專利名稱：浮力差式自平衡雙浮體海浪發(fā)電方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
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本發(fā)明涉及是一種浮力差式自平衡雙浮體海浪發(fā)電方法及裝置。 技術(shù)背景
能源是人類賴以生存和發(fā)展的重要資源，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民的生活的提高， 首先要靠能源的發(fā)展。遼闊的海洋，蘊(yùn)藏著無限的能源，其廉價(jià)的可利用前景 不斷誘使人們努力探索。至今已研究出許多種潮汐發(fā)電、海浪發(fā)電、海水溫差 發(fā)電、鹽梯度發(fā)電，洋流發(fā)電等可利用海洋能源的裝置。但其中在發(fā)電效率、 經(jīng)濟(jì)效益和安全性上均使人滿意的裝置和技術(shù)還沒有。 發(fā)明內(nèi)容-
本發(fā)明將提供一種在發(fā)電效率、經(jīng)濟(jì)效益和安全性上均使人滿意，而且裝 置的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維護(hù)方便、制造成本低和使用壽命長(zhǎng)的浮力差式自平衡雙浮體 海浪發(fā)電方法及裝置。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)其發(fā)電原理的技術(shù)方案是這樣的，即提供一 種浮力差式自平衡雙浮體海浪發(fā)電方法，其特征在于所說的海浪發(fā)電方法的步 驟是，按所需要的發(fā)電功率和發(fā)電裝置的重量計(jì)算并設(shè)計(jì)大浮體和小浮體的體 積，小浮體全部浸入海水，其浮力與大浮體的侵入海水部分的浮力要平衡，小 浮體的浮力成為整個(gè)發(fā)電系統(tǒng)的自平衡浮力，由發(fā)電功率的大小和結(jié)構(gòu)重量等 因素來決定大浮休末被水浸沒部分的體積，由大浮體未被海水浸沒部分產(chǎn)生浮力差，波浪向上涌大浮體被海水浸沒部分的浮力將使大浮體升高小浮體下降， 大浮體上升的浮力成為驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)的動(dòng)力，當(dāng)波浪下降時(shí)大浮體靠自重下降， 同時(shí)小浮體上升，此時(shí)大浮體的下降的重力和小浮體上升的浮力成為驅(qū)動(dòng)發(fā)電 機(jī)的動(dòng)力，海浪上涌和下降時(shí)產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)力將通過絞盤上的動(dòng)力繩索來驅(qū)動(dòng)發(fā) 電機(jī)，海浪上涌和下降時(shí)產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)力的方向相反，即絞盤的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反， 對(duì)此采用樸承鎬的"主動(dòng)軸擺動(dòng)變?yōu)楸粍?dòng)軸單向旋轉(zhuǎn)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)"
(ZL0122356.6)的專利技術(shù)來設(shè)計(jì)的雙向變單向增速器來實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)驅(qū)動(dòng)軸始 終向一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)，這樣就可以獲得設(shè)計(jì)所要求功率的發(fā)電量，根據(jù)漲潮落潮 的高度和正常發(fā)電所需的高度來計(jì)算出小浮體底面到固定錨座上定滑輪之間的 距離，使大浮體始終漂在海面上。
本發(fā)明還提供一種用于實(shí)施上述發(fā)電方法的裝置，它是由固定錨座、定滑 輪、小浮體、大浮體、大浮體蓋、發(fā)電機(jī)、雙向變單向增速箱、絞盤、絞盤防 水罩、配電箱、配重、導(dǎo)論、動(dòng)力繩索、聯(lián)軸器、安全離合器、飛輪、絞盤驅(qū) 動(dòng)軸和發(fā)電機(jī)驅(qū)動(dòng)軸等構(gòu)成，大浮體和小浮體用動(dòng)力繩索連接并固定在海床上 的固定錨座上，大浮體和小浮體可隨海浪上下移動(dòng)。
本發(fā)明的有益效果，其一是與現(xiàn)今所有海浪發(fā)電方法比較發(fā)電效率高，二 是發(fā)電裝置的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維護(hù)方便、使用壽命長(zhǎng)和安全可靠，三是制造成本低， 四是放置裝置的海床范圍廣、發(fā)電不會(huì)受潮汐的影響，五是該裝置根據(jù)發(fā)電功率的要求可以設(shè)計(jì)成大小不等的體積，可在海面上單獨(dú)設(shè)置、也可以多臺(tái)聯(lián)網(wǎng) 設(shè)置，六是該裝置可作為航標(biāo)燈等海洋儀器設(shè)備供電、也可以通過電纜輸送到 海島或沿岸并網(wǎng)供電，其應(yīng)用領(lǐng)域很廣。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明詳細(xì)說明，其中
圖1是本發(fā)明實(shí)施例裝置 示意的前視圖，圖1中l(wèi).固定錨座、2.定滑輪、3.小浮體、4.大浮體、5.大浮體 蓋、6.發(fā)電機(jī)、7.雙向變單向增速箱、8.絞盤、9.絞盤防水罩、IO.配電箱、11.配 重、12.導(dǎo)輪、13.動(dòng)力繩索。
圖2是本發(fā)明實(shí)施例裝置示意的俯視圖，圖中14.聯(lián)軸器、15.安全離合器、 16.飛輪。
圖3是本發(fā)明實(shí)施例裝置示意的雙向變單向增速機(jī)構(gòu)圖。圖中17.絞盤驅(qū)動(dòng) 軸、18.發(fā)電機(jī)驅(qū)動(dòng)軸。
大浮體(4)和小浮體(3)通過絞盤(8)用動(dòng)力繩索(13)連接，并把動(dòng) 力繩索(13)固定在海床上的固定錨座(1)上。
具體實(shí)施方案
本發(fā)明要根據(jù)所選擇海域的海浪特性的具體數(shù)據(jù)和所需發(fā)電功率，確定大
浮體(4)和小浮體(3)的體積，根據(jù)海底的深度和潮漲潮落的高度，確定動(dòng) 力繩索(13)的長(zhǎng)度。小浮體(3)全部浸入海水的浮力與大浮體的侵入海水部分的浮力要平衡，而小浮體(3)的浮力成為整個(gè)發(fā)電系統(tǒng)的自平衡浮力。根據(jù) 發(fā)電功率的大小和構(gòu)件的重量、大浮體(4)的自重等因素來決定大浮體(4) 的未被水浸沒部分的體積，由大浮體(4)未被海水浸沒部分產(chǎn)生浮力差，海浪 上涌時(shí)大浮體(4)被海水浸沒部分的浮力差將使大浮體升高，小浮體(3)下 降，大浮體(4)上升的浮力差成為驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)的動(dòng)力，當(dāng)海浪下降時(shí)大浮體(4) 靠自重下降，同時(shí)小浮體(3)上升，此時(shí)大浮體(4)的下降的重力和小浮體 (3)上升的浮力成為驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)的動(dòng)力。海浪上涌和下降時(shí)產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)力將通 過絞盤(8)上的動(dòng)力繩索(13)來驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)，海浪上涌和下降時(shí)產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng) 力的方向相反，即絞盤(8)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反，對(duì)此采用"主動(dòng)軸擺動(dòng)變?yōu)楸?動(dòng)軸單向旋轉(zhuǎn)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)"(ZL0122356.6)專利技術(shù)的雙向變單向增速器(7) 可實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)軸始終向一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)，即可實(shí)現(xiàn)絞盤驅(qū)動(dòng)軸(17)雙向旋轉(zhuǎn)變 為發(fā)電機(jī)驅(qū)動(dòng)軸(18)始終向一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)。這樣就可以獲得設(shè)計(jì)所要求功率 的發(fā)電量。根據(jù)漲潮落潮的高度和正常發(fā)電所需的高度來計(jì)算出小浮體(3)底 面到固定錨座(1)上定滑輪(2)之間的距離，使大浮體(4)始終漂在海面上。 配電箱(10)中的配電系統(tǒng)起到整流濾波提供平穩(wěn)電能的作用。大浮體(4)和 小浮體(3)通過絞盤(8)用動(dòng)力繩索(13)連接，并把動(dòng)力繩索(13)固定 在海床上的固定錨座(1)上。
權(quán)利要求
1.一種浮力差式自平衡雙浮體海浪發(fā)電方法，包括一個(gè)漂浮在海面上的大浮體(4)的浮力與全部浸沒在海水中的小浮體(3)的浮力要平衡，而小浮體(3)的浮力成為整個(gè)發(fā)電系統(tǒng)的自平衡浮力，根據(jù)發(fā)電功率的大小、構(gòu)件的重量和大浮體(4)的自重等因素來決定大浮體(4)末被海水浸沒部分的體積，由未被海水浸沒部分產(chǎn)生浮力差，海浪上涌時(shí)大浮體(4)被海水浸沒部分的浮力差將使大浮體升高，小浮體(3)下降，大浮體(4)上升的浮力差成為驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)的動(dòng)力，當(dāng)海浪下降時(shí)大浮體(4)靠自重下降，同時(shí)小浮體(3)向上升，此時(shí)大浮體(4)下降的重力和小浮體上升的浮力成為驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)的動(dòng)力。海浪上涌和下降時(shí)產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)力使絞盤(8)轉(zhuǎn)動(dòng)的方向相反，對(duì)此采用“主動(dòng)軸擺動(dòng)變?yōu)楸粍?dòng)軸單向旋轉(zhuǎn)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)”(ZL0122356.6)的專利技術(shù)來設(shè)計(jì)的雙向變單向增速器(7)使絞盤驅(qū)動(dòng)軸(17)雙向旋轉(zhuǎn)變?yōu)榘l(fā)電機(jī)驅(qū)動(dòng)軸(18)始終向一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)，這樣就可以獲得設(shè)計(jì)所要求功率的發(fā)電量。根據(jù)漲潮落潮的高度和正常發(fā)電所需的高度來計(jì)算出小浮體(3)底面到固定錨座(1)上定滑輪(2)之間的距離，使大浮體(4)始終漂在海面上。配電箱(10)中的配電系統(tǒng)起到整流濾波提供平穩(wěn)的電能的作用。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)電方法的裝置，其特征在于它是由固定錨座(1 )、 定滑輪(2)、小浮體(3)、大浮體(4)、大浮體蓋(5)、發(fā)電機(jī)(6)、雙向變 單向增速箱(7)、絞盤(8)、絞盤防水罩(9)、配電箱(10)、配重(11)、導(dǎo)輪(12)、動(dòng)力繩素(13)、聯(lián)軸器(14)、安全離合器(15)、飛輪(16)、絞盤 驅(qū)動(dòng)軸(17)、發(fā)電機(jī)驅(qū)動(dòng)軸(18)等構(gòu)成，大浮體(4)和小浮體(3)通過絞 盤(8)用動(dòng)力繩素(13)連接，并把動(dòng)力繩索(13)固定在海床上的固定錨座 (1)上。
3.如權(quán)利要求1所述浮力差式自平衡雙浮體海浪發(fā)電裝置，其特征在于它 的雙向變單向增速器(7)是采用樸承鎬的"主動(dòng)軸擺動(dòng)變?yōu)楸粍?dòng)軸單向旋轉(zhuǎn)的 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)"(ZL0122356.6)的專利技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。
全文摘要
本發(fā)明是一種浮力差式自平衡雙浮體海浪發(fā)電方法及裝置。該裝置由發(fā)電組件、飛輪、絞盤組件、雙向變單向增速器、大小雙浮體、動(dòng)力繩索和海底固定錨座等構(gòu)成。大小雙浮體浮力自平衡的條件下，海浪上涌時(shí)大小浮體的浮力差和海浪下降時(shí)大浮體的重力與小浮體的浮力，使絞盤上的動(dòng)力繩索上下相反方向移動(dòng)，而雙向變單向增速器使發(fā)電機(jī)軸始終向一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)發(fā)電。絞盤上纏繞的動(dòng)力繩索使大浮體在漲潮落潮時(shí)始終漂在海面上，飛輪的慣性儲(chǔ)能使輸出能量均勻。該裝置在海浪上下波動(dòng)周期內(nèi)都可發(fā)電，能量轉(zhuǎn)換效率高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維護(hù)方便和制造成本低，能安全可靠經(jīng)濟(jì)地獲得要求的發(fā)電量，與常規(guī)耗能型發(fā)電方法和其他海浪發(fā)電方法相比有很好的發(fā)展前景。
文檔編號(hào)F03B13/16GK101586520SQ200810050740
公開日2009年11月25日 申請(qǐng)日期2008年5月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月22日
發(fā)明者于正林, 孫亞楚, 斌 曹, 曹建國(guó), 樸承鎬, 李浩嘉, 洋 軒 申請(qǐng)人:長(zhǎng)春理工大學(xué);樸承鎬