專利名稱：太陽能、波浪能、風(fēng)能綜合發(fā)電塢的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及發(fā)電塢，特別涉及一種用于海洋上的綜合發(fā)電塢。
背景技術(shù)：
浩搟的海洋上蘊(yùn)藏著豐富的能源，包括太陽能、風(fēng)能、波浪能，這些 能源都是無污染的可再生能源，如何開發(fā)和利用這些能源有著重要意義。
海洋上的波浪是由于月球的引力和地球的自轉(zhuǎn)作用形成的，無論晝夜， 波浪總是不斷地一浪接一浪地向海岸推進(jìn)，推進(jìn)過程中，波浪上下起伏， 產(chǎn)生巨大的能量，這就是波浪能，俗話說，無風(fēng)三尺浪，波浪能是一種取 之不盡，用之不歇的新能源，如何高效地利用波浪能， 一直是一個尚未解 決的問題。
目前，國內(nèi)外設(shè)計的波浪能發(fā)電裝置可以歸納為氣動式、液動式和水
庫式三類，氣動式必須要采用價格較昂貴的空氣渦輪機(jī)；液動式除要采用 液壓發(fā)電機(jī)外，還存在機(jī)器部件較復(fù)雜、材料要求高、機(jī)體受海水腐蝕等 不足；水庫式最突出的缺點(diǎn)是需建筑一個較大的蓄水庫，投資費(fèi)用昂貴。 氣動式、液動式的波浪能發(fā)電裝置是通過活動部分壓縮(驅(qū)動)油、水等 中間介質(zhì)，通過中間介質(zhì)推動發(fā)電機(jī)發(fā)電；水庫式波浪能發(fā)電裝置是一種 岸基式的設(shè)施，利用引波堤和收縮水道將波浪引入高位水庫形成水位差， 利用水位差驅(qū)動水輪發(fā)電機(jī)組發(fā)電。這三種類型的波浪能發(fā)電裝置有一個 共同的問題，就是在波浪能轉(zhuǎn)換成電能的過程中，中間環(huán)節(jié)多，轉(zhuǎn)換效率 較低，發(fā)電裝置受波浪影響較大，電力輸出波動性大，影響了波浪能大規(guī) 模開發(fā)利用。

實(shí)用新型內(nèi)容
為解決上述問題，本實(shí)用新型目的是提供一種太陽能、波浪能、風(fēng)能 綜合發(fā)電塢，設(shè)備簡單，主要零部件都不與海水接觸，不受海水腐蝕，無 論海浪高低，波動周期長短，都能高效、安全、可靠地發(fā)電。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案
一種太陽能、波浪能、風(fēng)能綜合發(fā)電塢，包括支架和儲能發(fā)電裝置，支架底端左、右兩側(cè)固接有浮塢，支架頂部設(shè)置有平臺，其特征是
所述儲能發(fā)電裝置由發(fā)電機(jī)和多個波浪能轉(zhuǎn)換單元組成，每個波浪能 轉(zhuǎn)換單元由滾筒、主軸、棘輪傳動機(jī)構(gòu)、配重浮球組成；所述滾筒水平地
設(shè)置在平臺上，滾筒上有兩個巻盤，其中一個巻盤上巻繞有牽引繩，牽引
繩的一端固接在滾筒上，另一端繞過平臺底面的導(dǎo)向輪后與配重浮球固接; 另一個巻盤上巻繞有彈簧，彈簧的一端固接在滾筒上，另一端與平臺上的 固定樁連接；滾筒內(nèi)部的兩端設(shè)置有支撐組件，支撐組件與主軸成轉(zhuǎn)動配 合；所述棘輪傳動機(jī)構(gòu)由棘齒圈、止推輪組成，該止推輪嵌套在棘齒圈內(nèi)， 止推輪的外圓上開有凹槽，凹槽內(nèi)裝有棘爪，棘爪的內(nèi)側(cè)設(shè)置有頂簧，在 頂簧的推力下，棘爪朝外側(cè)翻轉(zhuǎn)而抵靠在所述棘齒圈上，止推輪通過鍵固 接在主軸上，棘齒圈的外圓與滾筒之間通過連桿固接；平臺上對應(yīng)于滾筒 兩端外側(cè)的位置設(shè)置有軸承座，所述主軸由軸承座內(nèi)的軸承支承；波浪能 轉(zhuǎn)換單元縱向排列在平臺上，各波浪能轉(zhuǎn)換單元中的主軸通過聯(lián)軸器依次 首尾固接在一起，形成前后貫通的傳動軸，該傳動軸通過變速器與發(fā)電機(jī) 相連。
所述支撐組件由軸承、軸套以及三個調(diào)節(jié)桿組成，軸套緊箍在軸承上， 軸承安裝在主軸上，軸套的一側(cè)連接有端蓋，軸套的另一側(cè)設(shè)置有擋圈， 該擋圈通過緊固螺釘連接在主軸上，所述三個調(diào)節(jié)桿環(huán)向均布在軸套的外 側(cè)，每個調(diào)節(jié)桿的內(nèi)端和外端設(shè)置有螺紋頭，每個調(diào)節(jié)桿的內(nèi)端與軸套上 的螺孔座螺接，每個調(diào)節(jié)桿的外端通過螺母連接在滾筒外壁上。
所述支架的前、后兩側(cè)排列有風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，每組風(fēng)力發(fā)電機(jī)由葉輪 和發(fā)電機(jī)構(gòu)成，葉輪的中軸與發(fā)電機(jī)的動力軸同軸連接。
所述平臺頂面的前、后兩側(cè)排列有太陽能電池板。
本實(shí)用新型有以下積極有益效果
一、 本發(fā)電塢在波浪的浪峰到來時，利用彈簧的扭力帶動滾筒反轉(zhuǎn)， 收起牽引繩，將波浪所具有的向上的勢能，轉(zhuǎn)換成配重浮球的勢能，在波 浪的浪谷到來時，配重浮球受重力作用下落，將其自身的勢能轉(zhuǎn)變?yōu)閯幽埽?帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電，傳動部件少，結(jié)構(gòu)簡單，造低價，易于推廣。
二、 本發(fā)電塢可以在船只的拖動下在海面上移動，發(fā)電塢上設(shè)置了太 陽能電池板，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組、波浪能轉(zhuǎn)換單元，可在波浪能、風(fēng)能、太陽 能豐富的海面上進(jìn)行發(fā)電，發(fā)出的電能可以存儲在蓄電池中，也可以通過 電纜線輸送回陸地上，并入電網(wǎng)。
三、 通過配重浮球直接將波浪起伏的勢能變成動能，驅(qū)動發(fā)電機(jī)發(fā)電， 不需經(jīng)過中間介質(zhì)如水、氣或油進(jìn)行轉(zhuǎn)換，中間環(huán)節(jié)少，系統(tǒng)效率高。
四、 配重浮球的重量與波浪所具有的能量成正比，在波浪能豐富的海 域，配重浮球可以很重，配重浮球下落時，會將它所具有的勢能全部轉(zhuǎn)化為傳動軸的動能，帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電，能量轉(zhuǎn)換率高，輸出功率可以很大。
五、 發(fā)電塢的傳動機(jī)構(gòu)全部在海平面以上，不受海水浸蝕，使用壽命 長，不易損壞，維修方便。
六、 發(fā)電塢的規(guī)?？纱罂尚?，儲能發(fā)電裝置可以有多排，儲能發(fā)電裝 置中波浪能轉(zhuǎn)換單元也可以有多個，發(fā)電塢輸出的功率可以是數(shù)千瓦至數(shù) 千千瓦，既適合偏遠(yuǎn)海岸及海島的獨(dú)立供電系統(tǒng)，也可在波浪能富集的沿 海海岸建設(shè)兆瓦級的發(fā)電站。


圖1是本實(shí)用新型一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是圖1的正視圖。
圖3是圖2的A—A剖視圖。
圖4是圖1的仰視圖。
圖5是圖1的局部放大圖。
圖6是圖1中一個波浪能轉(zhuǎn)換單元的結(jié)構(gòu)示意圖 圖7是滾筒的局部剖視放大圖。 圖8是滾筒的縱向剖視圖。 圖9是圖8的B-B剖視放大圖。
具體實(shí)施方式
圖中標(biāo)號
1軸承 2軸套
6端蓋 7擋圈
ll波浪能轉(zhuǎn)換單元 14彈簧 15 18聯(lián)軸器
21波浪能轉(zhuǎn)換單元
24固定樁
28聯(lián)軸器
31棘齒圈
35連桿
39平臺
43葉輪
47太陽能電池板
3端蓋 4 8緊固螺釘 9 12波浪能轉(zhuǎn)換單元 發(fā)電機(jī) 16變速器 19巻盤 20主軸
22波浪能轉(zhuǎn)換單元 25發(fā)電機(jī) 26變速
29巻盤 30棘輪傳
32止推輪 33 36軸承座 37 40配重浮球 41 44發(fā)電機(jī) 45
端蓋 5調(diào)節(jié)桿
螺母 10滾筒
13波浪能轉(zhuǎn)換單元 17聯(lián)軸器
23波浪能轉(zhuǎn)換單元 27聯(lián)軸器
器 動機(jī)構(gòu) 棘爪 支架 牽引繩 上支撐板
34頂簧 38浮塢 42導(dǎo)向輪 46下支撐板請參照圖l、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6、圖7，本實(shí)用新型是一種 太陽能、波浪能、風(fēng)能綜合發(fā)電塢，包括支架37和儲能發(fā)電裝置，支架 37底端兩側(cè)固接有浮塢38，支架37的頂部設(shè)置有平臺39。
本實(shí)施例中，儲能發(fā)電裝置有兩組，并排設(shè)置在平臺39上。
請參照圖5，第一組儲能發(fā)電裝置由發(fā)電機(jī)15、變速器16和三個波浪 能轉(zhuǎn)換單元ll、 12、 13組成。
第二組儲能發(fā)電裝置由發(fā)電機(jī)25、變速器26和三個波浪能轉(zhuǎn)換單元 21、 22、 23組成。
各波浪能轉(zhuǎn)換單元的結(jié)構(gòu)相同，每個波浪能轉(zhuǎn)換單元由滾筒IO、主軸 20、棘輪傳動機(jī)構(gòu)30、配重浮球40組成。
滾筒IO水平地設(shè)置在平臺39上，滾筒10上有兩個巻盤19、 29，巻 盤19上巻繞有牽引繩41，牽引繩41的一端固接在滾筒IO上，另一端繞 過平臺底面的導(dǎo)向輪42后向下延伸至海面，與配重浮球40固接；另一個 巻盤29上巻繞有彈簧14，彈簧14的一端固接在滾筒10上，另一端與平 臺39上的固定樁24連接。
請參照圖7、圖8，主軸20設(shè)置在滾筒10的中央，滾筒10內(nèi)部的前 后兩端設(shè)置有結(jié)構(gòu)相同的支撐組件。
支撐組件由軸承1、軸套2以及三個調(diào)節(jié)桿5組成，軸承1安裝在主
軸20上，軸套2緊箍在軸承1上，軸套2的一側(cè)連接有端蓋6，軸套2的
另一側(cè)設(shè)置有擋圈7，擋圈7通過緊固螺釘8連接在主軸20上，三個調(diào)節(jié)
桿5環(huán)向均布在軸套2的外側(cè)，每個調(diào)節(jié)桿5的內(nèi)端和外端設(shè)置有螺紋頭，
每個調(diào)節(jié)桿5的內(nèi)端與軸套2上的螺孔座螺接，每個調(diào)節(jié)桿5的外端通過
螺母9連接在滾筒10的外壁上；滾筒10通過支撐組件與主軸20成轉(zhuǎn)動配 合。
請參照圖7、圖8、圖9,棘輪傳動機(jī)構(gòu)30由棘齒圈31、止推輪32 組成，該止推輪32嵌套在棘齒圈31內(nèi)，止推輪32的外圓上對稱地開有兩 個凹槽，每個凹槽內(nèi)裝有一個棘爪33，棘爪33的內(nèi)側(cè)設(shè)置有頂簧34，在 頂簧34的推力下，棘爪33朝外側(cè)翻轉(zhuǎn)而抵靠在棘齒圈31上，止推輪32 通過鍵固接在主軸20上，棘齒圈31的外圓與滾筒10之間通過連桿35固 接，在棘齒圈31的兩側(cè)連接有端蓋3、 4。
請參照圖l、圖5、圖6，彈簧14的彈力作用趨勢總是使?jié)L筒10反向 轉(zhuǎn)動，即將牽引繩41收起，當(dāng)波浪的浪峰到來時，波浪的推力和舉升力將 配重浮球40托起，在彈簧14的扭力作用下，各波浪能轉(zhuǎn)換單元的滾筒10 都反向轉(zhuǎn)動時，棘齒圈31相對止推輪32空轉(zhuǎn)，與止推輪32固接的主軸 20不旋轉(zhuǎn)，發(fā)電機(jī)15、 25不工作。
當(dāng)波浪的浪峰過去后，配重浮球40受重力作用下落，使?jié)L筒10正向 轉(zhuǎn)動，此時棘爪33在頂簧34的推力下，朝外側(cè)翻轉(zhuǎn)而抵靠在棘齒圈31上，棘齒圈31帶動止推輪32—同旋轉(zhuǎn)，與止推輪32固接的主軸20也旋 轉(zhuǎn)，發(fā)電機(jī)15、 25工作。
請參照圖5，三個波浪能轉(zhuǎn)換單元ll、 12、 13縱向排列在平臺39上， 波浪能轉(zhuǎn)換單元11、 12中的主軸20通過聯(lián)軸器17首尾固接在一起，波浪 能轉(zhuǎn)換單元12、 13中的主軸20通過聯(lián)軸器18首尾固接在一起，形成前后 貫通的傳動軸，該傳動軸通過變速器16與發(fā)電機(jī)15相連。
三個波浪能轉(zhuǎn)換單元21、 22、 23縱向排列在平臺39上，波浪能轉(zhuǎn)換 單元21、 22中的主軸20通過聯(lián)軸器27首尾固接在一起，波浪能轉(zhuǎn)換單元 22、 23中的主軸20通過聯(lián)軸器28首尾固接在一起，形成前后貫通的傳動 軸，該傳動軸通過變速器26與發(fā)電機(jī)25相連。
平臺39上與各波浪能轉(zhuǎn)換單元中滾筒10的兩端外側(cè)對應(yīng)的位置，設(shè) 置有軸承座36，各波浪能轉(zhuǎn)換單元中的主軸20由軸承座36內(nèi)的軸承支承。
請參照圖2，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組由葉輪43和發(fā)電機(jī)44構(gòu)成，支架37的側(cè) 面有凸出的上、下支撐板45、 46，上、下支撐板有六對，分別設(shè)置在支架 37的兩側(cè)，每側(cè)三對，葉輪43安裝在上、下支撐板45、 46之間，發(fā)電機(jī) 44安裝在上支撐板45的上方。葉輪43的中軸與發(fā)電機(jī)44的動力軸同軸 連接。在平臺39頂面的兩側(cè)排列有太陽能電池板47。
配重浮球40是一個空心球，其內(nèi)部裝有水或沙等重物，裝水時，水的 體積不超過球體的三分之二，裝沙時，沙的體積不超過球體的三分之一。
配重浮球40有兩個特點(diǎn)， 一是其內(nèi)部要裝有足夠多的重物，其重量 要能克服彈簧14的扭力作用，二是要有足夠大的體積，以能夠浮在海面上。
考慮到波浪的運(yùn)動非常復(fù)雜，既有水的縱向波動，又有水在風(fēng)力作用 下的橫向移動，所以兩組儲能發(fā)電裝置中兩排配重浮球可以呈一定夾角設(shè) 置，每個配重浮球40在海面上的位置是由平臺39底面導(dǎo)向輪42的位置決 定的，所以改變導(dǎo)向輪42的位置，就可以調(diào)整每個配重浮球40相互之間 的位置。請參照圖4，在優(yōu)選實(shí)施方案中，兩排配重浮球40呈八字形或V 字形布置。
本實(shí)用新型的工作原理如下
當(dāng)波浪的浪峰推移過來時，波浪能轉(zhuǎn)換單元ll、 12、 13中的三個配重 浮球40被波浪的浪峰依次抬起，每個配重浮球40被波浪抬起時，連著該 配重浮球的牽引繩41會變松弛，在彈簧14的扭力作用下，滾筒10反轉(zhuǎn)， 把牽引繩41纏緊，由于棘輪傳動機(jī)構(gòu)30只能單向傳動作用力，所以，滾 筒10反轉(zhuǎn)時，主軸20不旋轉(zhuǎn)。
當(dāng)波浪的浪峰移動過去后，浪谷到來時，波浪能轉(zhuǎn)換單元ll、 12、 13 中的三個配重浮球40受重力作用相繼落下，就會拉動滾筒10正轉(zhuǎn)，滾筒 IO正轉(zhuǎn)時，通過棘輪傳動機(jī)構(gòu)30驅(qū)動主軸20同時旋轉(zhuǎn)，主軸20旋轉(zhuǎn)時，帶動發(fā)電機(jī)15工作。
波浪能轉(zhuǎn)換單元ll、 12、 13中的三個浮球40與波浪能轉(zhuǎn)換單元21、 22、 23中三個浮球40之間有一定的間隔，該間隔可以是一個波浪周期的 波峰與波谷之間的距離。
在一個波浪周期內(nèi)，浪峰首先將波浪能轉(zhuǎn)換單元ll、 12、 13中的三個 配重浮球40依次抬起，隨著波浪的推移，浪谷到來，波浪能轉(zhuǎn)換單元ll、 12、 13中的三個配重浮球40受重力作用相繼落下，此時，浪峰又將波浪 能轉(zhuǎn)換單元21、 22、 23中的三個配重浮球40依次抬起，這樣在一個波浪 周期內(nèi)，第一組和第二組儲能發(fā)電裝置分別做功一次，使輸出的功率增加 一倍。
權(quán)利要求1.一種太陽能、波浪能、風(fēng)能綜合發(fā)電塢，包括支架和儲能發(fā)電裝置，支架底端左、右兩側(cè)固接有浮塢，支架頂部設(shè)置有平臺，其特征是所述儲能發(fā)電裝置由發(fā)電機(jī)和多個波浪能轉(zhuǎn)換單元組成，每個波浪能轉(zhuǎn)換單元由滾筒、主軸、棘輪傳動機(jī)構(gòu)、配重浮球組成；所述滾筒水平地設(shè)置在平臺上，滾筒上有兩個卷盤，其中一個卷盤上卷繞有牽引繩，牽引繩的一端固接在滾筒上，另一端繞過平臺底面的導(dǎo)向輪后與配重浮球固接；另一個卷盤上卷繞有彈簧，彈簧的一端固接在滾筒上，另一端與平臺上的固定樁連接；滾筒內(nèi)部的兩端設(shè)置有支撐組件，支撐組件與主軸成轉(zhuǎn)動配合；所述棘輪傳動機(jī)構(gòu)由棘齒圈、止推輪組成，該止推輪嵌套在棘齒圈內(nèi)，止推輪的外圓上開有凹槽，凹槽內(nèi)裝有棘爪，棘爪的內(nèi)側(cè)設(shè)置有頂簧，在頂簧的推力下，棘爪朝外側(cè)翻轉(zhuǎn)而抵靠在所述棘齒圈上，止推輪通過鍵固接在主軸上，棘齒圈的外圓與滾筒之間通過連桿固接；平臺上對應(yīng)于滾筒兩端外側(cè)的位置設(shè)置有軸承座，所述主軸由軸承座內(nèi)的軸承支承；波浪能轉(zhuǎn)換單元縱向排列在平臺上，各波浪能轉(zhuǎn)換單元中的主軸通過聯(lián)軸器依次首尾固接在一起，形成前后貫通的傳動軸，該傳動軸通過變速器與發(fā)電機(jī)相連。
2. 如權(quán)利要求1所述的太陽能、波浪能、風(fēng)能綜合發(fā)電雞，其特征是 所述支撐組件由軸承、軸套以及三個調(diào)節(jié)桿組成，軸套緊箍在軸承上，軸 承安裝在主軸上，軸套的一側(cè)連接有端蓋，軸套的另一側(cè)設(shè)置有擋圈，該 擋圈通過緊固螺釘連接在主軸上，所述三個調(diào)節(jié)桿環(huán)向均布在軸套的外側(cè)， 每個調(diào)節(jié)桿的內(nèi)端和外端設(shè)置有螺紋頭，每個調(diào)節(jié)桿的內(nèi)端與軸套上的螺 孔座螺接，每個調(diào)節(jié)桿的外端通過螺母連接在滾筒外壁上。
3. 如權(quán)利要求1所述的太陽能、波浪能、風(fēng)能綜合發(fā)電塢，其特征是 所述支架的前、后兩側(cè)排列有風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，每組風(fēng)力發(fā)電機(jī)由葉輪和發(fā) 電機(jī)構(gòu)成，葉輪的中軸與發(fā)電機(jī)的動力軸同軸連接。
4. 如權(quán)利要求l所述的太陽能、波浪能、風(fēng)能綜合發(fā)電塢，其特征是 所述平臺頂面的前、后兩側(cè)排列有太陽能電池板。
專利摘要一種太陽能、波浪能、風(fēng)能綜合發(fā)電塢，其儲能發(fā)電裝置由發(fā)電機(jī)和多個波浪能轉(zhuǎn)換單元組成，每個波浪能轉(zhuǎn)換單元由滾筒、主軸、棘輪傳動機(jī)構(gòu)、配重浮球組成；滾筒的兩個卷盤上分別卷繞有牽引繩和彈簧，滾筒內(nèi)部的支撐組件與主軸成轉(zhuǎn)動配合；棘輪傳動機(jī)構(gòu)由棘齒圈、止推輪組成，止推輪外圓的凹槽內(nèi)裝有棘爪，棘爪在頂簧的推力下，抵靠在棘齒圈上，止推輪固接在主軸上，棘齒圈與滾筒之間通過連桿固接；各波浪能轉(zhuǎn)換單元中的主軸通過聯(lián)軸器依次首尾固接在一起，形成傳動軸，該傳動軸與發(fā)電機(jī)相連。本實(shí)用新型的發(fā)電塢，設(shè)備簡單，主要零部件都不與海水接觸，不受海水腐蝕，無論海浪高低，波動周期長短，都能高效、安全、可靠地發(fā)電。
文檔編號F03B13/16GK201144760SQ20082000094
公開日2008年11月5日 申請日期2008年1月9日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月9日
發(fā)明者鄧海城 申請人:鄧海城