本發(fā)明涉及新能源技術領域,具體是一種橫向轉動式波浪發(fā)電設備。
背景技術:
大海中的波浪永不停歇的上下翻滾。利用波浪中貯存的勢能來發(fā)電,既不受天氣狀況限制,也不受時間限制,可以永久性的進行發(fā)電,對于海岸線漫長、域內海洋面積廣闊的中國來說,具有特別的優(yōu)勢。中國專利文獻CN104564505A,于2013年10月22日公開了“一種葉板滾筒式海浪發(fā)電機”,設置正五邊形滾筒浮箱,在正五邊形滾筒浮箱的外圍五個角上對應設置葉板,共有5個葉板與正五邊形滾筒浮箱剛性連接,在五邊形滾筒浮箱的左側板與右側板的中心設置中心軸孔對,永磁發(fā)電機的永磁發(fā)電機左軸與右軸固定安裝在中心軸孔對上,永磁發(fā)電機的外殼剛性連接連桿,連桿下端剛性連接發(fā)電擺箱,在發(fā)電擺箱中依次設置有整流器、蓄電瓶與交流逆變器,在左錨鏈與右錨鏈的牽扯下,海浪推動正五邊形滾筒浮箱的葉板,使正五邊形滾筒浮箱發(fā)生轉動,在重力作用下發(fā)電擺箱擺動,永磁發(fā)電機轉動發(fā)電,經(jīng)連接電纜連接到整流器中,整流為直流電再連接到蓄電瓶中存儲,后經(jīng)交流逆變器轉換為交流電經(jīng)輸出電能。該技術方案的轉動部分重量較大,在較小的波浪下難以推動旋轉,發(fā)電臨界點較高;僅利用了波浪的單向動能,利用效率不高。
技術實現(xiàn)要素:
本發(fā)明需要解決的技術問題是,現(xiàn)有波浪發(fā)電設備的發(fā)電效率比較低,從而提供一種擁有較高發(fā)電效率的橫向轉動式波浪發(fā)電設備。
為了實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明采用如下技術方案:一種橫向轉動式波浪發(fā)電設備,包括固定于水底的基座,基座上設有可繞軸橫向轉動的擺頁,所述基座上豎直的設有左立柱和右立柱,左立柱上水平可轉動的設有左半軸,右立柱上水平可轉動的設有右半軸,該兩個半軸的軸線重合;所述擺頁為剛性薄板,其厚度方向截面形狀為英文字母“C”形,兩端部通過棘輪結構可單向轉動的套接在左半軸和右半軸上,且所述擺頁的質點位于該兩個半軸軸線的水平位置以下;左立柱和右立柱的端部以橫梁橫跨連接,發(fā)電機以發(fā)電機轉軸的軸線豎直的方向固定在橫梁上;橫梁上還設有主傳動齒輪固定架,將主傳動齒輪以齒輪軸的軸線豎直的方向可轉動的固定在發(fā)電機轉軸下方,且主傳動齒輪的齒輪軸與發(fā)電機轉軸軸向連接;所述主傳動齒輪為圓錐齒輪;所述左半軸的右側端軸向的設有左傳動齒輪,右半軸的左側端軸向的設有右傳動齒輪,左傳動齒輪與右傳動齒輪均為圓錐齒輪,且該兩個傳動齒輪均與主傳動齒輪嚙合。
本技術方案設計了一個可以在橫向轉動的擺頁,擺頁被固定在同軸線的左右兩個半軸上,可以繞半軸的軸線往復擺動,用來捕捉波浪的能量。擺頁的擺動帶動兩個半軸的轉動,半軸的內側端各設有一個傳動齒輪,該兩個傳動齒輪與主傳動齒輪均為圓錐齒輪,構成一個圓錐齒輪系統(tǒng),兩個傳動齒輪均與主傳動齒輪嚙合,在擺頁轉動時推動主傳動齒輪向一個方向轉動,主傳動齒輪與發(fā)電機轉軸軸向連接,推動發(fā)電機轉軸轉動,實現(xiàn)發(fā)電。為了提高發(fā)電效率,本方案中為兩個半軸上各設計了一個棘輪結構,擺頁在擺動時,始終有一側的半軸受到擺頁的推動產(chǎn)生旋轉,對應在主傳動齒輪上,就是無論擺頁向哪里擺動,主傳動齒輪都能受到兩個傳動齒輪之一的推動,產(chǎn)生轉動。經(jīng)過這樣的設計,無論波浪來自什么方向,只要能將擺頁推動至擺動起來,就能實現(xiàn)發(fā)電,能量利用效率更高
作為優(yōu)選,所述第一傳動齒輪的齒輪軸的端部設有軸向的盲孔,發(fā)電機轉軸間隙的套接在該盲孔內,且發(fā)電機轉軸與盲孔內壁之間以卷簧連接。擺頁擺動至兩個折返點時,會出現(xiàn)主傳動齒輪間歇的停轉,本方案使用卷簧連接主傳動齒輪的齒輪軸與發(fā)電機轉軸,將這種間歇式的轉動轉化為更為均勻的轉動,有助于發(fā)電機穩(wěn)定工作,提升發(fā)電效率。另一方面,在水面波浪較大的惡劣環(huán)境下,以卷簧作為力傳遞的中介,可以保護發(fā)電機。
作為優(yōu)選,所述基座在半軸軸向上的橫截面的端部與所述擺頁的橫截面的底部間隙適配。本方案將基座頂端與擺頁下端之間設計為間隙配合,可以更好的將波浪的能量集中到擺頁上,增加可供利用的波浪能量。
作為優(yōu)選,所述基座在半軸軸向上的橫截面的外輪廓為弧線或光滑過渡的多段弧線。本方案對基座迎向波浪的一面設計成表面光滑的斜面,可以減少波浪在基座上消耗能量,增大涌起的波浪攜帶的能量,進而增加可供利用的波浪能量。
綜上所述,本發(fā)明的有益效果是:擁有較高傳動效率。
附圖說明
圖1是本發(fā)明的一種側視結構示意圖,
圖2是圖1的正視圖,
圖3本發(fā)明處于使用狀態(tài)時的示意圖。
其中:1擺頁,2基座,3發(fā)電機,4左立柱,5右立柱,6左半軸,7右半軸,8棘輪結構,9橫梁,10主傳動齒輪固定架,11主傳動齒輪,12左傳動齒輪,13右傳動齒輪,14卷簧,15波浪。
具體實施方式
下面結合附圖與具體實施方式對本發(fā)明做進一步的描述。
如圖1所示的實施例,為一種橫向轉動式波浪發(fā)電設備,包括在水面下設有錨定的基座2,基座的長度方向垂直于波浪在水面上移動的方向,基座的橫截面的外輪廓為若干光滑過渡的圓弧。
如圖2所示,基座在長度方向的兩端上分別設有左立柱4和右立柱5,左立柱上水平可轉動的設有左半軸6,右立柱上水平可轉動的設有右半軸7,該兩個半軸的軸線重合;在左半軸和右半軸上可轉動的套接有擺頁1,擺頁為剛性薄板,本例選用的是PVC板,擺頁厚度方向截面形狀為英文字母“C”形,“C”形兩端部套接在左半軸和右半軸上。每個半軸上均設置有棘輪齒外凸的棘輪,擺頁的套接區(qū)域相應的設置有棘輪齒內凸的棘輪,兩個棘輪匹配的套接在一起構成一組棘輪組,左右兩側共兩組棘輪組,使擺頁在繞半軸任意擺動時,可以推動兩半軸的其中之一轉動,同時又不會受到另一側棘輪組的限制。擺頁的質點位于該兩個半軸軸線的水平位置以下,靠近水平面的位置。左立柱和右立柱的端部以橫梁9橫跨連接,發(fā)電機3固定在橫梁上,發(fā)電機轉軸向下設置,軸線方向豎直;橫梁上還設有主傳動齒輪固定架10,將主傳動齒輪11以齒輪軸的軸線豎直的方向可轉動的固定在發(fā)電機轉軸下方;主傳動齒輪為圓錐齒輪。左半軸的右側端軸向的設有左傳動齒輪12,右半軸的左側端軸向的設有右傳動齒輪13,左傳動齒輪與右傳動齒輪均為圓錐齒輪,且該兩個傳動齒輪均與主傳動齒輪嚙合。基座的端部與擺頁的底部之間僅留下細小的間隙,以更好的將波浪的能量集中到擺頁上,增加可供利用的波浪能量。主傳動齒輪的齒輪軸下端設有軸向的盲孔,發(fā)電機轉軸間隙的套接在該盲孔內,且發(fā)電機轉軸與盲孔內壁之間以卷簧14連接。
本例的一種橫向轉動式波浪發(fā)電設備,可以被放置在淺海海浪幅度穩(wěn)定的海區(qū),基座置于海底,擺頁所處的高度與波浪15的高度適配。如圖3所示,當波浪的波峰部分由左至右運動,拍打到擺頁時,擺頁繞半軸的軸線向右上擺動,兩個半軸中的其中一側被擺頁帶動發(fā)生旋轉,該側的傳動齒輪轉動,推動豎直的主傳動齒輪向一個方向轉動,進而帶動發(fā)電機轉軸轉動,從而實現(xiàn)發(fā)電。當擺頁處于波浪的波谷部分時,受重力影響,擺頁由右上方向左下方回擺,帶動另一側的半軸轉動,另一側的傳動齒輪轉動,推動豎直的主傳動齒輪向同一個方向轉動,進而帶動發(fā)電機轉軸轉動,從而實現(xiàn)發(fā)電。擺頁受波浪推動,在波峰波谷之間不斷的往復擺動,就不斷的推動主傳動齒輪轉動,并通過卷簧穩(wěn)定的將扭矩傳遞給發(fā)電機轉軸,實現(xiàn)持續(xù)的發(fā)電。