘擺波浪復(fù)合發(fā)電裝置,其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,使用方便,使用壽命長(zhǎng),波浪和裝置在接近共振時(shí)鐘擺擺動(dòng)加強(qiáng),獲能發(fā)電效率高,同時(shí)利用安裝在裝置內(nèi)的太陽(yáng)能光伏板將照射在浮體上的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電能,提高了發(fā)電效率。
[0004]本實(shí)用新型是采用以下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:一種漂浮式太陽(yáng)能共振鐘擺復(fù)合式波浪發(fā)電裝置,包括外殼、獲能裝置、太陽(yáng)能光伏板以及發(fā)電機(jī),其中,所述外殼包括上殼體和下殼體,太陽(yáng)能光伏板設(shè)置在在上殼體的內(nèi)表面,獲能裝置裝置包括擺動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)、支撐板和擺子,上殼體固定于支撐板的上表面,下殼體固定于支撐板的下表面,擺動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)和發(fā)電機(jī)設(shè)置在上殼體與支撐板的上表面形成的封閉空間內(nèi),發(fā)電機(jī)固定在支撐板上,擺子和配重塊設(shè)置在下殼體與支撐板的下表面形成的封閉空間內(nèi),配重塊設(shè)置在下殼體的底部;
[0005]擺動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)包括齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)動(dòng)軸和轉(zhuǎn)動(dòng)塊,齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括齒輪、惰輪和齒圈,齒圈的內(nèi)圈與惰輪相嚙合,惰輪和齒輪相嚙合,齒輪套在轉(zhuǎn)動(dòng)軸上,同時(shí)齒輪與轉(zhuǎn)動(dòng)軸之間設(shè)有單向軸承II,轉(zhuǎn)動(dòng)塊與齒圈固定連接,轉(zhuǎn)動(dòng)塊套在轉(zhuǎn)動(dòng)軸上,轉(zhuǎn)動(dòng)塊和轉(zhuǎn)動(dòng)軸之間設(shè)有單向軸承I,轉(zhuǎn)動(dòng)塊的底端通過(guò)連接板與擺子固定連接,轉(zhuǎn)動(dòng)軸與發(fā)電機(jī)連接。
[0006]本實(shí)用新型中,所述發(fā)電機(jī)及太陽(yáng)能光伏板皆是直流發(fā)電機(jī)。
[0007]所述擺子是具有一定重量的質(zhì)量塊,且擺子質(zhì)量可變,可以通過(guò)改變擺子的質(zhì)量實(shí)現(xiàn)獲能裝置的固有頻率和波浪的頻率的接近,從而在波浪的激振下實(shí)現(xiàn)擺子的大幅度擺動(dòng),提高獲能效率。
[0008]配重塊是質(zhì)量可改變的質(zhì)量塊組合,改變的標(biāo)準(zhǔn)是當(dāng)擺子擺動(dòng)和受到波浪作用時(shí)該裝置能順利復(fù)位。
[0009]該裝置還包括降壓穩(wěn)壓模塊和蓄電池。降壓穩(wěn)壓模塊的輸入端與發(fā)電機(jī)和太陽(yáng)能發(fā)電的輸出端連接,降壓穩(wěn)壓模塊的輸出端與蓄電池連接。
[0010]所述擺子產(chǎn)生的往復(fù)擺動(dòng)在擺動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的作用下實(shí)現(xiàn)向單向轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)變:在波浪沖擊整體裝置的時(shí)候,殼體發(fā)生擺動(dòng),內(nèi)部的擺子不與波浪直接接觸,而與殼體發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng),當(dāng)擺子順時(shí)針擺動(dòng)時(shí),單向軸承I不旋轉(zhuǎn),從而帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)軸順時(shí)針旋轉(zhuǎn),此時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)軸和齒輪之間的單向軸承II處于轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài),齒輪空掛在轉(zhuǎn)動(dòng)軸上,當(dāng)擺子逆時(shí)針擺動(dòng)時(shí),單向軸承I旋轉(zhuǎn),擺子空掛在轉(zhuǎn)動(dòng)軸上,單向軸承II不旋轉(zhuǎn),擺子的擺動(dòng)通過(guò)內(nèi)齒圈和惰輪將運(yùn)動(dòng)傳遞到轉(zhuǎn)動(dòng)軸上,使得轉(zhuǎn)動(dòng)軸順時(shí)針旋轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)動(dòng)軸與發(fā)電機(jī)連接,實(shí)現(xiàn)單方向的轉(zhuǎn)動(dòng),從而實(shí)現(xiàn)發(fā)電。
[0011]本實(shí)用新型的有益效果是:當(dāng)該裝置整體隨著波浪的起伏擺動(dòng)時(shí),內(nèi)部的擺子與整體產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng),在擺動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的作用下,實(shí)現(xiàn)往復(fù)擺動(dòng)向單向運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)換,最終帶動(dòng)發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn),產(chǎn)生電能,與現(xiàn)有的波浪發(fā)電裝置相比,
[0012](I)該裝置內(nèi)部的擺子、擺動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)、發(fā)電機(jī)等部分不直接與波浪接觸,通過(guò)上殼體和下殼體密封,始終處于干態(tài)環(huán)境中,延長(zhǎng)了裝置的工作壽命;
[0013](2)下殼體的設(shè)置使該裝置可以自動(dòng)識(shí)別主波浪的方向,從而使裝置可以自動(dòng)轉(zhuǎn)到工作位置,波浪和裝置在接近共振時(shí)鐘擺擺動(dòng)加強(qiáng),獲能發(fā)電效率高,擺子擺動(dòng)效率,從而提高了該裝置的發(fā)電效率;
[0014](3)該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,無(wú)需安裝其他輔助設(shè)備,放入指定海域即可發(fā)電,安裝成本低;
[0015](4)通過(guò)上殼體內(nèi)表面的光伏板,實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能和波浪的復(fù)合發(fā)電。
【專(zhuān)利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1是本實(shí)用新型的主視圖;
[0017]圖2是本實(shí)用新型中擺動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的左視圖;
[0018]圖3是本實(shí)用新型中擺動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的右視圖。
[0019]圖中:1上殼體;2擺動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu);3發(fā)電機(jī);4下殼體;5配重塊;6擺子;7支撐板;21齒輪;8連接板;22轉(zhuǎn)動(dòng)軸;23單向軸承I ;24惰輪;25內(nèi)齒圈;26單向軸承II ;27轉(zhuǎn)動(dòng)塊;28太陽(yáng)能光伏板。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說(shuō)明。
[0021]圖1至圖3是本實(shí)用新型所述的漂浮式太陽(yáng)能共振鐘擺復(fù)合式波浪發(fā)電裝置,該裝置包括外殼、獲能裝置、太陽(yáng)能光伏板28和發(fā)電機(jī)3,所述外殼包括上殼體I和下殼體4,獲能裝置包括擺子6、擺動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)2和支撐板7。上殼體I固定于支撐板7的上表面,下殼體4固定于支撐板7的下表面,上殼體I與支撐板7的上表面之間形成封閉空間,擺動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)2和發(fā)電機(jī)3設(shè)置在該封閉空間內(nèi),發(fā)電機(jī)3固定在支撐板7上,太陽(yáng)能光伏板28緊貼在上殼體的內(nèi)表面;下殼體4與支撐板7的下表面之間形成封閉空間,擺子6和配重塊5設(shè)置在封閉空間內(nèi),配重塊5設(shè)置在下殼體4的底部。所述的擺動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)2包括齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和轉(zhuǎn)動(dòng)軸22,齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括齒輪21、惰輪24和齒圈25,其中齒圈25的內(nèi)圈設(shè)有內(nèi)齒,并與惰輪24相嚙合;同時(shí)惰輪24和齒輪21之間相嚙合。齒輪21套在轉(zhuǎn)動(dòng)軸22上,同時(shí)齒輪21與轉(zhuǎn)動(dòng)軸22之間設(shè)有單向軸承II 26。轉(zhuǎn)動(dòng)軸22通過(guò)聯(lián)軸器與發(fā)電機(jī)3連接。
[0022]本實(shí)施例中,發(fā)電機(jī)是直流發(fā)電機(jī);配重塊5是質(zhì)量可改變的質(zhì)量塊組合。當(dāng)擺子與整體產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí),配重箱提供的重力與裝置的浮力產(chǎn)生扭矩,使得裝置整體被復(fù)位到平衡位置,讓整體裝置不會(huì)因?yàn)閿[子位置的變化而發(fā)生傾覆;擺子6的質(zhì)量可以根據(jù)波浪的頻率進(jìn)行調(diào)整,使得獲能裝置的的固有頻率接近波浪的頻率,波浪微小的激振實(shí)現(xiàn)擺子的大幅度擺動(dòng),提高獲能效率,共振后發(fā)電效率和發(fā)電量就會(huì)大幅度提升。
[0023]所述擺動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)2還包括轉(zhuǎn)動(dòng)塊27,轉(zhuǎn)動(dòng)塊27與齒圈25固定連接,也可以與齒圈25呈一體式結(jié)構(gòu)。轉(zhuǎn)動(dòng)塊27套在轉(zhuǎn)動(dòng)軸22上,轉(zhuǎn)動(dòng)塊27和轉(zhuǎn)動(dòng)軸22之間設(shè)有單向軸承I 23。轉(zhuǎn)動(dòng)塊27的底端通過(guò)連接板8與擺子6固定連接。連接板8可以與轉(zhuǎn)動(dòng)塊27呈一體式結(jié)構(gòu)。所述擺子6是具有一定重量的質(zhì)量塊,在波浪沖擊整體裝置的時(shí)候,整體發(fā)生擺動(dòng),內(nèi)部的擺子不與波浪直接接觸,而與裝置發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)。
[0024]該裝置還包括降壓穩(wěn)壓模塊和蓄電池。降壓穩(wěn)壓模塊的輸入端與發(fā)電機(jī)以及太陽(yáng)能光伏板的輸出端連接,降壓穩(wěn)壓模塊的輸出端與蓄電池連接。所述降壓穩(wěn)壓模塊作用是將發(fā)電機(jī)和光伏板發(fā)出的不穩(wěn)定電壓穩(wěn)定到蓄電池的充電電壓;蓄電池用于儲(chǔ)存發(fā)電機(jī)發(fā)出的電能。通過(guò)降壓穩(wěn)壓模塊,把發(fā)電機(jī)發(fā)出的直流電穩(wěn)壓到蓄電池的充電電壓,給蓄電池充電。
[0025]利用本裝置發(fā)電的工作過(guò)程如下所述:一方面,該裝置是利用海中的波浪能進(jìn)行鐘擺式發(fā)電,將該裝置放置在波浪中,裝置整體跟隨波浪的起伏開(kāi)始擺動(dòng),根據(jù)牛頓第一定律,在剛開(kāi)始擺動(dòng)時(shí),裝置內(nèi)部的擺子維持原來(lái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)保持不變。隨著時(shí)間的推移,擺子受力后開(kāi)始擺動(dòng)。通過(guò)調(diào)整擺子的質(zhì)量,改變擺子的慣性,從而使得裝置整體和擺子6之間產(chǎn)生最大程度的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)擺子6順時(shí)針擺動(dòng)時(shí),單向軸承123不旋轉(zhuǎn),從而帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)軸22順時(shí)針旋轉(zhuǎn),此時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)軸22和齒輪21之間的單向軸承1126處于轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài),齒輪21空掛在轉(zhuǎn)動(dòng)軸22上;當(dāng)擺子6逆時(shí)針擺動(dòng)時(shí),單向軸承123旋轉(zhuǎn),擺子6空掛在轉(zhuǎn)動(dòng)軸22上,單向軸承Π26不旋轉(zhuǎn),擺子的擺動(dòng)26通過(guò)內(nèi)齒圈25和惰輪24將運(yùn)動(dòng)傳遞到轉(zhuǎn)動(dòng)軸22上,使得轉(zhuǎn)動(dòng)軸22順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)動(dòng)軸22與發(fā)電機(jī)3連接,帶動(dòng)發(fā)電機(jī)3發(fā)出直流電發(fā)電機(jī)3發(fā)出的直流電通過(guò)降壓穩(wěn)壓模塊后,給蓄電池充電。根據(jù)不同海域中波浪的大小和發(fā)電量的要求,可以改變本裝置的大小,以適應(yīng)不同海域和發(fā)電量大小的要求。根據(jù)不同海域波浪頻率的大小,可以調(diào)整配重塊5的質(zhì)量,進(jìn)而改變裝置整體的質(zhì)量,使得裝置的固有頻率接近波浪的頻率,使得擺動(dòng)更加劇烈,提高發(fā)電效率。另一方面,太陽(yáng)能光伏板在太陽(yáng)的照射下產(chǎn)生電流,實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能發(fā)電,利用降壓穩(wěn)壓模塊將波浪發(fā)電和太陽(yáng)能發(fā)電儲(chǔ)存在蓄電池中。
【權(quán)利要求】
1.一種漂浮式太陽(yáng)能共振鐘擺復(fù)合式波浪發(fā)電裝置,包括外殼、獲能裝置、太陽(yáng)能光伏板(28)和發(fā)電機(jī)(3),其特征在于:所述外殼包括透明的上殼體(I)和下殼體(4),太陽(yáng)能光伏板(28)設(shè)置在上殼體的內(nèi)表面,獲能裝置包括換擺子¢)、擺動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)(2)和支撐板(7),上殼體(I)固定于支撐板(7)的上表面,下殼體(4)固定于支撐板(7)的下表面,擺動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)(2)和發(fā)電機(jī)(3)設(shè)置在上殼體(I)與支撐板(7)的上表面形成的封閉空間內(nèi),發(fā)電機(jī)⑶固定在支撐板(7)上,擺子(6)和配重塊(5)設(shè)置在下殼體⑷與支撐板(7)的下表面形成的封閉空間內(nèi),配重塊(5)設(shè)置在下殼體(4)的底部; 擺動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)(2)包括齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)動(dòng)軸(22)和轉(zhuǎn)動(dòng)塊(27),齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括齒輪(21)、惰輪(24)和齒圈(25),齒圈(25)的內(nèi)圈與惰輪(24)相嚙合,惰輪(24)和齒輪(21)相嚙合,齒輪(21)套在轉(zhuǎn)動(dòng)軸(22)上,齒輪(21)與轉(zhuǎn)動(dòng)軸(22)之間設(shè)有單向軸承II (26),轉(zhuǎn)動(dòng)塊(27)與齒圈(25)固定連接,轉(zhuǎn)動(dòng)塊(27)套在轉(zhuǎn)動(dòng)軸(22)上,轉(zhuǎn)動(dòng)塊(27)和轉(zhuǎn)動(dòng)軸(22)之間設(shè)有單向軸承I (23),轉(zhuǎn)動(dòng)塊(27)的底端通過(guò)連接板(8)與擺子(6)固定連接,轉(zhuǎn)動(dòng)軸(22)與發(fā)電機(jī)(3)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的漂浮式太陽(yáng)能共振鐘擺復(fù)合式波浪發(fā)電裝置,其特征在于:所述發(fā)電機(jī)及太陽(yáng)能光伏板是直流發(fā)電機(jī)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的漂浮式太陽(yáng)能共振鐘擺復(fù)合式波浪發(fā)電裝置,其特征在于:配重塊(5)是質(zhì)量可改變的質(zhì)量塊組合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的漂浮式太陽(yáng)能共振鐘擺復(fù)合式波浪發(fā)電裝置,其特征在于:擺子(6)是質(zhì)量可改變的質(zhì)量塊。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的漂浮式太陽(yáng)能共振鐘擺復(fù)合式波浪發(fā)電裝置,其特征在于:該裝置還包括降壓穩(wěn)壓模塊和蓄電池,降壓穩(wěn)壓模塊的輸入端與發(fā)電機(jī)輸出端連接,降壓穩(wěn)壓模塊的輸出端與蓄電池連接。
【文檔編號(hào)】F03B13/14GK203962285SQ201420353766
【公開(kāi)日】2014年11月26日 申請(qǐng)日期:2014年6月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月28日
【發(fā)明者】張慶力, 劉福順, 劉貴杰, 王新寶 申請(qǐng)人:中國(guó)海洋大學(xué)