一種波浪能、風(fēng)能和潮流能組合式發(fā)電裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種海洋能發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種波浪能、風(fēng)能和潮流能組合式發(fā)電裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，能源需求不斷地增加，傳統(tǒng)能源日益短缺，大量的化石原料的使用又引發(fā)了嚴(yán)重的生態(tài)環(huán)境問題，這些已經(jīng)成為全世界關(guān)注的焦點(diǎn)。為了應(yīng)對(duì)能源枯竭和生態(tài)環(huán)境問題，解決能源供應(yīng)在社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中出現(xiàn)的瓶頸問題，尋找可替代的再生能源刻不容緩。
[0003]海洋能是一種蘊(yùn)藏在海洋中的可再生能源，包括溫差能、海流能、波浪能、潮汐能以及海上的風(fēng)能和太陽能等自然資源。其中海洋波浪能在海洋中無處不在，洶涌澎湃的海洋波浪蘊(yùn)藏著極大的能量，波浪能的能流密度最大，可通過較小的裝置提供可觀的廉價(jià)能源。合理開發(fā)并利用海洋波浪發(fā)電，既不消耗任何燃料和資源，又不產(chǎn)生任何污染，投資少，見效快。因此海洋波浪能等可再生能源在許多國(guó)家日益受到重視，尤其是研宄和開發(fā)波浪能發(fā)電技術(shù)。早在1911年世界上第一臺(tái)海洋波浪能發(fā)電裝置研制成功之后，許多國(guó)家都致力于研宄波浪能發(fā)電。20世紀(jì)80年代以來，各國(guó)相繼建成了 20多個(gè)波浪能發(fā)電裝置或電站。但就目前現(xiàn)存海洋能發(fā)電裝置、電站以及海洋能發(fā)電專利而言，大多都嚴(yán)格遵循三級(jí)能量傳遞形式，并最終通過發(fā)電機(jī)完成機(jī)械能到電能的轉(zhuǎn)變。其裝置結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性和發(fā)電機(jī)本身局限性，使裝置發(fā)電效率低且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，并相繼產(chǎn)生制造成本高、安裝困難，后期維修成本和任務(wù)加劇等困難，這些嚴(yán)重制約了海洋能發(fā)電的普遍化、產(chǎn)業(yè)化和規(guī)模化的發(fā)展。因此實(shí)現(xiàn)小型化，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，效率高的海洋能發(fā)電裝置依舊是當(dāng)前各國(guó)研宄和開發(fā)的重點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供一種能量利用最大化的波浪能、風(fēng)能和潮流能的組合式發(fā)電裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)海洋能到電能的一級(jí)轉(zhuǎn)換和裝置自體發(fā)電功能，同時(shí)可為離岸海洋裝備和孤島供電。
[0005]為解決技術(shù)問題，本設(shè)計(jì)發(fā)明技術(shù)方案如下:一種波浪能、風(fēng)能和潮流能組合式發(fā)電裝置，結(jié)構(gòu)包括:風(fēng)力發(fā)電裝置、波浪能發(fā)電裝置、潮流能發(fā)電裝置、浮體和電池組；所述風(fēng)力發(fā)電裝置、波浪能發(fā)電裝置和電池組固定在浮體上，所述潮流能發(fā)電裝置通過一撐桿與浮體相連，且所述風(fēng)力發(fā)電裝置、波浪能發(fā)電裝置、潮流能發(fā)電裝置和電池組均通過導(dǎo)線與固定在浮體上的一逆變整流器電連接；
[0006]所述風(fēng)力發(fā)電裝置由風(fēng)機(jī)、第一傳動(dòng)軸和第一變速箱組成，所述第一變速箱固定在浮體上，且所述第一變速箱內(nèi)安設(shè)有第一換向增速機(jī)構(gòu)以及與第一換向增速機(jī)構(gòu)相連的第一發(fā)電機(jī)，所述第一換向增速機(jī)構(gòu)通過第一傳動(dòng)軸與風(fēng)機(jī)相連。
[0007]根據(jù)本實(shí)用新型的一實(shí)施例，所述潮流能發(fā)電裝置由導(dǎo)流罩、潮流能捕獲裝置、定向超越離合器、齒輪、第二傳動(dòng)軸及第二變速箱組成；所述導(dǎo)流罩通過撐桿連接在浮體的下方，所述第二變速箱通過斜撐桿連接在導(dǎo)流罩上，且所述第二變速箱內(nèi)安設(shè)有第二換向增速機(jī)構(gòu)以及與第二換向增速機(jī)構(gòu)相連的第二發(fā)電機(jī)，所述第二換向增速機(jī)構(gòu)通過第二傳動(dòng)軸與齒輪相連；所述潮流能捕獲裝置由主軸、若干葉輪和若干法蘭片組成，所述主軸貫穿導(dǎo)流罩，所述撐桿固定在主軸上，所述若干葉輪通過若干法蘭片連接在導(dǎo)流罩內(nèi)的主軸上；所述齒輪與定向超越離合器相配合，所述定向超越離合器安裝在主軸上。
[0008]根據(jù)本實(shí)用新型的一實(shí)施例，所述導(dǎo)流罩為左右對(duì)稱的喇叭狀結(jié)構(gòu)，所述左右對(duì)稱的喇叭狀結(jié)構(gòu)之間通過空心矩形相連通，所述法蘭和葉輪設(shè)置在空心矩形內(nèi)部。
[0009]根據(jù)本實(shí)用新型的一實(shí)施例，所述波浪能發(fā)電裝置包括直線發(fā)電機(jī)和彈簧，所述直線發(fā)電機(jī)通過彈簧固定在浮體上。
[0010]根據(jù)本實(shí)用新型的一實(shí)施例，所述直線發(fā)電機(jī)由定子、動(dòng)子和繞組組成，所述動(dòng)子底部固定在浮體上，所述定子一端通過彈簧與浮體相連，所述繞組設(shè)置在定子內(nèi)，且纏繞在動(dòng)子上。
[0011]根據(jù)本實(shí)用新型的一實(shí)施例，所述第一換向增速機(jī)構(gòu)包括第一錐齒輪、與第一錐齒輪相嚙合的第一傳動(dòng)齒輪、與第一錐齒輪通過第一連接軸相連的第一大圓柱齒輪以及與第一大圓柱齒輪相嚙合的第一小圓柱齒輪，所述第一錐齒輪通過第一傳動(dòng)齒輪與第一傳動(dòng)軸相連，所述第一傳動(dòng)軸一端伸出第一變速箱后與風(fēng)機(jī)連接，所述第一小圓柱齒輪與第一發(fā)電機(jī)傳動(dòng)連接。
[0012]根據(jù)本實(shí)用新型的一實(shí)施例，所述第二換向增速機(jī)構(gòu)包括第二錐齒輪、與第二錐齒輪相嚙合的第二傳動(dòng)齒輪、與第二傳動(dòng)齒輪通過第二連接軸連接的第二大圓柱齒輪以及與第二大圓柱齒輪相嚙合的第二小圓柱齒輪，所述第二錐齒輪固定在第二傳動(dòng)軸上，所述第二傳動(dòng)軸一端伸出第二變速箱后與齒輪連接，所述第二小圓柱齒輪與第二發(fā)電機(jī)傳動(dòng)連接。
[0013]根據(jù)本實(shí)用新型的一實(shí)施例，所述浮體為扁平的圓柱形結(jié)構(gòu)，其外邊緣為弧形。
[0014]根據(jù)本實(shí)用新型的一實(shí)施例，所述組合式發(fā)電裝置還包含有安裝在浮體上的衛(wèi)星傳感裝置和扭矩傳感器，所述扭矩傳感器與主軸傳動(dòng)連接。
[0015]根據(jù)本實(shí)用新型的一實(shí)施例，所述若干個(gè)葉輪形成圓環(huán)形結(jié)構(gòu)。
[0016]本實(shí)用新型的有益效果:本實(shí)用新型通過對(duì)波浪能、風(fēng)能及潮流能的捕捉，經(jīng)過整流送到電池組，或者直接供浮標(biāo)、海底增壓器等負(fù)載使用，實(shí)現(xiàn)波浪能、風(fēng)能及潮流能到電能的能量轉(zhuǎn)變，由于本實(shí)用新型組合式發(fā)電裝置是對(duì)海洋中三種能量進(jìn)行吸收，具有海洋能利用率高、體積小、成本低、獨(dú)立、可持續(xù)穩(wěn)定發(fā)電和建設(shè)簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)可為離岸海洋裝備和孤島供電。
【附圖說明】
[0017]圖1為本實(shí)用新型波浪能、風(fēng)能和潮流能組合式發(fā)電裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖2為本實(shí)用新型波浪能、風(fēng)能和潮流能組合式發(fā)電裝置另一角度結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖3為本實(shí)用新型圖1的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖4為本實(shí)用新型第一換向增速機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖5為本實(shí)用新型潮流能捕獲裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖6為本實(shí)用新型第二換向增速機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖7為本實(shí)用新型扭矩傳感器連接結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]附圖標(biāo)記說明:1-風(fēng)力發(fā)電裝置；11-第一換向增速機(jī)構(gòu)；111-第一錐齒輪；112-第一傳動(dòng)齒輪；113_第一連接軸；114_第一大圓柱齒輪；115_第一小圓柱齒輪；12_第一傳動(dòng)軸；13-第一變速箱；14-第一發(fā)電機(jī)；15_風(fēng)機(jī)；2_潮流能發(fā)電裝置；20_潮流能捕獲裝置；201-主軸；202-葉輪；203_法蘭片；21_第二換向增速機(jī)構(gòu)；211_第二錐齒輪；212-第二傳動(dòng)齒輪；213_第二連接軸；214_第二大圓柱齒輪；215_第二小圓柱齒輪；22_第二傳動(dòng)軸；23_第二變速箱；24_第二發(fā)電機(jī)；25_導(dǎo)流罩；26_定向超越離合器；27_齒輪；28-斜撐桿；3-波浪能發(fā)電裝置；30-直線發(fā)電機(jī)；301-定子；302-動(dòng)子；303-繞組；31_彈簧；4_浮體；5_逆變整流器；6_電池組；7_導(dǎo)線；8_扭矩傳感器；80_轉(zhuǎn)軸；81_錐齒輪；82-錐齒輪；9_衛(wèi)星傳感器；10_撐桿。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的較佳實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)闡述，以使本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和特征能更易于被本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，從而對(duì)本實(shí)用新型的保護(hù)范圍做出更為清楚明確的界定。
[0026]請(qǐng)參閱圖1、圖2及圖3所示，本實(shí)用新型一種波浪能、風(fēng)能和潮流能組合式發(fā)電裝置，包括風(fēng)力發(fā)電裝置1、潮流能發(fā)電裝置2、波浪能發(fā)電裝置3、浮體4、逆變整流器5、電池組6、扭矩傳感器8和衛(wèi)星傳感裝置9。
[0027]所述浮體4為扁平的圓柱形結(jié)構(gòu)，其周圍邊緣為弧形。所述風(fēng)力發(fā)電裝置1、波浪能發(fā)電裝置3、扭矩傳感器8和衛(wèi)星傳感裝置9均固定在該浮體4上方，由于浮體4的扁平結(jié)構(gòu)，便于風(fēng)力發(fā)電裝置1、波浪能發(fā)電裝置3、扭矩傳感器8和衛(wèi)星傳感裝置9的放置和固定。所述潮流能發(fā)電裝置2通過撐桿10與浮體4相連，且所述風(fēng)力發(fā)電裝置1、波浪能發(fā)電裝置3、潮流能發(fā)電裝置2和電池組6均通過導(dǎo)線7與固定在浮體4上的逆變整流器5電連接。
[0028]所述風(fēng)力發(fā)電裝置I由風(fēng)機(jī)15、第一傳動(dòng)軸12和第一變速箱13組成，所述第一變速箱13固定在浮體4的上面，且所述第一變速箱13內(nèi)安設(shè)有第一換向增速機(jī)構(gòu)11及第一發(fā)電機(jī)14。
[0029]如圖4所示，所述第一換向增速機(jī)構(gòu)11由第一錐齒輪111、第一傳動(dòng)齒輪112、第一連接軸113、第一大圓柱齒輪114及第一小圓柱齒輪115組成。
[0030]所述第一錐齒輪111通過第一連接軸113與第一大圓柱齒輪114相連，所述第一大圓柱齒輪114與第一小圓柱齒輪115相嗤合。所述第一小圓柱齒輪115與第一發(fā)電機(jī)14傳動(dòng)連接。所述第一傳動(dòng)齒輪112固定在第一傳動(dòng)軸12上，且所述第一錐齒輪111與第一傳動(dòng)齒輪112相嚙合，所述第一傳動(dòng)軸12穿出第一變速箱13后與風(fēng)機(jī)15連接。工作時(shí)，通過風(fēng)機(jī)15收集風(fēng)能，帶動(dòng)與風(fēng)機(jī)15相連的第一傳動(dòng)軸12轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使第一傳動(dòng)軸12上的第一傳動(dòng)齒輪112轉(zhuǎn)動(dòng)，使與第一傳動(dòng)齒輪112相嚙合的第一錐齒輪111傳動(dòng)，并由第一錐齒輪111實(shí)現(xiàn)換向，通過第一連接軸113到達(dá)第一大圓柱齒輪114，并由第一大圓柱齒輪114和第一小圓柱齒輪115的直徑比實(shí)現(xiàn)增速，第一小圓柱齒輪115與第一發(fā)電機(jī)14傳動(dòng)相連進(jìn)行發(fā)電。
[0031]所述潮流能發(fā)電裝置2由潮流能捕獲裝置21、導(dǎo)流罩25、第二傳動(dòng)軸22、第二變速箱23、定向超越離合器26及齒輪27組成。
[0032]所述導(dǎo)流罩25為左右對(duì)稱的喇叭狀結(jié)構(gòu)，所述左右對(duì)稱的喇叭狀結(jié)構(gòu)之間通過空心矩形相連通。
[0033]如圖5所示，所述潮流能捕獲裝置20由主軸201、五個(gè)葉輪202和兩個(gè)法蘭片203組成，所述主軸201貫穿導(dǎo)流罩25，所述法蘭片203和葉輪202設(shè)置在導(dǎo)流罩25的空心矩形內(nèi)部，所述撐桿10固定在主軸201上，且撐桿10置于在導(dǎo)流罩