浮漂式海浪發(fā)電裝置的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型為浮漂式海浪發(fā)電裝置。其為一種相對(duì)式的利用海浪波峰與波谷的水面差的相對(duì)運(yùn)動(dòng)變化能來(lái)進(jìn)行發(fā)電的。它是由杠桿(1020、2020、)連接浮塢(1010、2010、)與浮漂(1040、2040、)及雙飛輪齒輪(1030、2030、)及發(fā)電機(jī)(1050、2050)組成，當(dāng)浮塢或浮漂一個(gè)在海浪峰位時(shí)，另一個(gè)則在海浪的谷位，而隨著海浪的前進(jìn)，兩點(diǎn)的相對(duì)高度則會(huì)逐漸發(fā)生變化，當(dāng)浮塢向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，浮漂則向上運(yùn)動(dòng)，由此杠桿則成了一個(gè)翹翹板，兩端會(huì)隨著海浪的不斷運(yùn)行而上下運(yùn)動(dòng)，這時(shí)在杠桿端的齒輪條就會(huì)驅(qū)動(dòng)雙飛輪齒輪系統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)驅(qū)動(dòng)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電了。在大?；虼笱笾心芊胖枚鄠€(gè)這種浮漂發(fā)電裝置組成陣列，由一個(gè)母浮塢統(tǒng)領(lǐng)，構(gòu)成一個(gè)適當(dāng)規(guī)模的電站，給海洋開(kāi)發(fā)或航船提供電能。
【專(zhuān)利說(shuō)明】浮漂式海浪發(fā)電裝置 -技術(shù)領(lǐng)域：
[0001 ]本實(shí)用新型是一種利用海浪的能量進(jìn)行發(fā)電的新機(jī)械裝置。 二【背景技術(shù)】：
[0002] 海浪是海洋中具有的一種可再生能源，常言道海中無(wú)風(fēng)=尺浪，可見(jiàn)海浪是海洋 中的一種常態(tài)。海浪實(shí)際上是海水表面的水波，且運(yùn)種波是連續(xù)不斷的，一個(gè)接一個(gè)的向前 推進(jìn)的。運(yùn)種波浪能是海洋表面波浪所具有的動(dòng)能和勢(shì)能。波浪的能量與波高h(yuǎn)的平方、波 浪的運(yùn)動(dòng)周期TW及迎波面的寬度S成正比。波浪能是由風(fēng)把能量傳遞給海洋而產(chǎn)生的，它 實(shí)質(zhì)上是吸收了風(fēng)能而形成的。能量傳遞速率和風(fēng)速有關(guān)，也和風(fēng)與水相互作用的距離有 關(guān)。運(yùn)種可再生能源是既不消耗任何燃料和資源，又不產(chǎn)生任何污染的潔凈能源。與其它再 生能源比，波浪比風(fēng)的能量更集中，雖然風(fēng)可W達(dá)到很高的速度，但海浪卻會(huì)比風(fēng)更有力 量，因?yàn)樗拿芏仁强諝饷芏鹊?32倍。當(dāng)波浪開(kāi)始向前移動(dòng)時(shí)，是沉重且強(qiáng)有力的。由此海 浪能源應(yīng)被選為人類(lèi)商業(yè)化運(yùn)營(yíng)的可再生能源之一。
[0003] 目前利用海浪進(jìn)行發(fā)電的裝置，從1799年法國(guó)的一對(duì)父子開(kāi)始，到現(xiàn)代海浪發(fā)電 已有多種專(zhuān)利，也有很多已發(fā)電了的設(shè)備在運(yùn)行?，F(xiàn)在海浪發(fā)電的形式中最多采用的是機(jī) 械式，如抽水式、抽氣式、累式等等，當(dāng)然也有其它方式，如最近美國(guó)新近提出的利用海浪與 膜的摩擦發(fā)電等。但現(xiàn)在海浪發(fā)電應(yīng)用中，大都是固定式，或稱(chēng)絕對(duì)式，即只是利用固定位 置的波浪，也就是在固定位置上(一個(gè)固定的點(diǎn)）收集波浪水面高低變化所產(chǎn)生的能量。運(yùn) 種方法大多是不可能距海岸太遠(yuǎn)，更存在著固定困難與成本太高的問(wèn)題，這正是產(chǎn)生要解 決海浪發(fā)電問(wèn)題的原因。
[0004] 目前發(fā)電技術(shù)已經(jīng)是成熟的技術(shù)，如有風(fēng)力發(fā)電、各種動(dòng)力帶動(dòng)的發(fā)電機(jī)等。即只 要有機(jī)械能就可W用各種機(jī)械系統(tǒng)方便的將其轉(zhuǎn)化為電能，也就是利用機(jī)械能進(jìn)行發(fā)電。 H
【發(fā)明內(nèi)容】
：
[000引為了克服固定位置上(一個(gè)固定的點(diǎn)）收集波浪水面高低變化所產(chǎn)生的能量發(fā)電 帶來(lái)的系列問(wèn)題，本實(shí)用新型是利用海面上兩個(gè)點(diǎn)的海浪水面相對(duì)位置變化運(yùn)動(dòng)能進(jìn)行發(fā) 電的。本新型是由浮巧（1010、2010)與浮漂（1040、2040)的兩個(gè)漂浮物組成(如圖1、2)，當(dāng)一 個(gè)在海浪峰位時(shí)，另一個(gè)則在海浪的谷位，而隨著海浪的前進(jìn)，兩點(diǎn)的相對(duì)高度則會(huì)逐漸發(fā) 生變化，運(yùn)種變化也是波浪式的，即當(dāng)浮巧向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，浮漂則向上運(yùn)動(dòng)，其二者間用支點(diǎn) 固定在浮巧上的聯(lián)接杠桿（1020、2020)相連接，由此杠桿則成了一個(gè)翅翅板，兩端會(huì)隨著海 浪的不斷運(yùn)行而上下運(yùn)動(dòng)，運(yùn)時(shí)在浮巧杠桿（1020、2020)端的齒輪條就會(huì)驅(qū)動(dòng)齒輪系統(tǒng)轉(zhuǎn) 動(dòng)起來(lái)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電了。而浮巧與浮漂之間的距離L應(yīng)當(dāng)保持在：
，其中n 為自然數(shù)1、2、…等，A為海浪波的波長(zhǎng)，W保證浮巧與浮漂間的相對(duì)位置一個(gè)在海浪的波峰 另一個(gè)在波谷。一般取n為1，若浮巧與浮漂大且波浪太高或波浪的周期不同也可取n為2或 3。但n的取值不能太大，因?yàn)楦軛U太長(zhǎng)不僅不利結(jié)構(gòu)的堅(jiān)實(shí)與穩(wěn)定，同時(shí)也加長(zhǎng)了浮漂端的 力臂，相對(duì)減少了浮巧發(fā)電端的力臂，不利發(fā)電。
[0006] 本實(shí)用新型也是一種機(jī)械式海浪發(fā)電裝置，但它卻是一種相對(duì)式的。所謂相對(duì)式 是利用海浪波峰與波谷兩點(diǎn)的水面差的相對(duì)變化，來(lái)進(jìn)行發(fā)電的。具體為其是由浮巧 (1010、2010)、連接浮巧與浮漂支點(diǎn)固定于浮巧上帶有端齒條的杠桿（1020、2020)、雙飛輪 齒輪系統(tǒng)（1030、2030)、浮漂（1040、2040)、發(fā)電機(jī)系統(tǒng)（1050、2050)、浮巧錯(cuò)（1060)、固定浮 巧與浮漂距離的鏈條（1070)、穩(wěn)定浮巧與浮漂的穩(wěn)定墜（1080)組成，其特征是當(dāng)浮巧 (1010、2010)處在海浪峰位時(shí)，杠桿（1020、2020)的浮巧端也處于高位，而此時(shí)浮漂則處于 海浪的谷位，杠桿（1020、2020)的浮漂端也就處在低位，而當(dāng)海浪運(yùn)動(dòng)后，則浮巧（1010、 2010)逐漸變?yōu)楹＠斯任?，杠桿（1020、2020)的浮巧端也就變?yōu)榈臀?，而此時(shí)浮漂則處于海 浪的高位，杠桿（1020、2020)的浮漂端也就處在高位，由于杠桿（1020、2020)的支點(diǎn)固定在 浮巧上，運(yùn)時(shí)隨海浪的不斷運(yùn)動(dòng)杠桿浮巧端實(shí)際上是W支點(diǎn)為園屯、作上下運(yùn)動(dòng)，運(yùn)時(shí)浮巧 端杠桿齒條就會(huì)驅(qū)動(dòng)安裝在浮巧上的雙飛輪齒輪裝置系統(tǒng)（1030、2030)的結(jié)構(gòu)帶動(dòng)發(fā)電機(jī) 系統(tǒng)（1050、2050)發(fā)電，也就是利用浮巧（1010、2010)與浮漂（1040、2040)兩點(diǎn)海浪水面相 對(duì)高低運(yùn)動(dòng)變化的能量，推動(dòng)聯(lián)接浮巧與浮漂的杠桿(1020、2020)兩端上下運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)杠桿 浮巧端齒條驅(qū)動(dòng)雙飛輪齒輪系統(tǒng)（1030、2030)轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)系統(tǒng)（1050、2050)發(fā)電，為了 充分利用波浪上下運(yùn)動(dòng)的能量本新型采用了雙飛輪齒輪裝置系統(tǒng)（1030、2030)的結(jié)構(gòu)。運(yùn) 樣也就是改變了現(xiàn)有海浪發(fā)電是利用海面上固定一點(diǎn)波浪水面上下波動(dòng)能量的發(fā)電裝置， 為利用浮巧（1〇1〇、2010)與浮漂（1040、2040)兩點(diǎn)海浪水面相對(duì)運(yùn)動(dòng)的能量發(fā)電，并為了充 分利用波浪上下運(yùn)動(dòng)能量采用了連接浮巧與浮漂的杠桿(1020、2020)端齒條上下移動(dòng)推動(dòng) 的雙飛輪齒輪系統(tǒng)（1030、2030)的結(jié)構(gòu)，驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)系統(tǒng)（1050、2050)發(fā)電的裝置。運(yùn)里的 浮巧（1010、2010)與浮漂（1040、2040)必須是浮在水面上，必須隨海浪的上下波動(dòng)而波動(dòng)， 又必須有一定的體積與重量，W將波浪的能量最大的轉(zhuǎn)化為杠桿的運(yùn)動(dòng)能。同時(shí)為了能使 運(yùn)種杠桿系統(tǒng)保持穩(wěn)定，浮巧與浮漂皆必須保持在一種不倒翁的狀態(tài)下，為此在其下吊裝 了穩(wěn)定墜（1080)，從而大大降低了它們的重屯、，增加了穩(wěn)定性。為了保護(hù)齒輪系統(tǒng)及發(fā)電系 統(tǒng)不被海水侵蝕及抗風(fēng)浪能力，浮巧做成潛水艇的形式，將齒輪系統(tǒng)及發(fā)電系統(tǒng)全部包入 其內(nèi)，只是將杠桿伸入并可上下轉(zhuǎn)動(dòng)。而浮巧與浮漂之間的距離，是由連接鏈條（1070)連接 并保持一定距離(長(zhǎng)度為U，但隨著波浪的波長(zhǎng)變化及波浪的前進(jìn)，其是可W進(jìn)行適當(dāng)調(diào)節(jié) 的，同時(shí)浮漂（1040、2040)還會(huì)發(fā)生一定搖擺，由此杠桿與浮漂間不是完全固定的，而是可 W進(jìn)行一定的滑動(dòng)或擺動(dòng)變化自動(dòng)調(diào)節(jié)的。浮漂式發(fā)電裝置系統(tǒng)是靠錯(cuò)（1060)固定在海洋 中確定位置上的，運(yùn)時(shí)要求錯(cuò)定穩(wěn)定，同時(shí)由于錯(cuò)定是一點(diǎn)固定且鏈條是軟的，可W自動(dòng)保 證浮漂式發(fā)電系統(tǒng)永遠(yuǎn)是順波浪前進(jìn)方向的，運(yùn)又進(jìn)一步保證了全系統(tǒng)在風(fēng)浪中的穩(wěn)定 性，從而確保發(fā)電能正常進(jìn)行。
[0007] 杠桿是上下運(yùn)動(dòng)的，而要想將運(yùn)種運(yùn)動(dòng)能變?yōu)榘l(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)能，且要將上下運(yùn)動(dòng) 的能量都轉(zhuǎn)化成發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)能，又由于波浪的高度并不是一成不變的，其是隨風(fēng)浪的大 小而有行程高低變化的，即杠桿上下運(yùn)動(dòng)的行程是隨波浪水面高低變化而變化的，故不能 采用曲軸式的由往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化成轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)械系統(tǒng)，而是要用一種特殊的齒輪結(jié)構(gòu)-雙飛輪 齒輪系統(tǒng)（1030、2030)，運(yùn)種雙飛輪齒輪系統(tǒng)（1030、2030)是由杠桿（1020、2020)端齒條驅(qū) 動(dòng)的軸齒輪(2031)、左內(nèi)飛輪內(nèi)齒板(3032)、左外飛輪內(nèi)外齒輪(3033)、右內(nèi)飛輪內(nèi)齒板 (3034)、右內(nèi)飛輪內(nèi)外齒輪(3035)及左傳動(dòng)換向齒輪(3036)組成，其特征是將現(xiàn)有的單一 方向飛輪齒輪驅(qū)動(dòng)的結(jié)構(gòu)裝置改為雙飛輪齒輪，能將上、下不同行程的運(yùn)動(dòng)能都充分轉(zhuǎn)化 為轉(zhuǎn)動(dòng)能，其過(guò)程為當(dāng)杠桿端齒條向下運(yùn)動(dòng)時(shí)驅(qū)動(dòng)軸齒輪(2031)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)并帶動(dòng)右內(nèi)飛 輪內(nèi)齒板(3032)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，運(yùn)時(shí)齒板端卡針會(huì)卡住右外飛輪內(nèi)外齒輪(3033)使其跟隨順 時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，但運(yùn)時(shí)左內(nèi)飛輪內(nèi)齒板(3034)也同時(shí)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，但齒板端卡針卻不能卡住左 內(nèi)飛輪內(nèi)外齒輪(3035)，并不會(huì)被驅(qū)動(dòng)，當(dāng)杠桿端齒條向上運(yùn)動(dòng)時(shí)驅(qū)動(dòng)軸齒輪(2031)逆時(shí) 針轉(zhuǎn)動(dòng)將帶動(dòng)左內(nèi)飛輪內(nèi)齒板(3034)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，運(yùn)時(shí)齒板端卡針會(huì)卡住左外飛輪內(nèi)外齒 輪(3036)使其跟隨著逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，但運(yùn)時(shí)右內(nèi)飛輪內(nèi)齒板(3034)雖也同時(shí)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，但 齒板端卡針卻不能卡住右內(nèi)飛輪內(nèi)外齒輪(3033)，也不會(huì)被驅(qū)動(dòng)。由于連接浮巧與浮漂的 杠桿（1020、2020)端齒條上下運(yùn)動(dòng)推動(dòng)的左右飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反，為使它們能W同一轉(zhuǎn)動(dòng) 的方向驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)，在左飛輪齒輪外又加有一個(gè)換向齒輪(3036)，運(yùn)樣就完成了聯(lián)接浮巧 與浮漂杠桿(1020、2020)上下運(yùn)動(dòng)的機(jī)械能完全轉(zhuǎn)化為同向轉(zhuǎn)動(dòng)能，去驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電了。 [000引同時(shí)在廣大的海洋中，浮巧（1010、2010)與浮漂（1040、2040)能錯(cuò)定在海洋中的任 意地點(diǎn)，其特征是可同時(shí)放置多個(gè)浮巧與浮漂在海洋水面上，構(gòu)成一個(gè)陣列，其中還可設(shè)置 一個(gè)母浮巧，將各子浮巧上發(fā)出的電就近輸?shù)侥父∏蛇M(jìn)行初步處理與應(yīng)用，或統(tǒng)一輸出到 用電處如陸地、海島等處進(jìn)行利用。 四【附圖說(shuō)明】：
[0009] 圖1為浮漂式海浪發(fā)電裝置原理側(cè)向示意圖，其中（1010)為浮巧、（1020)為支點(diǎn)固 定在浮巧上連接浮巧與浮漂的帶有端齒條的杠桿、（1030)為雙飛輪齒輪系統(tǒng)、（1040)為浮 漂、（1050)為發(fā)電機(jī)系統(tǒng)、（1060)為浮巧錯(cuò)、（1070)為固定浮巧與浮漂距離的鏈條、（1080) 為穩(wěn)定墜、（1090)為海浪水面。
[0010] 圖2為浮漂式海浪發(fā)電裝置原理頂向示意圖，其中（2010)為浮巧、（2020)為支點(diǎn)固 定在浮巧上連接浮巧與浮漂的帶有端齒條的杠桿、（2030)為雙飛輪齒輪系統(tǒng)、（2040)為浮 漂、（2050)為發(fā)電機(jī)系統(tǒng)。
[0011] 圖3為雙飛輪齒輪原理示意圖，其中（3031)為軸齒輪、（3032)為左內(nèi)飛輪內(nèi)齒板、 (3033)為左外飛輪內(nèi)外齒輪、（30%)為右內(nèi)飛輪內(nèi)齒板、（3035)為右內(nèi)飛輪內(nèi)外齒輪、 (3036)為左傳動(dòng)換向齒輪。 五【具體實(shí)施方式】：
[0012] 浮巧實(shí)際上為一個(gè)小船，浮漂實(shí)際上是一個(gè)浮筒，它們?cè)谝话愕脑齑瑥S(chǎng)皆可制造， 發(fā)電機(jī)也可據(jù)實(shí)際情況選用適當(dāng)功率的發(fā)電機(jī)，能量轉(zhuǎn)化的齒輪系統(tǒng)只是一般的機(jī)加工 件，連接浮巧與浮漂的杠桿由兩根圓鋼長(zhǎng)桿構(gòu)成，運(yùn)些都不存在制造問(wèn)題。
[0013] 對(duì)于大洋大海而言，運(yùn)種浮漂式發(fā)電裝置系統(tǒng)很小，可W在海面上布置很多個(gè)運(yùn) 種浮漂式發(fā)電船組成為一個(gè)陣列，而在運(yùn)個(gè)陣列中設(shè)一個(gè)母浮巧，所有子浮巧發(fā)的電都匯 聚到運(yùn)個(gè)母浮巧處，進(jìn)行變電處理，運(yùn)樣可W將發(fā)電不很大的多個(gè)子浮巧發(fā)出的電匯聚起 來(lái)，也就比較好的解決了每個(gè)子浮巧發(fā)電的輸出問(wèn)題?，F(xiàn)在要大力對(duì)海洋進(jìn)行開(kāi)發(fā)，如鉆 井、採(cǎi)礦、養(yǎng)殖等等，都需要能源，也需要淡水，運(yùn)種母浮巧則成為海上的發(fā)電廠(chǎng)，會(huì)不斷的 提供電力能源，同時(shí)也可利用電能進(jìn)行海水淡化，提供海上的淡水供應(yīng)。運(yùn)種浮于海上的電 站，也會(huì)成為海上航行船只的電能供給站，或淡水供應(yīng)站。只要將運(yùn)種母浮巧沿船航道或海 洋開(kāi)發(fā)處、島蝸附近設(shè)置，則會(huì)提供源源不斷的電能及淡水，自然也可從運(yùn)母浮巧上用電纜 拉到陸地，成為常規(guī)電源。
[0014]最后特別指出，運(yùn)種浮漂式海浪發(fā)電裝置設(shè)備是一種利用海浪能的可再生能源設(shè) 備，就如艦船一樣，對(duì)相關(guān)海洋生物和海洋水流不會(huì)產(chǎn)生任何影響，即在海洋中放置運(yùn)種發(fā) 電設(shè)備不會(huì)改變海洋原來(lái)的任何自然環(huán)境和生態(tài)環(huán)境，從而也就不會(huì)帶來(lái)任何負(fù)面的生態(tài) 影響問(wèn)題。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.浮漂式海浪發(fā)電裝置，其是一種利用海洋上的海浪進(jìn)行發(fā)電的機(jī)械裝置，由浮塢 (1010、2010)、連接浮塢與浮漂支點(diǎn)固定于浮塢上帶有端齒條的杠桿（1020、2020)、雙飛輪 齒輪系統(tǒng)（1030、2030)、浮漂（1040、2040)、發(fā)電機(jī)系統(tǒng)（1050、2050)、浮塢錨（1060)、固定浮 塢與浮漂距離的鏈條（1070)、穩(wěn)定浮塢與浮漂的穩(wěn)定墜（1080)組成的發(fā)電裝置，其特征是 當(dāng)浮塢（1010、2010)處在海浪峰位時(shí)，杠桿（1020、2020)的浮塢端也處于高位，而此時(shí)浮漂 則處于海浪的谷位，杠桿（1020、2020)的浮漂端也就處在低位，而當(dāng)海浪運(yùn)動(dòng)后，則浮塢 (1010、2010)逐漸變?yōu)楹＠斯任唬軛U（1020、2020)的浮塢端也就變?yōu)榈臀?，而此時(shí)浮漂 (1040、2040)則處于海浪的高位，杠桿（1020、2020)的浮漂端也就處在高位，由于杠桿 (1020、2020)的支點(diǎn)固定在浮塢上，這時(shí)隨海浪的不斷運(yùn)動(dòng)杠桿浮塢端實(shí)際上是以支點(diǎn)為 圓心作上下運(yùn)動(dòng)，這時(shí)浮塢端杠桿齒條就會(huì)驅(qū)動(dòng)安裝在浮塢上的雙飛輪齒輪裝置系統(tǒng) (1030、2030)的結(jié)構(gòu)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)系統(tǒng)（1050、2050)發(fā)電，也就是利用浮塢（1010、2010)與浮 漂（1040、2040)兩點(diǎn)海浪水面相對(duì)高低運(yùn)動(dòng)變化的能量，推動(dòng)聯(lián)接浮塢與浮漂的杠桿 (1020、2020)兩端上下運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)杠桿浮塢端齒條驅(qū)動(dòng)雙飛輪齒輪系統(tǒng)（1030、2030)轉(zhuǎn)動(dòng)帶 動(dòng)發(fā)電機(jī)系統(tǒng)（1050、2050)發(fā)電，為了充分利用波浪上下運(yùn)動(dòng)的能量本新型采用了雙飛輪 齒輪裝置系統(tǒng)（1030、2030)的海浪發(fā)電裝置結(jié)構(gòu)。
【文檔編號(hào)】F03B13/16GK205423049SQ201420249425
【公開(kāi)日】2016年8月3日
【申請(qǐng)日】2014年5月16日
【發(fā)明人】段紹節(jié), 莊菊娣
【申請(qǐng)人】段紹節(jié), 莊菊娣