波浪能與風(fēng)能聯(lián)合發(fā)電裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及可再生能源利用技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種波浪能與風(fēng)能聯(lián)合發(fā)電裝置，包括波浪收集系統(tǒng)、波能及風(fēng)能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、齒輪傳動系統(tǒng)、發(fā)電機組、旋轉(zhuǎn)升降系統(tǒng)。波浪收集系統(tǒng)收集并導(dǎo)入波浪，波能及風(fēng)能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)通過波浪發(fā)電葉輪和風(fēng)力發(fā)電葉輪分別帶動波浪力驅(qū)動軸和風(fēng)力驅(qū)動軸轉(zhuǎn)動，齒輪傳動系統(tǒng)借助波浪軸錐棘輪和風(fēng)軸錐棘輪實現(xiàn)機械能向電能的轉(zhuǎn)換，從而使發(fā)電機組發(fā)電；旋轉(zhuǎn)升降系統(tǒng)根據(jù)不同水位及波浪來向使整個裝置進行旋轉(zhuǎn)與升降，調(diào)整集水坡道位置使其盡可能多的收集波浪。本發(fā)明利用波浪能及風(fēng)能互補并驅(qū)動同一發(fā)電系統(tǒng)，使得低成本開發(fā)和高效利用海洋能源成為可能，又可以根據(jù)不同的海況進行調(diào)整位置，增加了有效空間范圍的能量吸收。
【專利說明】
波浪能與風(fēng)能聯(lián)合發(fā)電裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及可再生能源利用技術(shù)領(lǐng)域，具體的說，是涉及海洋波浪能與風(fēng)能發(fā)電裝置的聯(lián)合開發(fā)應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]伴隨著經(jīng)濟的高速增長和人口的不斷增加，能源危機和環(huán)境污染問題的日益加劇，能源的需求量不斷上升，越來越多的國家開始加強對可再生能源的開發(fā)和利用。海洋中蘊藏著豐富的可再生能源，其中海洋波浪能在海洋中無處不在，它具有能量密度高，分布廣等優(yōu)點，是一種取之不竭的可再生清潔能源。我國風(fēng)能資源豐富，可開發(fā)利用的風(fēng)能儲量約10億kw，其中海上可開發(fā)利用的風(fēng)能儲量約7.5億kw。因此，開發(fā)一種能綜合利用波浪能及風(fēng)能的發(fā)電裝置，是提高能量利用率的重要研究內(nèi)容。
[0003]現(xiàn)有的利用海洋能源發(fā)電的形式較為單一，多為利用波浪能發(fā)電或海洋風(fēng)能發(fā)電其中一種方式進行發(fā)電，而利用海洋波浪能及風(fēng)能的綜合發(fā)電裝置多為分別驅(qū)動波浪能發(fā)電系統(tǒng)和風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng)進行發(fā)電，且發(fā)電裝置大多為固定式，不能隨著周圍海洋環(huán)境的變化而進行調(diào)整，限制了有效空間范圍的能量吸收，受地形及海況條件限制較強。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明提供了一種集高效率、高適用性為一體，結(jié)構(gòu)簡單，建造成本低的波浪能與風(fēng)能聯(lián)合發(fā)電裝置，能夠充分利用海洋能源，獲得高效的能量傳遞和轉(zhuǎn)化，利用波浪能及風(fēng)能互補并驅(qū)動同一發(fā)電系統(tǒng)，使得低成本開發(fā)和高效利用海洋能源成為可能，同時發(fā)電裝置又可以根據(jù)不同的海況進行調(diào)整，增加了有效空間范圍的能量吸收。
[0005]本發(fā)明通過以下的技術(shù)方案予以實現(xiàn):
[0006]一種波浪能與風(fēng)能聯(lián)合發(fā)電裝置，包括波浪收集系統(tǒng)、波能及風(fēng)能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、齒輪傳動系統(tǒng)和發(fā)電機組；
[0007]所述波浪收集系統(tǒng)包括集水坡道、集水廊道和排水廊道，所述集水坡道末端與所述集水廊道連接，所述集水廊道的出口和所述排水廊道的入口連接；
[0008]所述波能及風(fēng)能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)包括波浪發(fā)電葉輪、波浪力驅(qū)動軸、風(fēng)力發(fā)電葉輪、風(fēng)力驅(qū)動軸;所述波浪發(fā)電葉輪與所述波浪力驅(qū)動軸設(shè)置于所述集水廊道內(nèi)，所述波浪發(fā)電葉輪固定安裝在所述波浪力驅(qū)動軸上，所述波浪力驅(qū)動軸以安裝在所述集水廊道上壁的滾動軸承和安裝在所述集水廊道下壁的止推軸承支撐;所述風(fēng)力發(fā)電葉輪和所述風(fēng)力驅(qū)動軸設(shè)置于所述集水廊道上方的機房頂部，所述機房焊接在所述集水廊道上壁外部，所述風(fēng)力發(fā)電葉輪固定安裝在所述風(fēng)力驅(qū)動軸頂部，所述風(fēng)力驅(qū)動軸通過安裝在所述機房頂板的滾動軸承支撐；
[0009]所述齒輪傳動系統(tǒng)包括設(shè)置于所述機房內(nèi)的波浪軸錐棘輪、風(fēng)軸錐棘輪、輸出錐齒輪、傳動軸、傳動軸主動輪、發(fā)電機被動輪;所述波浪軸錐棘輪安裝于所述波浪力驅(qū)動軸頂端，所述風(fēng)軸錐棘輪安裝于所述風(fēng)力驅(qū)動軸底端，所述風(fēng)軸錐棘輪和所述波浪軸錐棘輪上下對稱設(shè)置且同時與所述輸出錐齒輪相嚙合，所述輸出錐齒輪通過所述傳動軸連接所述傳動軸主動輪，所述傳動軸主動輪與所述發(fā)電機被動輪相嚙合，所述發(fā)電機被動輪安裝在所述發(fā)電機組的發(fā)電機轉(zhuǎn)軸上；
[0010]所述發(fā)電機組包括設(shè)置于所述機房內(nèi)的發(fā)電機轉(zhuǎn)軸、發(fā)電機;所述發(fā)電機轉(zhuǎn)軸連接于所述發(fā)電機。
[0011]該波浪能與風(fēng)能聯(lián)合發(fā)電裝置還包括旋轉(zhuǎn)升降系統(tǒng)，所述旋轉(zhuǎn)升降系統(tǒng)上部安裝所述波浪收集系統(tǒng)的所述集水廊道和所述排水廊道；
[0012]所述旋轉(zhuǎn)升降系統(tǒng)包括固定安裝于基礎(chǔ)的支撐粧柱，所述支撐粧柱上部固定安裝有旋轉(zhuǎn)升降粧柱，所述支撐粧柱頂面安裝有兩個布置在所述旋轉(zhuǎn)升降粧柱兩側(cè)的液壓千斤頂，所述液壓千斤頂支撐同軸設(shè)置于所述旋轉(zhuǎn)升降粧柱外部的旋轉(zhuǎn)升降箱體，所述旋轉(zhuǎn)升降箱體外部套設(shè)有底部錨固于所述支撐粧柱的旋轉(zhuǎn)套筒，所述旋轉(zhuǎn)套筒和所述旋轉(zhuǎn)升降箱體之間設(shè)置有防水橡膠套環(huán)；
[0013]所述旋轉(zhuǎn)升降粧柱底部穿過所述旋轉(zhuǎn)升降箱體的底板，并固定安裝在支撐粧柱上;所述旋轉(zhuǎn)升降箱體的底板上表面固定安裝有由旋轉(zhuǎn)平臺電機控制的旋轉(zhuǎn)電機主動輪，所述旋轉(zhuǎn)電機主動輪與設(shè)置于所述旋轉(zhuǎn)升降箱體底板上表面的旋轉(zhuǎn)平臺被動輪相嚙合，所述旋轉(zhuǎn)平臺被動輪套裝于所述旋轉(zhuǎn)升降粧柱外部，所述旋轉(zhuǎn)升降粧柱側(cè)壁設(shè)置有軸向的鍵槽滑道，所述旋轉(zhuǎn)平臺被動輪通過安裝在所述鍵槽滑道中的鍵與所述旋轉(zhuǎn)升降粧柱固定連接。
[0014]所述旋轉(zhuǎn)升降系統(tǒng)中，所述液壓千斤頂頂部設(shè)置有滾珠，所述旋轉(zhuǎn)升降箱體底板下表面對應(yīng)于所述滾珠設(shè)置有環(huán)形滑道。
[0015]所述旋轉(zhuǎn)升降系統(tǒng)中，所述旋轉(zhuǎn)平臺被動輪底面安裝有滾珠，所述旋轉(zhuǎn)升降箱體底板上表面對應(yīng)于所述滾珠設(shè)置有環(huán)形滑道。
[0016]所述齒輪傳動系統(tǒng)中，所述波浪軸錐棘輪和所述風(fēng)軸錐棘輪的結(jié)構(gòu)相同，均為由圓錐齒輪與內(nèi)齒式棘輪嵌套而成的組合式機構(gòu)，其外緣設(shè)置為錐齒輪、內(nèi)緣設(shè)置為內(nèi)棘輪、中心嵌裝有撥盤，所述撥盤上鉸接有徑向均布的主動棘爪，所述主動棘爪插入所述內(nèi)棘輪的齒槽內(nèi)；所述主動棘爪內(nèi)側(cè)通過彈簧保持與所述內(nèi)棘輪的良好接觸;所述撥盤中心固定連接于風(fēng)力驅(qū)動軸或波浪力驅(qū)動軸；
[0017]并且，所述波浪軸錐棘輪和所述風(fēng)軸錐棘輪上下對稱設(shè)置，以使所述波浪軸錐棘輪和所述風(fēng)軸錐棘輪在同視角下以相同的方向旋轉(zhuǎn)。
[0018]所述波能及風(fēng)能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中，多個所述波浪發(fā)電葉輪等間距的固定安裝于波浪力驅(qū)動軸上。
[0019]本發(fā)明的有益效果是:
[0020](一)本發(fā)明的波能和風(fēng)能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中，波浪軸錐棘輪采用錐齒輪與棘輪嵌套結(jié)構(gòu)，在有風(fēng)無浪的條件下風(fēng)力發(fā)電葉輪的旋轉(zhuǎn)不會引起波浪發(fā)電葉輪的旋轉(zhuǎn);風(fēng)軸錐棘輪采用錐齒輪與棘輪嵌套結(jié)構(gòu)，保證風(fēng)力發(fā)電葉輪驅(qū)動風(fēng)軸錐棘輪只沿一個方向轉(zhuǎn)動，且有浪無風(fēng)的條件下波浪發(fā)電葉輪的旋轉(zhuǎn)不會引起風(fēng)力發(fā)電葉輪的旋轉(zhuǎn);波浪軸錐棘輪與風(fēng)軸錐棘輪均與輸出錐齒輪相嚙合，使發(fā)電裝置連續(xù)高效地產(chǎn)生電能。
[0021](二)本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)升降系統(tǒng)可使波浪能與風(fēng)能聯(lián)合發(fā)電裝置對于不同水深，不同波浪來向的情況下均適用，提高了該發(fā)電裝置的發(fā)電效率，擴大了適用范圍。
[0022](三)本發(fā)明的波浪收集系統(tǒng)，其集水坡道能夠提高波浪能的吸收率，防止波浪向兩側(cè)滑落并提高波浪的重力勢能，有利于波浪的越浪，收集更多的波能;其排水廊道能夠保證波浪迅速排出發(fā)電裝置，保證了整個發(fā)電裝置工作的連續(xù)性及安全性;集水廊道和排水廊道能夠保證波浪單向流過發(fā)電裝置，使波浪發(fā)電葉輪單向旋轉(zhuǎn)。
[0023](四)本發(fā)明中采用軸流式波浪發(fā)電，且布置多個波浪發(fā)電葉輪，提高了波浪發(fā)電的效率。
[0024](五)本發(fā)明的機房固定在集水廊道上部，有效利用自身結(jié)構(gòu)支撐齒輪傳動系統(tǒng)以及發(fā)電機組，對裝置起到保護作用，延長裝置的使用壽命。
[0025](六)本發(fā)明采用齒輪傳動系統(tǒng)實現(xiàn)機械能向電能的轉(zhuǎn)換，齒輪傳動平穩(wěn)、傳動比精確、工作可靠、效率高、壽命長，使用的功率、速度及尺度范圍大。
[0026](七)本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，適用范圍較廣，成本較低，發(fā)電效率較高，能夠充分利用海洋資源。
【附圖說明】
[0027]圖1是本發(fā)明的波浪能與風(fēng)能聯(lián)合發(fā)電裝置的結(jié)構(gòu)給定視角立體局部剖分圖；
[0028]其中:1.集水坡道，2.集水廊道，3.波浪發(fā)電葉輪，4.波浪力驅(qū)動軸，5.風(fēng)力發(fā)電葉輪，6.風(fēng)力驅(qū)動軸，7.波浪軸錐棘輪，8.風(fēng)軸錐棘輪，9，輸出錐齒輪，10.傳動軸，11.傳動軸主動輪，12.發(fā)電機轉(zhuǎn)軸，13.發(fā)電機，14.發(fā)電機支座，15.機房，16.旋轉(zhuǎn)升降箱體，161.旋轉(zhuǎn)升降粧柱，162.旋轉(zhuǎn)平臺被動輪，163.旋轉(zhuǎn)電機主動輪，164.旋轉(zhuǎn)平臺電機，17.支撐粧柱，18.液壓千斤頂，19.排水廊道，23.基礎(chǔ)24.發(fā)電機被動輪，25.旋轉(zhuǎn)套筒，26.防水橡膠套環(huán)；
[0029]圖2是本發(fā)明的波浪能與風(fēng)能聯(lián)合發(fā)電裝置的俯視圖；
[0030]圖3是本發(fā)明的風(fēng)力發(fā)電葉輪的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031 ]圖4是本發(fā)明的風(fēng)軸錐棘輪的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]其中:81.彈簧，82.撥盤，83.主動棘爪，84.內(nèi)棘輪，85.錐齒輪；
[0033]圖5是本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)升降系統(tǒng)的局部剖視圖；
[0034]其中:20.鍵，21.第一滾珠，22.鍵槽滑道，181.第二滾珠，182.環(huán)形滑道。
【具體實施方式】
[0035]為能進一步了解本發(fā)明的內(nèi)容、特點及效果，茲例舉以下實施例，并配合附圖詳細說明如下:
[0036]如圖1和圖2所示，本實施例提供了一種波浪能與風(fēng)能聯(lián)合發(fā)電裝置，同時利用波浪能和風(fēng)能，該裝置主要包括:波浪收集系統(tǒng)、波能及風(fēng)能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、齒輪傳動系統(tǒng)、發(fā)電機組、旋轉(zhuǎn)升降系統(tǒng)。
[0037]波浪收集系統(tǒng)包括集水坡道1、集水廊道2和排水廊道19。用于收集波浪的集水坡道I采用楔形收縮坡道，防止波浪向兩側(cè)滑落并提高波浪的重力勢能，有利于波浪的越浪，收集更多的波能，提高波浪能的吸收率。集水坡道I與集水廊道2焊接相連，集水廊道2包括與集水坡道I連接的水平管道和與水平管道通過彎頭連接的豎直管道，集水廊道2的豎直管道通過彎頭連接排水廊道19的入口。集水廊道2將集水坡道I收集的波浪通過水平管道導(dǎo)入波能及風(fēng)能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，并流過設(shè)置于豎直管道內(nèi)的波浪發(fā)電葉輪3，排水廊道能夠保證波浪迅速排出發(fā)電裝置，以保證整個發(fā)電裝置工作的連續(xù)性及安全性。集水廊道2和排水廊道19共同焊接在旋轉(zhuǎn)升降系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)升降箱體16上部。
[0038]波能及風(fēng)能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)包括波浪發(fā)電葉輪3、波浪力驅(qū)動軸4、風(fēng)力發(fā)電葉輪5、風(fēng)力驅(qū)動軸6。三組波浪發(fā)電葉輪3等間距的通過螺紋安裝在波浪力驅(qū)動軸4上，波浪發(fā)電葉輪3與波浪力驅(qū)動軸4設(shè)置于集水廊道2的豎直管道內(nèi)，波浪力驅(qū)動軸4以安裝在集水廊道2上壁的滾動軸承以及安裝在集水廊道2下壁的止推軸承支撐。集水廊道2和排水廊道19的設(shè)計能夠保證波浪單向流過波能及風(fēng)能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，使波浪發(fā)電葉輪3單向旋轉(zhuǎn)。風(fēng)力發(fā)電葉輪5和風(fēng)力驅(qū)動軸6設(shè)置于集水廊道2上方的機房15頂部，機房15焊接在集水廊道2上壁外部。如圖3所示，風(fēng)力發(fā)電葉輪5以螺紋連接的方式安裝在風(fēng)力驅(qū)動軸6頂部，風(fēng)力驅(qū)動軸6通過安裝在機房15頂板上的滾動軸承支撐。
[0039]齒輪傳動系統(tǒng)包括設(shè)置于機房15內(nèi)的波浪軸錐棘輪7、風(fēng)軸錐棘輪8、輸出錐齒輪
9、傳動軸10、傳動軸主動輪11、發(fā)電機被動輪24。波浪力驅(qū)動軸4頂部向上穿過集水廊道2上壁延伸至機房15內(nèi)，波浪軸錐棘輪7以鍵連接的方式安裝于波浪力驅(qū)動軸4頂端。風(fēng)力驅(qū)動軸6底部向下穿過機房15頂板延伸至機房15內(nèi)，風(fēng)軸錐棘輪8以鍵連接的方式安裝于風(fēng)力驅(qū)動軸6底端。風(fēng)軸錐棘輪8和波浪軸錐棘輪7上下對稱設(shè)置且同時與輸出錐齒輪9相嚙合，輸出錐齒輪9以鍵連接的方式安裝于傳動軸10的一端，傳動軸10的另一端以鍵連接的方式安裝有傳動軸主動輪11，傳動軸主動輪11與發(fā)電機被動輪24相嚙合，發(fā)電機被動輪24以鍵連接的方式安裝在發(fā)電機組的發(fā)電機轉(zhuǎn)軸12上。
[0040]波浪軸錐棘輪7、風(fēng)軸錐棘輪8的具體結(jié)構(gòu)相同，都是由圓錐齒輪與內(nèi)齒式棘輪嵌套而成的組合式機構(gòu)。本實施例中僅以風(fēng)軸錐棘輪8為例做詳細說明，波浪軸錐棘輪7不再另行贅述。如圖4所示，風(fēng)軸錐棘輪8由彈簧81、撥盤82、主動棘爪83、內(nèi)棘輪84、錐齒輪85構(gòu)成。風(fēng)軸錐棘輪8的外緣設(shè)置為錐齒輪85，內(nèi)緣設(shè)置為內(nèi)棘輪84，中心嵌套有撥盤82 ；撥盤82上鉸接有兩個對稱設(shè)置的主動棘爪83，主動棘爪83插入內(nèi)棘輪85的齒槽內(nèi)；主動棘爪83內(nèi)側(cè)設(shè)置有彈簧81，彈簧81—端固定在撥盤82上，另一端抵頂于主動棘爪83上，使主動棘爪83與內(nèi)棘輪84保持良好接觸。撥盤82中心以鍵連接的方式與風(fēng)力驅(qū)動軸6相連，當(dāng)風(fēng)力驅(qū)動軸6帶動撥盤82順時針旋轉(zhuǎn)時，由于主動棘爪83插入內(nèi)棘輪85的齒槽內(nèi)，錐齒輪85隨之順時針轉(zhuǎn)動(圖3中方向)；當(dāng)風(fēng)力驅(qū)動軸6帶動撥盤82逆時針旋轉(zhuǎn)時，主動棘爪83滑過內(nèi)棘輪84的齒背，錐齒輪85不轉(zhuǎn)動。需要注意的是，波浪軸錐棘輪7和風(fēng)軸錐棘輪8上下對稱設(shè)置，這樣波浪軸錐棘輪7的內(nèi)棘輪和風(fēng)軸錐棘輪8的內(nèi)棘輪84也對稱，以保證在工作時波浪軸錐棘輪和風(fēng)軸錐棘輪能夠在同視角(均由上向下觀察或者均右下向上觀察)下以相同的方向旋轉(zhuǎn)。[0041 ]發(fā)電機組包括設(shè)置于機房15內(nèi)的發(fā)電機轉(zhuǎn)軸12、發(fā)電機13、發(fā)電機支座14。發(fā)電機轉(zhuǎn)軸12連接于發(fā)電機13，發(fā)電機13固定在發(fā)電機支座14上，發(fā)電機支座14固定安裝于機房15下底板。
[0042]結(jié)合圖5所示，旋轉(zhuǎn)升降系統(tǒng)主要包括旋轉(zhuǎn)升降箱體16、支撐粧柱17、液壓千斤頂
18、旋轉(zhuǎn)套筒25、防水橡膠套環(huán)26，旋轉(zhuǎn)升降箱體16內(nèi)設(shè)置有旋轉(zhuǎn)升降粧柱161、旋轉(zhuǎn)平臺被動輪162、旋轉(zhuǎn)電機主動輪163、旋轉(zhuǎn)平臺電機164。旋轉(zhuǎn)升降箱體16同軸地設(shè)置于旋轉(zhuǎn)升降粧柱161外部，能夠相對于旋轉(zhuǎn)升降粧柱161產(chǎn)生上下滑動和旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)升降粧柱161底部穿過旋轉(zhuǎn)升降箱體16的底板，并固定安裝在支撐粧柱17上。旋轉(zhuǎn)升降箱體16的底板上表面固定安裝有旋轉(zhuǎn)電機主動輪163，使旋轉(zhuǎn)電機主動輪163能夠與旋轉(zhuǎn)升降箱體16共同運動。旋轉(zhuǎn)電機主動輪163與設(shè)置在其上方的旋轉(zhuǎn)平臺電機164相連接，旋轉(zhuǎn)平臺電機164通過螺栓固定在旋轉(zhuǎn)升降箱體16側(cè)壁。旋轉(zhuǎn)電機主動輪163與設(shè)置于旋轉(zhuǎn)升降箱體16底板上表面的旋轉(zhuǎn)平臺被動輪162相嚙合，旋轉(zhuǎn)平臺被動輪162套裝于旋轉(zhuǎn)升降粧柱161外部，旋轉(zhuǎn)升降粧柱161側(cè)壁設(shè)置有軸向的鍵槽滑道22，旋轉(zhuǎn)平臺被動輪162通過安裝在鍵槽滑道22中的鍵20與旋轉(zhuǎn)升降粧柱161固定連接，以使旋轉(zhuǎn)平臺被動輪162可以隨著旋轉(zhuǎn)升降箱體16相對于旋轉(zhuǎn)升降粧柱161的升降而升降。旋轉(zhuǎn)平臺被動輪162底面安裝有第一滾珠21，旋轉(zhuǎn)升降箱體16底板上表面對應(yīng)于第一滾珠21設(shè)置有環(huán)形滑道182，這樣旋轉(zhuǎn)升降箱體16可以在旋轉(zhuǎn)運動時相對于旋轉(zhuǎn)平臺被動輪162產(chǎn)生相對滑動。支撐粧柱17固定安裝于基礎(chǔ)23上，頂面安裝有兩個液壓千斤頂18;兩個液壓千斤頂18對稱布置在旋轉(zhuǎn)升降粧柱161的兩側(cè)，并支撐于旋轉(zhuǎn)升降箱體16底部，以帶動旋轉(zhuǎn)升降箱體16上升或下降。液壓千斤頂18頂部安裝第二滾珠181，旋轉(zhuǎn)升降箱體16底板下表面對應(yīng)于第二滾珠181設(shè)置有環(huán)形滑道182，以使旋轉(zhuǎn)升降箱體16可以在旋轉(zhuǎn)運動時相對于液壓千斤頂18產(chǎn)生相對滑動。旋轉(zhuǎn)升降箱體16外部套設(shè)有旋轉(zhuǎn)套筒25，旋轉(zhuǎn)套筒25底部錨固于支撐粧柱17上部。旋轉(zhuǎn)套筒25與旋轉(zhuǎn)升降箱體16之間設(shè)置有防水橡膠套環(huán)26，防水橡膠套環(huán)26與旋轉(zhuǎn)套筒25緊密貼合并涂有潤滑油，使旋轉(zhuǎn)升降箱體16能夠相對旋轉(zhuǎn)套筒25在密封環(huán)境下自由旋轉(zhuǎn)和升降。
[0043]本發(fā)明的波浪能與風(fēng)能聯(lián)合發(fā)電裝置的工作原理是:
[0044]波浪從集水坡道I上升進入集水廊道2中，利用越浪水體產(chǎn)生的沖擊力和重力勢能驅(qū)動波浪發(fā)電葉輪3旋轉(zhuǎn)，帶動波浪力驅(qū)動軸4旋轉(zhuǎn)，進而帶動與之相連的波浪軸錐棘輪7的旋轉(zhuǎn)。在風(fēng)的驅(qū)動下，風(fēng)力發(fā)電葉輪5旋轉(zhuǎn)，帶動風(fēng)力驅(qū)動軸6旋轉(zhuǎn)，進而帶動與之相連的風(fēng)軸錐棘輪8的旋轉(zhuǎn)。風(fēng)軸錐棘輪8內(nèi)嵌有主動棘爪83，使風(fēng)力發(fā)電葉輪5在不同風(fēng)向的驅(qū)動下，風(fēng)軸錐棘輪8只能朝一個方向旋轉(zhuǎn)或者不旋轉(zhuǎn)。當(dāng)有浪無風(fēng)時，波浪發(fā)電葉輪3的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動波浪力驅(qū)動軸4旋轉(zhuǎn)，進而驅(qū)動波浪軸錐棘輪7旋轉(zhuǎn)，帶動與之相嚙合的輸出錐齒輪9旋轉(zhuǎn)，此時，與輸出錐齒輪9相嚙合的風(fēng)軸錐棘輪8旋轉(zhuǎn)，由于風(fēng)軸錐棘輪8的作用，風(fēng)力驅(qū)動軸6與風(fēng)力發(fā)電葉輪5均不轉(zhuǎn)動;有風(fēng)無浪時，風(fēng)驅(qū)動風(fēng)力發(fā)電葉輪5轉(zhuǎn)動，帶動風(fēng)力驅(qū)動軸6旋轉(zhuǎn)，進而帶動與風(fēng)力驅(qū)動軸6相連的風(fēng)軸錐棘輪8旋轉(zhuǎn)，由于風(fēng)軸錐棘輪8中內(nèi)棘輪84的作用，使其只能朝一個方向旋轉(zhuǎn)，并帶動與之嚙合的輸出錐齒輪9旋轉(zhuǎn)，輸出錐齒輪9帶動與之嚙合的波浪軸錐棘輪7旋轉(zhuǎn)，由于波浪軸錐棘輪7內(nèi)嵌主動棘爪83的作用，波浪軸錐棘輪7的旋轉(zhuǎn)不能帶動波浪力驅(qū)動軸4的旋轉(zhuǎn)；當(dāng)風(fēng)與浪同時作用時，轉(zhuǎn)速較慢的葉輪不起作用，輸出錐齒輪9與與之嚙合的風(fēng)軸錐棘輪8和波浪軸錐齒輪7中轉(zhuǎn)速較快的一個轉(zhuǎn)速相同。輸出錐齒輪9的轉(zhuǎn)動帶動傳動軸10的轉(zhuǎn)動，進而帶動傳動軸主動輪11的旋轉(zhuǎn)。傳動軸主動輪11帶動與之嚙合的發(fā)電機被動輪24旋轉(zhuǎn)，進而帶動發(fā)電機轉(zhuǎn)軸12旋轉(zhuǎn)，進行發(fā)電。齒輪傳動系統(tǒng)能夠保證發(fā)電裝置在大部分時候(除風(fēng)力發(fā)電葉輪逆時針旋轉(zhuǎn)時之外)連續(xù)高效的進行發(fā)電，提高了發(fā)電效率以及海洋能源利用率。齒輪傳動系統(tǒng)、發(fā)電機組置于機房15內(nèi)，減少海水對各部件的侵蝕。
[0045]旋轉(zhuǎn)升降系統(tǒng)可根據(jù)不同水位及波浪來向使波浪能與風(fēng)能聯(lián)合發(fā)電裝置進行旋轉(zhuǎn)與升降，調(diào)整集水坡道位置使其盡可能多的收集波浪，以保障發(fā)電裝置有較高的發(fā)電效率以及較廣的應(yīng)用范圍。在旋轉(zhuǎn)升降箱體16底板下部布置兩個液壓千斤頂18，能夠控制旋轉(zhuǎn)升降箱體16自由升降。液壓千斤頂18上安裝有第二滾珠181，使其在旋轉(zhuǎn)升降箱體16下部的環(huán)形滑道182上滑動，減小了構(gòu)件之間的摩擦。旋轉(zhuǎn)升降箱體16底板上表面安裝有旋轉(zhuǎn)平臺被動輪162，旋轉(zhuǎn)電機主動輪163固定安裝在旋轉(zhuǎn)升降箱體16底板上表面并與旋轉(zhuǎn)箱體被動輪162相嚙合。旋轉(zhuǎn)升降粧柱161—側(cè)設(shè)有鍵槽滑道22，當(dāng)旋轉(zhuǎn)升降箱體16在液壓千斤頂18的作用下升降時，旋轉(zhuǎn)箱體被動輪162隨著鍵20在鍵槽滑道22內(nèi)上下滑動而隨旋轉(zhuǎn)升降箱體16—同升降。旋轉(zhuǎn)升降粧柱161固定在支撐粧柱17上，旋轉(zhuǎn)平臺被動輪162通過鍵20固定在旋轉(zhuǎn)升降粧柱161上，旋轉(zhuǎn)電機主動輪163固定在旋轉(zhuǎn)升降箱體16上，在旋轉(zhuǎn)平臺電機164的帶動下，旋轉(zhuǎn)電機主動輪163帶動旋轉(zhuǎn)升降箱體16共同旋轉(zhuǎn)。在旋轉(zhuǎn)升降箱體16與支撐粧柱17之間用旋轉(zhuǎn)套筒25與防水橡膠套環(huán)26進行密封，既確保裝置在水下的部分不透水，又保證了旋轉(zhuǎn)升降箱體16的自由旋轉(zhuǎn)與升降。波浪能與風(fēng)能聯(lián)合發(fā)電裝置的自由旋轉(zhuǎn)與升降可使其對于不同水深，不同波浪來向的情況下均適用，提高了發(fā)電效率，擴大了適用范圍。
[0046]盡管上面結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行了描述，但是本發(fā)明并不局限于上述的【具體實施方式】，上述的【具體實施方式】僅僅是示意性的，并不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離發(fā)明宗旨和權(quán)利要求所保護的范圍情況下，還可以作出很多形式的具體變換，這些均屬于本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種波浪能與風(fēng)能聯(lián)合發(fā)電裝置，其特征在于，包括波浪收集系統(tǒng)、波能及風(fēng)能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、齒輪傳動系統(tǒng)和發(fā)電機組； 所述波浪收集系統(tǒng)包括集水坡道、集水廊道和排水廊道，所述集水坡道末端與所述集水廊道連接，所述集水廊道的出口和所述排水廊道的入口連接； 所述波能及風(fēng)能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)包括波浪發(fā)電葉輪、波浪力驅(qū)動軸、風(fēng)力發(fā)電葉輪、風(fēng)力驅(qū)動軸;所述波浪發(fā)電葉輪與所述波浪力驅(qū)動軸設(shè)置于所述集水廊道內(nèi)，所述波浪發(fā)電葉輪固定安裝在所述波浪力驅(qū)動軸上，所述波浪力驅(qū)動軸以安裝在所述集水廊道上壁的滾動軸承和安裝在所述集水廊道下壁的止推軸承支撐;所述風(fēng)力發(fā)電葉輪和所述風(fēng)力驅(qū)動軸設(shè)置于所述集水廊道上方的機房頂部，所述機房焊接在所述集水廊道上壁外部，所述風(fēng)力發(fā)電葉輪固定安裝在所述風(fēng)力驅(qū)動軸頂部，所述風(fēng)力驅(qū)動軸通過安裝在所述機房頂板的滾動軸承支撐； 所述齒輪傳動系統(tǒng)包括設(shè)置于所述機房內(nèi)的波浪軸錐棘輪、風(fēng)軸錐棘輪、輸出錐齒輪、傳動軸、傳動軸主動輪、發(fā)電機被動輪;所述波浪軸錐棘輪安裝于所述波浪力驅(qū)動軸頂端，所述風(fēng)軸錐棘輪安裝于所述風(fēng)力驅(qū)動軸底端，所述風(fēng)軸錐棘輪和所述波浪軸錐棘輪上下對稱設(shè)置且同時與所述輸出錐齒輪相嚙合，所述輸出錐齒輪通過所述傳動軸連接所述傳動軸主動輪，所述傳動軸主動輪與所述發(fā)電機被動輪相嚙合，所述發(fā)電機被動輪安裝在所述發(fā)電機組的發(fā)電機轉(zhuǎn)軸上； 所述發(fā)電機組包括設(shè)置于所述機房內(nèi)的發(fā)電機轉(zhuǎn)軸、發(fā)電機;所述發(fā)電機轉(zhuǎn)軸連接于所述發(fā)電機。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種波浪能與風(fēng)能聯(lián)合發(fā)電裝置，其特征在于，該波浪能與風(fēng)能聯(lián)合發(fā)電裝置還包括旋轉(zhuǎn)升降系統(tǒng)，所述旋轉(zhuǎn)升降系統(tǒng)上部安裝所述波浪收集系統(tǒng)的所述集水廊道和所述排水廊道； 所述旋轉(zhuǎn)升降系統(tǒng)包括固定安裝于基礎(chǔ)的支撐粧柱，所述支撐粧柱上部固定安裝有旋轉(zhuǎn)升降粧柱，所述支撐粧柱頂面安裝有兩個布置在所述旋轉(zhuǎn)升降粧柱兩側(cè)的液壓千斤頂，所述液壓千斤頂支撐同軸設(shè)置于所述旋轉(zhuǎn)升降粧柱外部的旋轉(zhuǎn)升降箱體，所述旋轉(zhuǎn)升降箱體外部套設(shè)有底部錨固于所述支撐粧柱的旋轉(zhuǎn)套筒，所述旋轉(zhuǎn)套筒和所述旋轉(zhuǎn)升降箱體之間設(shè)置有防水橡膠套環(huán)； 所述旋轉(zhuǎn)升降粧柱底部穿過所述旋轉(zhuǎn)升降箱體的底板，并固定安裝在支撐粧柱上;所述旋轉(zhuǎn)升降箱體的底板上表面固定安裝有由旋轉(zhuǎn)平臺電機控制的旋轉(zhuǎn)電機主動輪，所述旋轉(zhuǎn)電機主動輪與設(shè)置于所述旋轉(zhuǎn)升降箱體底板上表面的旋轉(zhuǎn)平臺被動輪相嚙合，所述旋轉(zhuǎn)平臺被動輪套裝于所述旋轉(zhuǎn)升降粧柱外部，所述旋轉(zhuǎn)升降粧柱側(cè)壁設(shè)置有軸向的鍵槽滑道，所述旋轉(zhuǎn)平臺被動輪通過安裝在所述鍵槽滑道中的鍵與所述旋轉(zhuǎn)升降粧柱固定連接。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種波浪能與風(fēng)能聯(lián)合發(fā)電裝置，其特征在于，所述液壓千斤頂頂部設(shè)置有滾珠，所述旋轉(zhuǎn)升降箱體底板下表面對應(yīng)于所述滾珠設(shè)置有環(huán)形滑道。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種波浪能與風(fēng)能聯(lián)合發(fā)電裝置，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)平臺被動輪底面安裝有滾珠，所述旋轉(zhuǎn)升降箱體底板上表面對應(yīng)于所述滾珠設(shè)置有環(huán)形滑道。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種波浪能與風(fēng)能聯(lián)合發(fā)電裝置，其特征在于，所述波浪軸錐棘輪和所述風(fēng)軸錐棘輪的結(jié)構(gòu)相同，均為由圓錐齒輪與內(nèi)齒式棘輪嵌套而成的組合式機構(gòu)，其外緣設(shè)置為錐齒輪、內(nèi)緣設(shè)置為內(nèi)棘輪、中心嵌裝有撥盤，所述撥盤上鉸接有徑向均布的主動棘爪，所述主動棘爪插入所述內(nèi)棘輪的齒槽內(nèi)；所述主動棘爪內(nèi)側(cè)通過彈簧保持與所述內(nèi)棘輪的良好接觸;所述撥盤中心固定連接于風(fēng)力驅(qū)動軸或波浪力驅(qū)動軸； 所述波浪軸錐棘輪和所述風(fēng)軸錐棘輪上下對稱設(shè)置，以使所述波浪軸錐棘輪和所述風(fēng)軸錐棘輪在同視角下以相同的方向旋轉(zhuǎn)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種波浪能與風(fēng)能聯(lián)合發(fā)電裝置，其特征在于，多個所述波浪發(fā)電葉輪等間距的固定安裝于波浪力驅(qū)動軸上。
【文檔編號】F03D15/10GK105986956SQ201610554264
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2016年7月14日
【發(fā)明人】李大鳴, 甄珠
【申請人】天津大學(xué)