專利名稱：潮汐海浪勢能發(fā)電站動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)電站動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)，尤其是一種潮汐海浪勢能發(fā)電站動(dòng)力傳動(dòng) 系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
石化能源污染嚴(yán)重、來源有限，面臨著日益枯竭的危險(xiǎn)。相反，海洋能源是一種綠 色清潔能源，它廉價(jià)潔凈且取之不盡用之不竭。因此，如何有效利用浩瀚的海洋開發(fā)潮汐和 海浪中蘊(yùn)含的能量已成為當(dāng)今各國爭相研究的重要課題?，F(xiàn)有的潮汐海浪電站仍然沿用河 流發(fā)電站的水輪機(jī)，存在諸多缺點(diǎn)一是因潮汐海浪運(yùn)動(dòng)方向不確定，導(dǎo)致能量轉(zhuǎn)化率低、 設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜；二是水輪機(jī)等主要金屬部件長期直接暴露在高鹽度的海水里，受腐蝕嚴(yán)重 工作壽命短；三是發(fā)電站主體建造在海中，工程難度大、造價(jià)高，對海洋生態(tài)環(huán)境造成較大 損害。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種結(jié)構(gòu)簡單、建造容易、成本低廉、適應(yīng)潮汐海 浪運(yùn)動(dòng)且對海洋環(huán)境破壞程度小的潮汐海浪勢能發(fā)電站動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)。為解決上述技術(shù)問題本發(fā)明的潮汐海浪勢能發(fā)電站動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)采用如下技術(shù) 方案該系統(tǒng)包括勢能采集裝置、換向裝置和蓄能裝置；其中，勢能采集裝置是平衡杠桿 系統(tǒng)，杠桿一端隨潮汐海浪上下運(yùn)動(dòng)，另一端把杠桿的上下運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)并連接換 向裝置同時(shí)經(jīng)輸出主軸輸出單向轉(zhuǎn)動(dòng)；該輸出主軸經(jīng)離合器、調(diào)速器和帶鎖止功能的棘輪 將單向轉(zhuǎn)動(dòng)輸入蓄能裝置；蓄能裝置為平面蝸卷盤簧組，該平面蝸卷盤簧組由多個(gè)平面蝸 卷盤簧通過銷連接拼接成，每個(gè)平面蝸卷盤簧一端連接在外圈上并由帶鎖止功能的棘輪帶 動(dòng)同向卷動(dòng)，另一端則帶動(dòng)該平面蝸卷盤簧組的輸出心軸同向轉(zhuǎn)動(dòng)并經(jīng)調(diào)速器輸入發(fā)電 機(jī)。平衡杠桿系統(tǒng)一端為半潛浮船，另一端為扇形齒輪副或者齒輪齒條副；半潛浮船 為上下對稱的空心半球形并通過活套與兩根垂直導(dǎo)軌連接，該扇形齒輪副或者齒輪齒條副 的從動(dòng)齒輪連接動(dòng)力輸入軸。換向裝置包括正轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和逆轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，兩機(jī)構(gòu)各包括依次連接的主齒輪、棘輪、副齒 輪；兩主齒輪分別與固定在動(dòng)力輸入軸上的輸入齒輪嚙合，正轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的副齒輪直接與固定 在輸出主軸上的輸出齒輪嚙合，逆轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的副齒輪與第三副齒輪嚙合，第三副齒輪與固定 在輸出主軸上的輸出齒輪嚙合。本發(fā)明利用杠桿原理，當(dāng)潮汐海浪造成水位上漲半潛浮船的上半部分達(dá)到設(shè)計(jì)排 水線時(shí)，由于大氣壓力的作用，半潛浮船推動(dòng)杠桿的一端向上運(yùn)動(dòng)；當(dāng)潮汐海浪造成水位下 落到半潛浮船下半部分的設(shè)計(jì)水線時(shí)，同樣由于大氣壓力的作用，半潛浮船拉動(dòng)杠桿的一 端向下運(yùn)動(dòng)，從而采集到潮汐海浪造成水位變化形成的勢能，并經(jīng)換向裝置轉(zhuǎn)化成單向轉(zhuǎn) 動(dòng)的機(jī)械能，然后壓縮平面蝸卷盤簧形成彈性勢能存儲(chǔ)，根據(jù)需要設(shè)定釋放能量的速度穩(wěn)定帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。與傳統(tǒng)海洋能發(fā)電站相比，利用了本發(fā)明的發(fā)電站，其主體建造在近海岸邊，施工 容易、對環(huán)境破壞小，主要部件不受海水腐蝕危害壽命長、建設(shè)和運(yùn)行成本低，且系統(tǒng)組成 簡單、能量轉(zhuǎn)化率高，只損失少量摩擦力功。


圖1是本發(fā)明潮汐海浪勢能發(fā)電站動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖1中勢能采集裝置的側(cè)視結(jié)構(gòu)簡圖。圖3是圖1中蓄能裝置的平面蝸卷盤簧組沿S-S線的剖視圖。圖中1半潛浮船，2扇形齒輪，3從動(dòng)齒輪，4活套，5導(dǎo)軌，6杠桿軸，7杠桿，8支 撐柱，9動(dòng)力輸入軸，10第一主齒輪，11第二主齒輪，12第一棘輪，13第二棘輪，14第一副齒 輪，15第二副齒輪，16輸入齒輪，17輸出齒輪，18第三副齒輪，19輸出主軸，20離合器，21第 一調(diào)速器，22帶鎖止功能的棘輪，23平面蝸卷盤簧，24導(dǎo)桿軸，25外圈，26輸出心軸，27第 二調(diào)速器。
具體實(shí)施例方式如圖1和圖2所示，本發(fā)明的潮汐海浪勢能發(fā)電站動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)包括勢能采集裝 置、換向裝置和蓄能裝置。其中，勢能采集裝置是平衡杠桿系統(tǒng)，它一端為半潛浮船1，另一端為扇形齒輪2 和從動(dòng)齒輪3構(gòu)成的扇形齒輪副，兩端以支點(diǎn)為中心，通過配重使一端包括半潛浮船在內(nèi) 的總重量與另一端包括扇形齒輪的總重量這兩者形成的力矩相等，以提高勢能采集裝置對 潮汐和海浪引起的近岸水位的變化靈敏度；半潛浮船1為上下對稱的空心半球形并通過活 套4與兩根垂直導(dǎo)軌5連接，使其適應(yīng)潮汐海浪上下運(yùn)動(dòng)；半潛浮船1與杠桿7的連接處是 導(dǎo)桿結(jié)構(gòu)，杠桿軸6與杠桿7之間的連接是固定連接，杠桿軸的兩根支撐柱8與杠桿軸6之 間軸承聯(lián)接；扇形齒輪副可由齒輪齒條副代替，其從動(dòng)齒輪3連接動(dòng)力輸入軸9。平衡杠桿 系統(tǒng)隨潮漲潮落上下擺動(dòng)，將不規(guī)則的海洋運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為從動(dòng)齒輪3有規(guī)律的轉(zhuǎn)動(dòng)，然后帶 動(dòng)穿過廠房的動(dòng)力輸入軸9傳遞動(dòng)力至換向裝置。換向裝置包括正轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和逆轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，兩機(jī)構(gòu)各包括依次連接的主齒輪10和11、棘 輪12和13、副齒輪14和15，兩主齒輪10和11分別與固定在動(dòng)力輸入軸9上的輸入齒輪 16嚙合隨其順時(shí)針或逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)；正轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的第一副齒輪14直接與固定在輸出主軸19上 的輸出齒輪17嚙合，逆轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的第二副齒輪15與第三副齒輪18嚙合，第三副齒輪18與固 定在輸出主軸上19的輸出齒輪17嚙合。動(dòng)力輸入軸9的順時(shí)針和逆時(shí)針交替的轉(zhuǎn)動(dòng)經(jīng)換 向裝置從輸出主軸19輸出為單向轉(zhuǎn)動(dòng)，具體過程是動(dòng)力輸入軸9帶動(dòng)輸入齒輪16順時(shí)針 轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，正轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的第一主齒輪10逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)逆時(shí)針的第一棘輪12，第一副齒輪14 逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)輸出齒輪17順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，第三副齒輪18逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，第二副齒輪15順時(shí) 針轉(zhuǎn)動(dòng)，而由于順時(shí)針的第二棘輪13的作用，第二主齒輪11逆時(shí)針空轉(zhuǎn)；動(dòng)力輸入軸9帶 動(dòng)輸入齒輪16逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，逆轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的第二主齒輪11順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)順時(shí)針的第二棘 輪13，第二副齒輪15順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，第三副齒輪18逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)輸出齒輪17順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)， 第一副齒輪14逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，而由于逆時(shí)針的第一棘輪12的作用，第一主齒輪10順時(shí)針空轉(zhuǎn)。在輸出齒輪17的帶動(dòng)下，輸出主軸19經(jīng)過離合器20、由第一調(diào)速器21調(diào)到設(shè)計(jì) 轉(zhuǎn)速，通過一個(gè)帶鎖止功能的棘輪22將順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)輸入蓄能裝置。離合器20的作用是當(dāng) 蓄能裝置蓄積能量已滿負(fù)荷時(shí)使勢能采集裝置和換向裝置空轉(zhuǎn)，帶鎖止功能的棘輪22的 作用是在沒有動(dòng)力輸入時(shí)，防止蓄能裝置反轉(zhuǎn)。如圖3所示，蓄能裝置為平面蝸卷盤簧組，該平面蝸卷盤簧組由多個(gè)平面蝸卷盤 簧23通過銷連接拼接成，每個(gè)平面蝸卷盤簧一端經(jīng)導(dǎo)桿軸24連接在外圈25上并由帶鎖止 功能的棘輪22帶動(dòng)同向順時(shí)針卷動(dòng)，另一端則帶動(dòng)該平面蝸卷盤簧組的輸出心軸26同向 轉(zhuǎn)動(dòng)并經(jīng)由第二調(diào)速器27調(diào)到設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速輸入發(fā)電機(jī)。平面蝸卷盤簧23是一種以米為單位 的有足夠長度和強(qiáng)度的大型平面蝸卷盤簧，由它構(gòu)成的平面蝸卷盤簧組至少能貯存一天內(nèi) 勢能采集裝置采集到的全部勢能，同時(shí)也能提供大型發(fā)電機(jī)組全天候發(fā)電所需的能量。而 且，根據(jù)負(fù)荷需要和發(fā)電站設(shè)計(jì)功率可以增加或減少構(gòu)成平面蝸卷盤簧組的平面蝸卷盤簧 23的數(shù)量。實(shí)施本發(fā)明過程中，盡管潮位變化很慢，造成杠桿擺動(dòng)位移也小，可是經(jīng)杠桿和扇 形齒輪副的放大，轉(zhuǎn)換成從動(dòng)齒輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)后又經(jīng)過換向裝置和調(diào)速器的放大，完全可 以提供足夠的轉(zhuǎn)速給蓄能裝置。為產(chǎn)生足夠的驅(qū)動(dòng)力，半潛浮船設(shè)計(jì)排水量應(yīng)在千噸級以 上。本發(fā)明中的兩個(gè)調(diào)速器均為齒輪變速器，起提升速度的作用。
權(quán)利要求
一種潮汐海浪勢能發(fā)電站動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)包括勢能采集裝置、換向裝置和蓄能裝置；所述勢能采集裝置是平衡杠桿系統(tǒng)，杠桿一端隨潮汐海浪上下運(yùn)動(dòng)，另一端把杠桿的上下運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)并連接換向裝置同時(shí)經(jīng)輸出主軸輸出單向轉(zhuǎn)動(dòng)；該輸出主軸經(jīng)離合器、調(diào)速器和帶鎖止功能的棘輪將單向轉(zhuǎn)動(dòng)輸入蓄能裝置；所述蓄能裝置為平面蝸卷盤簧組，該平面蝸卷盤簧組由多個(gè)平面蝸卷盤簧通過銷連接拼接成，每個(gè)平面蝸卷盤簧一端連接在外圈上并由所述帶鎖止功能的棘輪帶動(dòng)同向卷動(dòng)，另一端則帶動(dòng)該平面蝸卷盤簧組的輸出心軸同向轉(zhuǎn)動(dòng)并經(jīng)調(diào)速器輸入發(fā)電機(jī)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的潮汐海浪勢能發(fā)電站動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于所述平衡 杠桿系統(tǒng)一端為半潛浮船，另一端為扇形齒輪副或者齒輪齒條副；所述半潛浮船為上下對 稱的空心半球形并通過活套與兩根垂直導(dǎo)軌連接，所述扇形齒輪副或者齒輪齒條副的從動(dòng) 齒輪連接動(dòng)力輸入軸。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的潮汐海浪勢能發(fā)電站動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于所述換向 裝置包括正轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和逆轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，兩機(jī)構(gòu)各包括依次連接的主齒輪、棘輪、副齒輪；兩主齒輪 分別與固定在所述動(dòng)力輸入軸上的輸入齒輪嚙合，正轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的副齒輪直接與固定在所述輸 出主軸上的輸出齒輪嚙合，逆轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的副齒輪與第三副齒輪嚙合，第三副齒輪與固定在所 述輸出主軸上的輸出齒輪嚙合。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種潮汐海浪勢能發(fā)電站動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)，其包括勢能采集裝置、換向裝置和蓄能裝置；其中，勢能采集裝置是平衡杠桿系統(tǒng)，杠桿一端隨潮汐海浪上下運(yùn)動(dòng)，另一端把杠桿的上下運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)并連接換向裝置同時(shí)經(jīng)輸出主軸輸出單向轉(zhuǎn)動(dòng)；該輸出主軸經(jīng)離合器、調(diào)速器和帶鎖止功能的棘輪將單向轉(zhuǎn)動(dòng)輸入蓄能裝置；蓄能裝置為平面蝸卷盤簧組，該平面蝸卷盤簧組由多個(gè)平面蝸卷盤簧通過銷連接拼接成，每個(gè)平面蝸卷盤簧一端連接在外圈上并由帶鎖止功能的棘輪帶動(dòng)同向卷動(dòng)，另一端則帶動(dòng)該平面蝸卷盤簧組的輸出心軸同向轉(zhuǎn)動(dòng)并經(jīng)調(diào)速器輸入發(fā)電機(jī)。本發(fā)明成功采集潮汐海浪勢能用于發(fā)電，而且結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、對環(huán)境影響小、能量轉(zhuǎn)化率高。
文檔編號(hào)E02B9/08GK101906770SQ201010212420
公開日2010年12月8日 申請日期2010年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月29日
發(fā)明者黃仲乾 申請人:黃仲乾