專利名稱：一種利用波浪發(fā)電的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于利用海洋能發(fā)電的技術(shù)領(lǐng)域浩瀚的海洋蘊藏著巨大的能量，取之不盡，用之不竭，曾有過許多利用海洋能的設(shè)想和具體應(yīng)用，如潮汐發(fā)電、海水溫差發(fā)電等。而貯量最大的能是海洋的波浪能。這就啟發(fā)人們思索如何經(jīng)濟地把波浪能轉(zhuǎn)化為更有用的能源形式如電能。
在本發(fā)明之前，利用波浪能發(fā)電的裝置已得到應(yīng)用，如用于海上的浮標(biāo)燈及已獲得專利的發(fā)明如世界發(fā)明雜志87年第11期第17頁的介紹，6/1985第6期(總第43期第27頁)所介紹的世界專利WO8401603號、WO8402162號等。其發(fā)明的原理是利用周期性的波浪推動類似活塞的氣泵裝置，隨著波浪的沖擊，氣泵上下移動產(chǎn)生高壓氣體，推動透平機實現(xiàn)發(fā)電的目的。
現(xiàn)有利用波浪能發(fā)電的技術(shù)，存有下列不足之處1.對波浪能的采集效率低，對波浪的方向有選擇性;
2.發(fā)電裝置復(fù)雜，造價高;
3.發(fā)電量少，至今僅是千瓦級。
本發(fā)明的目的是提供一種高效采集波浪的方法和結(jié)構(gòu)簡單的發(fā)電裝置，獲得更大的發(fā)電量。
本發(fā)明高效采集波浪能的方法其特征是以水面浮體的擺動慣量為發(fā)電的動力，通過本發(fā)明中的發(fā)電裝置，有效地將水面浮體的擺動慣量轉(zhuǎn)化為扭矩，并耦合到發(fā)電機。高效采集波浪能的方法，是指利用水面浮體在波浪作用下的擺動為發(fā)電的動力。浮體的形狀及吃水深度，應(yīng)滿足其在波浪作用下易擺動，又不翻倒。浮體擺動的能是來自波浪的作用，且浮體處于波浪之中，可以吸收來自各個方向的波浪能。它于現(xiàn)有的技術(shù)相比具有下列優(yōu)點1.對波浪的方向無選擇性;
2.采集波浪能的效率高，因波浪的作用點并不是一個局部的特定裝置，而是浮體的整體;
3.水面浮體是封閉型的，且發(fā)電裝置設(shè)在浮體之內(nèi)，適應(yīng)海上的惡劣環(huán)境。
本發(fā)明的發(fā)電裝置是將在波浪作用下的浮體擺動慣量有效地轉(zhuǎn)化為扭矩并耦合到發(fā)電機主軸。是在如下方式下完成的發(fā)電機主體置于發(fā)電裝置中的萬向節(jié)結(jié)構(gòu)的十字軸之中，發(fā)電裝置與水面浮體中的水平墻板剛性連接。在發(fā)電機的下端配有與其剛性連接的配重桿及重砣，并且重砣在配重桿上的位置可調(diào)，配重砣受地心引力的作用，發(fā)電機可自由地垂吊于墻板下方。把浮體無規(guī)則的擺動變?yōu)榘l(fā)電機作360度的回轉(zhuǎn)運動，這是由控擺連桿實現(xiàn)的，控擺連桿一端連接發(fā)電機上端部的動力輸入軸，另一端于球型支點相連接。故發(fā)電機的上端部受控擺連桿的限制，只能以球型支點為中心為圓心，以萬向節(jié)的十字軸中心為支點作回轉(zhuǎn)運動。同時在控擺連桿的作用下的動力輸入軸發(fā)生自轉(zhuǎn)，是相對于球型支點的行星運動系。即有回轉(zhuǎn)運動的公轉(zhuǎn)，又有自身的自轉(zhuǎn)運動，公轉(zhuǎn)一周，自轉(zhuǎn)一周。又因動力輸入軸是變速及換向機構(gòu)的動力輸入軸，該軸的轉(zhuǎn)動力矩必然通過變速及換向機構(gòu)耦合到發(fā)電機主軸，達(dá)到發(fā)電的目的。因浮體擺動無規(guī)則，至使發(fā)電機的回轉(zhuǎn)也無規(guī)則，為使發(fā)電機主軸方向一致性，通過機構(gòu)中的換向功能實現(xiàn)。發(fā)電機的額定轉(zhuǎn)速由機構(gòu)中的變速比決定，發(fā)電量的大小，取決于浮體的擺動慣量及發(fā)電機下端配重桿的長短和重砣的質(zhì)量大小。
附

圖1是發(fā)電裝置的示意圖發(fā)電裝置由變速及換向機構(gòu)(11)搖擺圈(14)環(huán)型支柱(4)發(fā)電機(5)控擺連桿(9)配重桿(6)配重砣(7)等組成。
變速及換向機構(gòu)(11)與發(fā)電機(5)是一體裝配的。配重桿(6)與發(fā)電機(5)剛性連接。配重砣(7)與配重桿(6)連接且位置可調(diào)。座架(3)與上墻板(2)固定為一體。發(fā)電機(5)的外殼兩側(cè)用肖軸(13)與搖擺圈(14)相連接;使其能繞XX′軸線在搖擺圈內(nèi)前擺動。在與XX′軸成正交的YY′軸線上另有兩根肖軸(12)將搖擺圈(14)與環(huán)型支柱連接起來，使搖擺圈(14)能繞YY′軸左右擺動。控擺連桿(9)一端與變速及換向機構(gòu)的動力輸入軸(10)鉸接，另一端與球型支點(8)連接?？財[連桿(9)的長短取決于發(fā)電機的軸線與座架(3)的垂直中心線的夾角α及有關(guān)尺寸。此結(jié)構(gòu)決定了發(fā)電機(5)上端部在控擺連桿(9)的作用下，只能作以球型支點(8)的中心為圓心，以控擺連桿的長度為半徑作360度的回轉(zhuǎn)運動。同時控擺連桿(9)迫使動力輸入軸(10)做自身的運動。相對球型支點(8)作行星運動，既有回轉(zhuǎn)運動(公轉(zhuǎn))，又有自身的旋轉(zhuǎn)運動(自轉(zhuǎn))。動力輸入軸(10)的轉(zhuǎn)動力矩通過變速及換向機構(gòu)耦合到發(fā)電機(5)的主軸。
選擇球型支點(8)的座標(biāo)時應(yīng)滿足1.如動力輸入軸軸線與發(fā)電機軸線重合，則球型支點的中心線應(yīng)位于座架的中心線上;2.如動力輸入軸軸線與發(fā)電機軸線偏離一個距離α，則球型支點的中心線應(yīng)向同一方向從座架的垂直中心線偏離同等距離α。
權(quán)利要求
1.一種高效采集波浪能的方法，其特征在于水面浮體(1)既是發(fā)電裝置的載體，又是提供波浪能的主體，發(fā)電機的動力是由在波浪作用下浮體(1)擺動慣量提供的。
2.浮體(1)擺動慣量轉(zhuǎn)化為電能的發(fā)電裝置，其特征在于發(fā)電機(5)與浮體(1)是用萬向接頭連接的，在控擺連桿(9)的作用下，發(fā)電機(5)以O(shè)點為支點，以球型支點(8)的中心為圓心，只作360度回轉(zhuǎn)運動。
3.根據(jù)權(quán)利要求1.一種高效采集波浪能的方法，其特征在于浮體的形狀及吃水深度，應(yīng)滿足其在波浪作用下易擺動，又不翻倒。
4.根據(jù)權(quán)利要求2.所述的發(fā)電裝置，其特征在于發(fā)電機(5)軸線與座架(3)的垂直中心線的夾角α，應(yīng)大于浮體(1)可擺動的最大角。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種以水面浮體擺動為發(fā)動力的方法和裝置，是由變速及換向機構(gòu)(11)發(fā)電機(5)搖擺圈(14)環(huán)形支柱(4)控擺連桿(9)重砣(7)等組成?？蓮V泛用于海上航標(biāo)燈及海上作業(yè)動力，照明供電，也可用于浪區(qū)的海岸發(fā)電。
文檔編號F03G7/08GK1086878SQ9211276
公開日1994年5月18日 申請日期1992年11月13日 優(yōu)先權(quán)日1992年11月13日
發(fā)明者祁國英 申請人:祁國英