滾動浮子索動式岸邊海浪發(fā)電裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種發(fā)電裝置，即以大海岸邊海浪能為動力源的滾動浮子索動式岸邊海浪發(fā)電裝置。它包括滾動浮子在岸邊海面上，不管漲潮、退潮，都能把復(fù)雜多變的岸邊海浪運動轉(zhuǎn)換為傳遞桿上下簡單的機械運動。傳遞桿的上下簡單機械運動，轉(zhuǎn)換為牽引索的來回拉動，牽引索的來回拉動，通過連接的鏈條帶動與之嚙合的單向鏈輪來回轉(zhuǎn)動，單向鏈輪的來回轉(zhuǎn)動不斷給同軸的發(fā)條裝置上勁，上勁的發(fā)條裝置的破勁帶動增速器高速驅(qū)動發(fā)電機高效、平穩(wěn)的發(fā)電，輸送出恒定的電流。強臺風(fēng)天氣，滾動浮子可從水面拉起避險。本發(fā)明裝置要求安裝多個單體海浪發(fā)電裝置聯(lián)機發(fā)電，輸送強大的恒定電流。本發(fā)明的優(yōu)點是。結(jié)構(gòu)簡單。廠房建在陸地上，沒有水中的活動部件。能抗臺風(fēng)?？山ù笮秃＠税l(fā)電場。
【專利說明】滾動淳子索動式岸邊海浪發(fā)電裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種能量轉(zhuǎn)換技術(shù)，尤其是利用海洋岸邊波浪發(fā)電技術(shù)。

【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)在能源緊缺、環(huán)境污染已成為全球面對的重大問題。地球表面有超過70%以上 面積是海洋。廣闊的海洋，蘊藏著巨大的能量，就拿海浪能來說，具有能量密度高，分布廣等 特點。海洋波浪能是一種取之不盡用之不竭的可再生清潔能源之一，比風(fēng)能和太陽能優(yōu)越 得多，是人們長期的愿望。自古吸引著沿海的能工巧匠們，想盡各種辦法，企圖駕馭海浪為 人所用?，F(xiàn)在海洋波浪能學(xué)者估計發(fā)現(xiàn)，波浪在海洋中傳播上千公里而不會有明顯衰減，最 終在岸邊集結(jié)。有人做過測試，海浪對海岸的沖擊力十分巨大，只需提取27%，從小浪到大 浪其效率將是：每公里長的海岸線發(fā)電能量，分別約是6000千瓦，16000千瓦，57000千瓦 等。如此高的發(fā)電能力，說明近海岸波浪能更有開發(fā)價值，廠房便于建造，成本更加低廉，更 加便于維護，前景非常廣闊。
[0003] 我國陸地海岸線18000多公里，大小島嶼6960個，海岸線14000多公里，蘊藏的波 浪能資源十分豐富，總量約有5億千瓦，可利用的約有1. 5億千瓦。尤其是在能源消耗較大 的冬季，可以利用的波浪能能量也最大。
[0004] 工程性方面。目前發(fā)明的波浪發(fā)電裝置，大都是放在水中，海洋環(huán)境下臺風(fēng)天氣時 常發(fā)生，會破壞水中裝置，海水又會腐蝕海中裝置，貝類又會寄生在水中裝置上，使裝置容 易損壞。從工程性來看，海洋波浪能學(xué)者提出，理想的工程性較好的波浪發(fā)電方案，應(yīng)該包 括三個方面：1、沒有水中活動部件；2、總體結(jié)構(gòu)上利于抗臺風(fēng)；3、盡量少的現(xiàn)場施工。本發(fā) 明裝置能夠做到這些。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是針對上述現(xiàn)有波浪發(fā)電裝置設(shè)備不是很完善和發(fā)電量少等不足 之處。而提供一種利用捕獲裝置主要設(shè)在岸邊海面上，不管漲潮、退潮都能把海面上傳來在 岸邊集結(jié)的海浪上下運動的能量，通過傳動系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為發(fā)電機發(fā)出的電能，保證了電能轉(zhuǎn) 換的穩(wěn)定性和大規(guī)模的發(fā)電。
[0006] 為解決上述技術(shù)問題。本發(fā)明的滾動浮子索動式岸邊海浪發(fā)電裝置，它包括發(fā)電 機，傳動系統(tǒng)，捕獲裝置三部分。
[0007] 捕獲裝置是滾動浮子。所述的滾動浮子造型有棱形滾筒浮子和萬向球浮子兩種。 棱形滾筒浮子主要設(shè)在較為平直的岸邊海面上，捕獲從海面上單方向傳來較為有規(guī)律的涌 浪動能；萬向球浮子主要設(shè)在較為曲折的岸邊海域，接收多方向涌動的海浪動能。兩種浮子 合稱滾動浮子。一個單體海浪發(fā)電裝置用一種浮子。
[0008] 傳動系統(tǒng)包括傳遞桿、牽引索和廠房里的鏈條、單向鏈輪、發(fā)條傳動裝置和增速器 等。
[0009] 本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：捕獲裝置的滾動浮子隨海浪涌動而上下運動。所述的 滾動浮子上連接有傳遞桿，所述的傳遞桿帶動牽引索，牽引索連接鏈條，鏈條與單向鏈輪嚙 合，單向鏈輪帶動發(fā)條傳動裝置上勁，發(fā)條傳動裝置的破勁帶動增速器，增速器傳動給發(fā)電 機發(fā)電。
[0010] 本發(fā)明裝置結(jié)構(gòu)簡單，一個單體海浪發(fā)電裝置的捕獲裝置和部分傳遞系統(tǒng)的縱支 撐架外觀猶如一根不長不粗的"電線桿"懸在岸邊退潮后海浪能到達的海面上，"桿"的中間 由固定連接的橫支撐架一端挑著。橫支撐架的另一端固定在岸邊或礁石上的混凝土墩子上 面的支柱上。遠(yuǎn)看猶如一個"h"字，形體消瘦，與廠房之間又用鋼絲傳動，大大減少了環(huán)境 風(fēng)量對裝置的作用，確?？傮w結(jié)構(gòu)上利于抗臺風(fēng)。
[0011] 本發(fā)明裝置的優(yōu)點是：1、適用于捕獲從海面上傳來在岸邊集結(jié)的高能量的波浪； 2、廠房可選擇建在岸上適宜的地方，整個裝置沒有水中的活動部件，很少現(xiàn)場施工；3、裝置 結(jié)構(gòu)簡單，投資成本少；4、總體結(jié)構(gòu)上利于抗臺風(fēng)，唯一在水面活動的滾動浮子，碰到極端 天氣還可以避險；5、可以聯(lián)機發(fā)電，讓多個發(fā)電單元錯落地分布在岸邊退潮后波浪能到達 的海面上，讓多個滾動浮子捕獲大范圍海面上的波浪能，對岸邊波浪能的利用率大，可建大 型海浪發(fā)電場。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012] 下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作更進一步的具體說明，本發(fā)明的上述和 其它方面的優(yōu)點將會變得更加清楚。
[0013] 圖1是本發(fā)明裝置的總體結(jié)構(gòu)側(cè)視示意圖。
[0014] 圖2是梭形滾筒浮子示意圖。
[0015] 圖3是萬向球浮子示意圖。
[0016] 圖4是傳遞桿橫截面示意圖。
[0017] 圖5.是傳遞桿縱截面示意圖。
[0018] 圖6是支撐架剖面示意圖。
[0019] 圖7是松緊自控兼浮子避險機構(gòu)示意圖。
[0020] 圖8是多個單體海浪發(fā)電裝置聯(lián)機發(fā)電分布示意圖。

【具體實施方式】
[0021] 為了加深對本發(fā)明裝置的理解，下面將結(jié)合實施例和附圖對本發(fā)明裝置作進一步 的詳述。
[0022] 圖1中，附圖標(biāo)記說明。滾動浮子（1)，傳遞桿（2)，套筒（3)，索槽（4)，下牽引索 (5)，上牽引索￠)，雙槽定滑輪（7)，鏈條（8)，單向鏈輪（9)，發(fā)條傳動裝置（10)，增速器 (11)，傳動軸（12)，發(fā)電機（13)，松緊自控兼避險機構(gòu)（14)，支撐架（15)，支柱（16)，水泥墩 (17)。
[0023] 滾動浮子⑴與傳遞桿（2)連接。傳遞桿⑵是一根方形扁桿，索槽⑷設(shè)在它 的縱向中間。傳遞桿（2)可在兩個套筒（3)內(nèi)上下滑動，套筒（3)也是一個方形套筒。索 槽（4)的上端是下牽引索（5) -頭的固定點（4a);索槽（4)的下端是上牽引索（6) -頭的 固定點（4b)。下牽引索（5)從索槽（4)的上端的固定點（4a)往下，經(jīng)過雙槽定滑輪（7)其 中一條槽的下方向上方牽過，牽到廠房與鏈條（8)下端連接。鏈條（8)與單向鏈輪（9)哨 合后從下方轉(zhuǎn)到上方與上牽引索（6) -頭連接。上牽引索（6)從雙槽定滑輪（7)另一條槽 的上方向下方牽過，牽到索槽（4)下方固定點（4b)。單向鏈輪（9)通過同軸的齒輪與發(fā)條 傳動裝置（10)連接。發(fā)條傳動裝置（10)與增速器（11)連接。增速器（11)與傳動軸（12) 的同軸齒輪連接。傳動軸（12)通過齒輪與發(fā)電機（13)連接。
[0024] 鏈條（8)要有一定的長度，確保漲潮和退潮鏈條（8)與單向鏈輪（9)都能嚙合。上 牽引索（5)和下牽引索（6)的長度隨廠房的距離而定。
[0025] 主要工作過程。
[0026] 每當(dāng)滾動浮子（1)被海浪推上波峰時，帶動傳遞桿（2)往上運動。傳遞桿（2)的往 上運動，把下牽引索（5)從索槽（4)上端的（4a)固定點往上拉。下牽引索（5)的往上拉，拉 動與下牽引索（5)連接的鏈條（8)，鏈條8帶動與它嚙合的單向鏈輪（9)順時針方向?qū)嵽D(zhuǎn)。 單向鏈輪（9)的順時針方向?qū)嵽D(zhuǎn)，帶動發(fā)條傳動裝置（10)上勁。發(fā)條傳動裝置（10)的上 劫，平穩(wěn)地破勁帶動增諫器（11)高諫轉(zhuǎn)動。增速器（11)的高速轉(zhuǎn)動，帶動傳動軸（12)高 速傳動。傳動軸（12)的高速傳動帶動發(fā)電機（13)平穩(wěn)的發(fā)電。
[0027] 相反的過程。每當(dāng)滾動浮子（1)靠自重向波谷下落時，帶動傳遞桿（2)往下運動。 傳遞桿（2)的往下運動，把上牽引索（6)從索槽（4)下端（4b)的固定點往下拉。上牽引索 (6)的往下拉，拉動與上牽引索（6)連接的鏈條（8)，鏈條（8)帶動與它嚙合的單向鏈輪（9) 逆時針方向空轉(zhuǎn)。鏈輪（9)的逆時針方向空轉(zhuǎn)，不帶動同軸發(fā)條傳動裝置（10)上勁，發(fā)條 傳動裝置（10)靠發(fā)條上勁的剩余勢能，連續(xù)破勁帶動增速器（11)、傳動軸（12)和發(fā)電機 (13)繼續(xù)運轉(zhuǎn)發(fā)電，發(fā)出穩(wěn)定的電流。
[0028] 滾動浮子（1)通過一上一下兩次運動，發(fā)電裝置已完成了一個工作周期。隨著海 浪的不斷運動，滾動浮子（1)連續(xù)上下運動，發(fā)電機連續(xù)運轉(zhuǎn)，輸出恒定的電流。
[0029] 上述是本發(fā)明裝置的一個單體海浪發(fā)電裝置。本發(fā)明要求安裝多個這樣的單體海 浪發(fā)電裝置聯(lián)機發(fā)電，實現(xiàn)大規(guī)模的發(fā)電需求。
[0030] 多單體海浪發(fā)電裝置聯(lián)機發(fā)電，安裝也很簡單。只要讓許多個單體海浪發(fā)電裝置 的增速器（11)，共同驅(qū)動一根大型的傳動軸（12)，讓這根大型傳動軸（12)去帶動大型發(fā)電 機發(fā)電，輸出恒定的強大電流。本發(fā)明裝置的傳動軸（12)的用途，主要也是為多單體海浪 發(fā)電裝置的聯(lián)機發(fā)電而設(shè)立的。
[0031] 圖2中，梭形滾筒浮子是一個兩頭尖的全封閉的滾筒，它要求只能有三分之一或 少于三分之一部分泡在波浪里，每當(dāng)大洋方向傳來的湧浪沖擊，對梭形滾筒浮子只滾動而 很小推力，只接收海浪抬升的能量而上下運動。因為梭形滾筒兩頭尖，左右來的波浪推力也 很小，只能抬升。所以不管前后左右哪個方向來的海浪，梭形滾筒浮子只能一邊滾動一邊接 收上下運動，而很小推力。
[0032] 圖3中，萬向球浮子是一個全封閉的球體，它也要求只有三分之一或少于三分之 一部分泡在水里，不管哪方向傳來的復(fù)雜海浪，對萬向球浮子也很小推力，只是邊任意滾動 邊接收雜浪抬升的能量而上下運動，。
[0033] 圖4、5中，是傳遞桿（2)橫截面和縱截面兩個示意圖。索槽（4)縱向設(shè)在傳遞桿 的中間，雙槽定滑輪（7)的一邊嵌入索槽里，上、下牽引索隱藏在索槽中。
[0034] 圖6中，是本發(fā)明裝置要用牽引索長距離傳動。因為牽引索的熱脹冷縮和鏈條的 經(jīng)久磨損等，必然會使鏈條和鋼絲逐漸變長，所以要有松緊控制。松緊自控兼避險機構(gòu)（14) 是在靠近單向鏈輪（9)的鏈條（8)上方，把鏈條轉(zhuǎn)個彎，在彎處并排裝兩個定鏈輪（14a) 和（14b)，在兩個定鏈輪之間上方再裝上一個定鏈輪（14c)，定鏈輪（14c)固定在一根連桿 (14d)上，連桿（14d)上端套一根拉力彈簧（14e)，在拉力彈簧（14e)的作用下，鏈條和兩條 牽引索就會自動保持一定的松緊度。
[0035] 至于滾動浮子（1)的避險更簡單。只要在鏈輪（14c)的軸上裝一個搖把（14f)， 碰到極端天氣來臨時，滾動浮子要避險，只要順時針方向搖動搖把（14f)，就能把滾動浮子 1拉起離開水面，不受海浪沖擊，再鎖定搖把（14f)就行了。極端天氣過后，只要把（14f)的 鎖打開，搖把（14f)逆時針方向搖動，滾動浮子（1)又回到波浪里繼續(xù)捕獲波浪能。
[0036] 圖7是支撐架剖面示意圖。支撐架（15)包括縱橫兩部分，是兩個堅固的圓筒或扁 筒相連接，傳遞桿上下兩個套筒（3)固定在縱筒內(nèi)；雙槽定滑輪（7)的兩個軸承固定在橫筒 內(nèi)與縱筒交接附近，橫筒另一端固定在堅固支柱（16)上。
[0037] 部分用料方面。本發(fā)明裝置的兩種滾動浮子都要用不銹鋼等耐海水腐蝕的剛性材 料做成全封閉的。兩種滾動浮子形體都要比較大，它們要浮在水面上，只能三分之一或少于 三分之一部分泡在浪里，才很小阻擋涌浪，只能上下運動。梭形滾筒浮子兩端軸承和萬向球 浮子的四個軸承都要用軸承護套保護，以免海水腐蝕。牽引索牽過雙槽定滑輪部分用鋼絲 繩等柔性耐磨之類外，其它部分可用單根鋼絲或伸縮度變化不大的輕質(zhì)合金絲與輕質(zhì)纖維 索之類，總之，盡量使?jié)L動浮子捕獲到的波浪能準(zhǔn)確無減地傳送到廠房。此外，方形傳遞桿 (2)的下面露出支掌架的部分要套上伸縮護套保護，以免海水濺上腐蝕。
[0038] 施工方面。本發(fā)明的一個單體海浪發(fā)電裝置只有一根支柱建在淺海里，施工時可 等退潮后的一段時間里，在岸邊臨水旁的巖石上或沙灘底下用速凝水泥澆好墩子，墩子最 好高出漲潮后的海面，支柱就固定在它的上面。廠房建在岸邊與支柱（17)不同水平的高處 適合的地方。
【權(quán)利要求】
1. 一種海浪發(fā)電裝置，它包括安裝在陸地廠房里的發(fā)電機（13)，其特征在于：它還包 括隨海浪上下浮動的滾動浮子（1)、傳動系統(tǒng)、松緊自控兼避險裝置（14)。
2. 按照權(quán)利要求1所述的滾動浮子索動式岸邊海浪發(fā)電裝置，其特征在于：所述的滾 動浮子（1)，它包括梭形滾筒浮子和萬向球浮子兩種，合稱滾動浮子，一個單體海浪發(fā)電裝 置安裝一種滾動浮子。
3. 按照權(quán)利要求2所述的滾動浮子索動式岸邊海浪發(fā)電裝置，其特征在于所述滾動浮 子（1)上連接有傳遞桿（2)，所述的傳遞桿（2)套在套筒（3)，傳遞桿（2)縱向設(shè)有索槽（4)， 所述的索槽（4)的上端是下牽引索（5) -頭的固定點（4a)，下端是上牽引索（6) -頭的固 定點（4b)。
4. 按照權(quán)利要求3所述的滾動浮子索動式岸邊海浪發(fā)電裝置，其特征在于所述上牽引 索（5)經(jīng)過雙槽定滑輪（7)其中一條槽的下方向上方牽到與鏈條（8) -端連接，所述下牽 引索（6)經(jīng)過雙槽定滑輪（7)另一條槽的上方向下方牽到與鏈條（8)另一端連接。
5. 按照權(quán)利要求4所述的滾動浮子索動式岸邊海浪發(fā)電裝置，其特征在于所述鏈條 (8)與單向鏈輪（9)嚙合，單向鏈輪（9)與發(fā)條傳動裝置（10)連接，所述發(fā)條傳動裝置（10) 與增速器（11)連接，增速器通過傳動軸（12)與發(fā)電機鏈接。
6. 按照權(quán)利要求1所述的滾動浮子索動式岸邊海浪發(fā)電裝置，其特征在于所述牽引索 松緊自控兼避險裝置（14)，是在靠近單向鏈輪（9)的鏈條（8)上方，讓鏈條轉(zhuǎn)個彎，裝兩個 定鏈輪（14a)和（14b)與鏈條（8)嚙合，又在兩個定鏈輪之間上方再裝上一個定鏈輪（14c) 也與鏈條（8)嚙合，定鏈輪（14c)固定在一根連桿（14d)上，連桿（14d)上端套上一根拉力 彈簧（14e)，所述滾動浮子（1)的避險，是在鏈輪（14c)的軸上裝一個搖把（14f)，只要順時 針方向搖動搖把（14f)，就能把滾動浮子（1)從水中拉起。
【文檔編號】F03B13/18GK104100445SQ201410217704
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年5月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月18日
【發(fā)明者】何學(xué)應(yīng) 申請人:何學(xué)應(yīng)