專利名稱：圓通海波浪動能發(fā)電機組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種新能源、清潔發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及有效利用海洋資源的圓通海波浪動能發(fā)電機組。
背景技術(shù)：
隨著世界經(jīng)濟的發(fā)展、人口的增加、社會生活水平的不斷提高，各國對能源的需求迅速增長。近年，受化石能源日趨枯竭、能源供應(yīng)安全和保護環(huán)境等的驅(qū)動，作為主要可再生能源之一的海洋能事業(yè)取得很大發(fā)展，海洋能應(yīng)用技術(shù)日趨成熟，為人類在21世紀(jì)充分利用海洋能展示了美好前景。海洋能指海洋中所蘊藏的可再生的自然能源，主要有潮汐能、 波浪能、海水鹽差能和海水溫差能。其中，波浪能以機械能形式出現(xiàn)，是品位最高的海洋能， 其能流密度最大，分布最為廣泛。據(jù)世界能源委員會的調(diào)查顯示，全球可利用的波浪能達到 20億kW，相當(dāng)于目前世界發(fā)電能量的2倍。因此，世界各海洋大國均十分重視波浪能研究利用。我國海域遼闊，總面積470萬km2，海岸線曲折漫長，大陸岸線1. 8萬km，海島岸線 1. 4萬km，海浪能源豐富，年均波力功率在3kJ/m以上。我國波力發(fā)電技術(shù)研究始于70年代，于1975年研制成1臺IkW的波力發(fā)電浮標(biāo)，在浙江省嵊山島進行了試驗。80年代以后獲得較快發(fā)展，1984年廣州能源所研制成功6W小型波力發(fā)電裝置，用于導(dǎo)航燈標(biāo)，隨后按不同導(dǎo)航燈標(biāo)的要求，又開發(fā)了系列產(chǎn)品。目前在我國沿海航線已安裝了數(shù)百臺這種小型波力發(fā)電裝置。與日本合作研制的后彎管型浮標(biāo)發(fā)電裝置，已向國外出口，該技術(shù)屬國際領(lǐng)先水平。我國目前正處于實現(xiàn)工業(yè)化和信息化的經(jīng)濟高速發(fā)展期，特別是沿海地區(qū)，能源需要的急劇增加已成為社會和經(jīng)濟發(fā)展的瓶頸。波浪能發(fā)電是一種無污染、潔凈的能源，面對能源緊缺和環(huán)境污染的巨大壓力，海洋波浪能源的研究開發(fā)更具有重要的戰(zhàn)略意義。

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，發(fā)電成本低，所發(fā)出電流穩(wěn)定， 利用海波浪清潔能源發(fā)電，可遍滿一切沿海地區(qū)具有巨大應(yīng)用價值和推廣空間的圓通海波浪動能發(fā)電機組。采用的技術(shù)方案是圓通海波浪動能發(fā)電機組，包括支撐機構(gòu)、能量獲取機構(gòu)、動力傳輸機構(gòu)、發(fā)電機構(gòu)。所述支撐機構(gòu)，包括鋼筋混凝土底座、支撐臂、底梁、中間梁、頂梁。鋼筋混凝土底座以設(shè)定的距離坐落在海水中，其頂面高于水面，支撐臂和底梁架設(shè)并固定在鋼筋混凝土底座上，支撐臂下部設(shè)液壓缸，中間梁架設(shè)在液壓缸的活塞桿頂端并與支撐臂的滑道連接，在液壓缸的作用下中間梁可在支撐臂的滑道上滑動和銷定。頂梁固定在支撐臂頂端，構(gòu)成支撐機構(gòu)。所述動力傳輸機構(gòu)為多組動力傳輸機構(gòu)，每組包括傳動軸、絲杠軸、絲母滑塊、連桿臂、氣缸、傳動軸支座、絲杠軸支座。絲杠軸支撐在絲杠軸兩端的絲杠軸支座上，傳動軸支撐在傳動軸兩端的傳動軸支座上，絲杠軸支座和傳動軸支座分別固定在中間梁的上面和下面。所述傳動軸上固定有傳動軸鏈輪，絲杠軸上固定有絲杠軸鏈輪，傳動軸鏈輪與絲杠軸鏈輪通過鏈條連接。絲母滑塊以螺旋裝配在絲杠軸上并以支座支撐在連桿臂內(nèi)，絲母滑塊與連桿臂的一端連接，連桿臂的另一端與氣缸中的連接銷連接，連接銷與氣缸中活塞剛性連接，氣缸裝在中間梁的上面。所述能量獲取機構(gòu)為多組能量獲取機構(gòu)與動力傳輸機構(gòu)相對應(yīng)，每組包括漿葉、 連桿及軸承座。連桿下端連接漿葉，漿葉正面與波浪接觸，連桿頂端固定在軸承座的前軸承座上，軸承座通過后軸承座與所述動力傳輸機構(gòu)的傳動軸剛性連接。所述發(fā)電機構(gòu)，包括儲氣罐、可調(diào)節(jié)流閥、氣動馬達、發(fā)電機。儲氣罐通過管道經(jīng)單向閥連接動力傳輸機構(gòu)的氣缸，使氣缸產(chǎn)生的壓縮空氣傳輸?shù)絻夤拗校瑑夤抻滞ㄟ^管道經(jīng)可調(diào)節(jié)流閥連接儲氣罐兩側(cè)氣動馬達，兩側(cè)氣動馬達分別連接設(shè)在兩側(cè)的發(fā)電機，儲氣罐和發(fā)電機固定在底梁上。 上述的儲氣罐上設(shè)有壓力表和調(diào)節(jié)儲氣罐內(nèi)壓縮空氣壓力的排氣閥。上述的漿葉設(shè)有調(diào)節(jié)漿葉角度裝置，包括變漿電機、皮帶輪、蝸桿軸、蝸輪。蝸輪裝在連桿上，皮帶輪通過皮帶傳動與變漿電機連接的減速器輸出軸連接，變漿電機帶動蝸桿軸旋轉(zhuǎn)，蝸輪使連桿上的漿葉改變角度與波浪正面接觸。上述的液壓缸設(shè)有液壓控制裝置，液壓控制裝置包括換向閥、溢流閥、液壓泵。液壓泵安裝在底梁上，液壓泵由管道通過溢流閥、換向閥連接液壓缸，液壓缸頂部設(shè)有液壓缸頂部滑塊，位于液壓缸頂部滑塊上部支撐臂的兩側(cè)分別各設(shè)一塊支撐板，支撐板與上部中間梁由螺栓連接，在液壓控制裝置的調(diào)節(jié)作用下，使液壓缸頂部滑塊在支撐臂的滑道中上下滑動同時使中間梁位移的上下調(diào)節(jié)。上述的氣缸由氣缸壁內(nèi)兩組活塞構(gòu)成，氣缸壁兩端裝有氣缸進排氣門，當(dāng)一端活塞組工作產(chǎn)生壓縮空氣的同時，另一端活塞組通過氣缸進排氣門進行吸氣工作。上述的動力傳輸機構(gòu)為三組動力傳輸機構(gòu)，能量獲取機構(gòu)為三組能量獲取機構(gòu)與動力傳輸機相對應(yīng)，構(gòu)成三組傳動做功聯(lián)合機構(gòu)。本發(fā)明取得有益效果是1.結(jié)構(gòu)簡單，成本較低傳統(tǒng)的波浪能發(fā)電裝置，主要利用波浪的上下波動進行發(fā)電，機構(gòu)復(fù)雜，成本較高。本發(fā)明主要利用波浪的橫向運動進行發(fā)電，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)原理簡單，整套裝置在近海處安裝使用，可大大降低造價，便于推廣。2、廣泛的推廣空間本發(fā)明屬于海洋能發(fā)電的一種，在能源問題日益突出的今天，顯得尤為重要。與其他海洋能發(fā)電技術(shù)相比，本發(fā)明發(fā)電技術(shù)成本低，在近海地帶就可以使用，并且不破壞海洋資源，是真正的綠色環(huán)保項目。并且由于我國海岸線較長的特點，更加適合本項目的普及。3、經(jīng)濟效益巨大一是制造成本低。本發(fā)明機械設(shè)備制造成本只是水電和風(fēng)電成本的50%。二是不用設(shè)廠，設(shè)備完全可以社會采購，減少了建廠投資，降低了投資風(fēng)險。三是發(fā)電周期長。風(fēng)電全年發(fā)電時間不會超過150天，最好的水能發(fā)電不會超過200天，而海浪動能發(fā)電可以300
5天滿負荷發(fā)電。4、發(fā)電質(zhì)量穩(wěn)定，可連續(xù)供給本發(fā)明發(fā)電技術(shù)采用壓縮空氣帶動氣動馬達，氣動馬達帶動發(fā)電機組的形式進行發(fā)電。這樣通過調(diào)節(jié)壓縮空氣的量就可以控制發(fā)電的穩(wěn)定性；同時由于儲氣罐中的壓縮空氣可持續(xù)供給，所以又可以保證發(fā)電的連續(xù)性。5、社會效益巨大本發(fā)明結(jié)構(gòu)原理簡單，使用發(fā)電機、氣缸、氣動馬達等設(shè)施，這些設(shè)備可實現(xiàn)全部國產(chǎn)化，給國內(nèi)的中小企業(yè)提供了市場。有利于拉動內(nèi)需，促進國內(nèi)經(jīng)濟發(fā)展，對我國高速發(fā)展的經(jīng)濟建設(shè)起到難以估量的作用。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明的絲母滑塊與氣缸工作示意圖。圖3是本發(fā)明的支撐機構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是圖3的A-A剖視圖。圖5是圖3的側(cè)視圖。
具體實施例方式圓通海波浪動能發(fā)電機組，包括支撐機構(gòu)、能量獲取機構(gòu)、動力傳輸機構(gòu)、發(fā)電機構(gòu)。所述支撐機構(gòu)，包括鋼筋混凝土底座1、支撐臂5、底梁3、中間梁6、頂梁7。鋼筋混凝土底座1以設(shè)定的距離坐落在海水中，其頂面高于水面，支撐臂5和底梁3架設(shè)并固定在鋼筋混凝土底座1上，支撐臂5下部設(shè)液壓缸4，液壓缸4通過液壓控制裝置進行控制，液壓控制裝置包括換向閥四、溢流閥30、液壓泵31。液壓泵31安裝在底梁3上，液壓泵31由管道通過溢流閥30、換向閥四連接液壓缸4，液壓缸4頂部設(shè)有液壓缸頂部滑塊41，位于液壓缸頂部滑塊41上部支撐臂5的兩側(cè)分別各設(shè)一塊支撐板40，支撐板40與上部中間梁6由螺栓連接(見圖3、圖4圖5)，在液壓裝置的調(diào)節(jié)作用下，使液壓缸頂部滑塊41在支撐臂5的滑道中上下滑動同時使中間梁6位移的上下調(diào)節(jié)，頂梁7固定在支撐臂5頂端。構(gòu)成支撐機構(gòu)。所述動力傳輸機構(gòu)包括三組同樣的機構(gòu)，每組機構(gòu)都包括傳動軸33、絲杠軸13、 絲母滑塊14、連桿臂15、氣缸21、傳動軸支座9、絲杠軸支座8。所述氣缸21由氣缸壁36內(nèi)兩組活塞38構(gòu)成，氣缸壁36兩端裝有氣缸排氣門39，當(dāng)一端活塞工作產(chǎn)生壓縮空氣的同時，另一端活塞組通過氣缸進排氣門進行吸氣工作。絲杠軸8支撐在絲杠軸兩端的絲杠軸支座8上，傳動軸33支撐在傳動軸兩端的傳動軸支座9上，絲杠軸支座8和傳動軸支座9 分別固定在中間梁6的上面和下面。所述傳動軸33上固定有傳動軸鏈輪10，絲杠軸13上固定有絲杠軸鏈輪12，傳動軸鏈輪10與絲杠軸鏈輪12通過鏈條11連接。絲母滑塊14裝在絲杠軸13上并以支座35支撐在連桿臂15內(nèi)，絲母滑塊14與連桿臂15的一端連接，連桿臂15的另一端與氣缸21中的連接銷37連接，連接銷37與氣缸中活塞38剛性連接，氣缸21裝在中間梁的6上面(見圖2)。所述能量獲取機構(gòu)，包括三組同樣的機構(gòu)，與動力傳輸機構(gòu)相對應(yīng)，每組包括漿葉
62、連桿34及軸承座16。連桿34下端連接漿葉2，漿葉2正面與波浪32接觸，連桿34頂端固定在軸承座16的前軸承座上，軸承座16通過后軸承座與所述動力傳輸機構(gòu)的傳動軸33 剛性連接。所述漿葉2設(shè)有調(diào)節(jié)漿葉角度裝置，包括變漿電機17、皮帶輪19、蝸桿軸20、蝸輪18。蝸輪18裝在連桿34上，蝸桿軸20的蝸桿部與蝸輪18齒合，皮帶輪19裝在蝸桿軸 20上，皮帶輪19通過皮帶傳動與變漿電機17連接的減速器輸出軸連接，變漿電機17帶動蝸桿軸20旋轉(zhuǎn)，蝸輪軸20與固定在連桿34上的蝸輪產(chǎn)生相對運動，使?jié){葉與連桿轉(zhuǎn)動，以保證漿葉2改變角度與波浪32接觸的面積最大。在波浪32的推動下，三組機構(gòu)可以完成各自的工作，不受其他兩組的影響。傳動軸33在漿葉2的帶動下來回擺動，帶動與之相連的傳動軸鏈輪10轉(zhuǎn)動，通過鏈條11的傳動帶動絲杠軸鏈輪12轉(zhuǎn)動，帶動絲杠軸13轉(zhuǎn)動， 使絲杠軸上的絲母滑塊14水平往復(fù)運動，帶動氣缸21內(nèi)的左右活塞38做往復(fù)運動，在左右活塞38推動下，氣缸21內(nèi)產(chǎn)生壓縮空氣，為后續(xù)的發(fā)電機構(gòu)提供動力源。所述發(fā)電機構(gòu)，包括儲氣罐25、可調(diào)節(jié)流閥沈、氣動馬達27、發(fā)電機28。儲氣罐25 上設(shè)有壓力表23和調(diào)節(jié)儲氣罐內(nèi)壓縮空氣壓力的排氣閥24。儲氣罐25通過管道經(jīng)單向閥22連接動力傳輸機構(gòu)的氣缸21，使氣缸21產(chǎn)生的壓縮空氣傳輸?shù)絻夤?5中，儲氣罐 25又通過管道經(jīng)可調(diào)節(jié)流閥沈連接儲氣罐25兩側(cè)氣動馬達27，兩側(cè)氣動馬達27分別連接設(shè)在兩側(cè)的發(fā)電機觀，儲氣罐25和發(fā)電機觀固定在底梁3上，構(gòu)成圓通海波浪動能發(fā)電機組。工作原理波浪能是海洋能源的一個主要的能種，它主要是由海面上風(fēng)吹動以及大氣壓力變化而引起的海水有規(guī)律的周期性運動。可以利用波浪能的上下波動、橫向運動、水中壓力變化等多種形式發(fā)電。傳統(tǒng)的波浪發(fā)電機組多運用波浪的上下波動及水中壓力變化進行發(fā)電，該發(fā)電機組主要應(yīng)用波浪橫向往復(fù)流動的性質(zhì)進行發(fā)電。該發(fā)電機組的漿葉置于海水中，在波浪的橫向作用下，漿葉隨著波浪的往復(fù)運動而來回擺動。漿葉的上端與連桿連接，連桿與傳動軸剛性連接，這樣海水的動能就轉(zhuǎn)化成了傳動軸的轉(zhuǎn)矩。傳動軸的一端有鏈輪裝置，將傳動軸所獲得的轉(zhuǎn)矩傳遞給其上端的絲杠軸。 絲杠軸的絲杠處有一絲母滑塊，由于絲杠的轉(zhuǎn)動，可以帶動絲螺母滑塊做水平運動。絲母滑塊通過連桿與活塞柄相連，這樣，絲螺母滑塊的水平運動可以推動兩側(cè)的活塞做功，產(chǎn)生壓縮空氣。壓縮空氣通過管道被輸送到儲氣罐中，由于持續(xù)的向罐內(nèi)輸氣，儲氣罐中的空氣可以達到一定的壓力。儲氣罐與氣動馬達相連，通過連接處的可調(diào)節(jié)流閥調(diào)節(jié)儲氣罐出口處空氣的壓力。這樣，在壓縮空氣的作用下，氣動馬達產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，帶動與之相連的發(fā)電機進行發(fā)電工作。由于儲氣罐中的空氣壓力可調(diào)節(jié)，這就使得發(fā)電的穩(wěn)定性有了一定的保障；同時儲氣罐中又可以儲存一定量的空氣，這樣又保證了發(fā)電的連續(xù)性。
權(quán)利要求
1.圓通海波浪動能發(fā)電機組，包括支撐機構(gòu)、能量獲取機構(gòu)、動力傳輸機構(gòu)、發(fā)電機構(gòu)， 所述支撐機構(gòu)，包括鋼筋混凝土底座(1)、支撐臂(5)、底梁(3)、中間梁(6)、頂梁(7)，鋼筋混凝土底座(1)以設(shè)定的距離坐落在海水中，其頂面高于水面，支撐臂( 和底梁(3)架設(shè)并固定在鋼筋混凝土底座(1)上，支撐臂( 下部設(shè)液壓缸G)，中間梁(6)設(shè)在液壓缸 (4)的活塞桿頂端并與支撐臂(5)的滑道連接，在液壓缸(4)的作用下中間梁(6)可在支撐臂(5)的滑道上滑動和鎖定，頂梁(7)固定在支撐臂(5)頂端；所述動力傳輸機構(gòu)為多組動力傳輸機構(gòu)，每組機構(gòu)都包括傳動軸(33)、絲杠軸(13)、絲母滑塊(14)、連桿臂(15)、氣缸 (21)、傳動軸支座(9)、絲杠軸支座(8)，絲杠軸(1 支撐在絲杠軸兩端的絲杠軸支撐座(8) 上，傳動軸(3 支撐在傳動軸兩端的傳動軸支座(9)上，絲杠軸支座(8)和傳動軸支座(9) 分別固定在中間梁(6)的上面和下面，傳動軸(3 上固定有傳動軸鏈輪(10)，絲杠軸(13) 上固定有絲杠軸鏈輪(12)，傳動軸鏈輪(10)與絲杠軸鏈輪(1 通過鏈條(11)連接，絲母滑塊(14)裝在絲杠軸(1 上并以支座(3 支撐在連桿臂(1 內(nèi)，絲母滑塊(14)與連桿臂(15)的一端連接，連桿臂(15)的另一端與氣缸(21)中的連接銷(37)連接，連接銷(37) 與氣缸中活塞(38)剛性連接，氣缸裝在中間梁(6)的上面；所述能量獲取機構(gòu)為多組能量獲取機構(gòu)與動力傳輸機構(gòu)相對應(yīng)，每組包括漿葉O)、連桿(34)及軸承座(16)， 連桿(34)下端連接漿葉O)，漿葉( 正面與波浪(3 接觸，連桿(34)頂端固定在軸承座 (16)的前端軸承座上，軸承座(16)通過后軸承座與所述動力傳輸機構(gòu)的傳動軸(3 剛性連接；所述發(fā)電機構(gòu)，包括儲氣罐(25)、可調(diào)節(jié)流閥06)氣動馬達(27)、發(fā)電機( )，儲氣罐0 通過管道經(jīng)單向閥0 連接動力傳輸機構(gòu)的氣缸(21)，使氣缸產(chǎn)生的壓縮空氣傳輸?shù)絻夤? 中，儲氣罐0 又通過管道經(jīng)可調(diào)節(jié)流閥06)連接儲氣罐05)兩側(cè)氣動馬達(27)，兩側(cè)氣動馬達(XT)分別連接設(shè)在兩側(cè)的發(fā)電機(觀)，儲氣罐0 和發(fā)電機08)固定在底梁(3)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圓通海波浪動能發(fā)電機組，其特征在于所述的儲氣罐05)上設(shè)有壓力表和調(diào)節(jié)儲氣罐內(nèi)壓縮空氣壓力的排氣閥04)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圓通海波浪動能發(fā)電機組，其特征在于所述的漿葉( 設(shè)有調(diào)節(jié)漿葉角度裝置，包括變漿電機(17)、皮帶輪(19)、蝸桿軸(20)、蝸輪(18)，蝸輪(18)裝在連桿(34)上，蝸桿軸00)的蝸桿部與蝸輪(18)嚙合，皮帶輪(19)通過皮帶傳動與變漿電機(17)連接的減速器輸出軸連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圓通海波浪動能發(fā)電機組，其特征在于所述的液壓缸(4)設(shè)有液壓控制裝置，液壓控制裝置包括換向閥09)、溢流閥(30)、液壓泵(31)，液壓泵(31)安裝在底梁⑶上，液壓泵(31)由管道通過溢流閥(30)、換向閥09)連接液壓缸，液壓缸(4)頂部設(shè)有液壓缸頂部滑塊(41)，位于液壓缸頂部滑塊上部支撐臂( 的兩側(cè)分別各設(shè)一塊支撐板(40)，支撐板00)與上部中間梁(6)由螺栓連接，在液壓裝置的調(diào)節(jié)作用下，使液壓缸頂部滑塊Gl)在支撐臂( 的滑道中上下滑動同時使中間梁(6)位移的上下調(diào)節(jié)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圓通海波浪動能發(fā)電機組，其特征在于所述的氣缸由氣缸壁(36)內(nèi)兩組活塞(38)構(gòu)成，氣缸壁(36)兩端裝有氣缸排氣門(39)，當(dāng)一端活塞組工作產(chǎn)生壓縮空氣的同時，另一端活塞組通過氣缸進排氣門進行吸氣工作。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圓通海波浪動能發(fā)電機組，其特征在于所述的動力傳輸機構(gòu)為三組動力傳輸機構(gòu)，能量獲取機構(gòu)為三組能量獲取機構(gòu)與動力傳輸機構(gòu)相對應(yīng)，構(gòu)成三組傳動做功聯(lián)合機構(gòu)。
全文摘要
圓通海波浪動能發(fā)電機組，包括支撐臂和底梁架設(shè)鋼筋混凝土底座上，支撐臂設(shè)液壓缸，中間梁設(shè)在液壓缸頂端，可使中間梁在支撐臂滑道內(nèi)滑動，頂架固定在支撐臂頂端，構(gòu)成支撐機構(gòu)，包括絲杠軸支撐在絲杠軸支座上，傳動軸支撐在傳動軸支座上，通過鏈傳動連接絲杠軸上絲母滑塊，再與連桿臂連接，連接氣缸中活塞構(gòu)成動力傳輸機構(gòu)，包括槳葉連接連桿，連桿頂端連接軸承座，軸承座連接傳動軸，構(gòu)成能量獲取機構(gòu)，包括氣缸連接的儲氣罐，儲氣罐提供壓縮空氣連接氣動馬達，氣動馬達連接發(fā)電機，構(gòu)成發(fā)電機構(gòu)。該發(fā)電機組，具有結(jié)構(gòu)簡單、安裝容易、發(fā)電成本低、發(fā)出電流穩(wěn)定的優(yōu)點、利用海波浪清潔能源發(fā)電，可遍滿一切沿海地區(qū)廣泛應(yīng)用。
文檔編號F03B13/22GK102297070SQ20101020931
公開日2011年12月28日 申請日期2010年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月25日
發(fā)明者劉立權(quán), 周國剛, 張志 , 揣連成, 李鋒德, 趙志剛, 路奔, 金玉鏢, 韓樹君, 韓洋 申請人:韓樹君