CN116557200A

CN116557200A - 一种波浪发电系统

Info

Publication number: CN116557200A
Application number: CN202310809576.1A
Authority: CN
Inventors: 龚建军; 龚泽胤; 龚佩琳; 王科
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2023-07-04
Filing date: 2023-07-04
Publication date: 2023-08-08

Abstract

本发明公开了一种波浪发电系统，包括第一链轮、第二链轮、第一单向轴承、第二单向轴承、链条、升降帆板；在第一链轮内安装有第一单向轴承，在第二链轮内安装有第二单向轴承，链条绕在第一链轮和第二链轮上，升降帆板一端与链条连接，升降帆板中间设置有转轴；第一单向轴承在顺时针方向上可以自由转动，第一单向轴承在逆时针方向上锁死，第二单向轴承在顺时针方向上锁死，第二单向轴承在逆时针方向上可以自由转动，第一单向轴承与第二单向轴承锁死方向相反。本发明可以在升降帆板上升和下降过程中，同时收集波浪能量波浪上升动能和下降动能，收集波浪能量同时储存在一个发条储能装置中，并且通过间歇运动装置和释放机构自动释放发条储能装置能量，驱动发电装置发电，能量利用率高，造价成本低、结构巧妙，实用性强。

Description

一种波浪发电系统

技术领域

本发明涉及发电领域，特别涉及一种波浪发电系统。

背景技术

由于波浪能源是一种用之不尽的天然能源，因此受到人们的广泛关注，并且已建成了较多种类的成熟发电系统，然而，目前的波浪发电系统主要包括两大类，第一类采用面向波浪的水轮机系统，对波浪能量进行正面收集；第二类采用水面浮台系统，获取波浪的上升动能。该两类发电系统存在的不足之处在于：第一类水轮机系统，要获得大面积的波浪动能，必须大面积制造水轮机，其工程规模和成本十分巨大，并且，对于单部水轮机，其叶片的实际面积亦十分有限，能量利用率并不高；第二类浮台系统仅仅利用了波浪的上升动能，无法利用波浪的下降动能，这导致能量利用率不高，因此，尽可能地提高波浪发电的能量利用率，是该领域内需要解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种波浪发电系统，包括第一链轮、第二链轮、第一单向轴承、第二单向轴承、链条、升降帆板；在第一链轮内安装有第一单向轴承，在第二链轮内安装有第二单向轴承，链条绕在第一链轮和第二链轮上，升降帆板一端与链条连接，升降帆板中间设置有转轴；第一单向轴承在顺时针方向上可以自由转动，第一单向轴承在逆时针方向上锁死，第二单向轴承在顺时针方向上锁死，第二单向轴承在逆时针方向上可以自由转动，第一单向轴承与第二单向轴承锁死方向相反。

在进一步技术方案中，在升降帆板的末端设置有浮球。

为了使旋转方向相反的第一链轮和第二链轮驱动一个发条储能装置，降低成本，提高效率，在进一步技术方案中，包括发条储能装置和发电装置，发条储能装置包括第一转轴、第一卷筒、第二卷筒，第一转轴位于第一卷筒内，第一卷筒位于第二卷筒内；在第一卷筒内设置有第一发条，第一发条两端分别与第一转轴和第一卷筒连接；在第二卷筒内设置有第二发条，第二发条两端分别与第一卷筒和第二卷筒连接；第一链轮及第二链轮分别驱动第一转轴及第二卷筒同方向旋转，第一卷筒驱动发电装置发电。

为了防止第一转轴及第二卷筒反向驱动第一链轮及第二链轮旋转，在进一步技术方案中，包括第一反向自锁式蜗轮蜗杆减速机和第二反向自锁式蜗轮蜗杆减速机，第一反向自锁式蜗轮蜗杆减速机的蜗杆与第一链轮连接，第二反向自锁式蜗轮蜗杆减速机的蜗杆与第二链轮连接；第一反向自锁式蜗轮蜗杆减速机的蜗轮输出轴驱动第二卷筒旋转，第二反向自锁式蜗轮蜗杆减速机的蜗轮输出轴驱动第一转轴旋转；第一反向自锁式蜗轮蜗杆减速机及第二反向自锁式蜗轮蜗杆减速机的蜗杆带动蜗轮旋转，蜗轮不能带动蜗杆旋转。

为了使旋转方向相反的第一反向自锁式蜗轮蜗杆减速机和第二反向自锁式蜗轮蜗杆减速机驱动旋转方向相同的第一转轴和第二卷筒，在进一步技术方案中，在第一卷筒上设置有第一驱动齿轮，在第二卷筒上设置有第二驱动齿轮，在第一反向自锁式蜗轮蜗杆减速机的蜗轮输出轴上安装有第三驱动齿轮，第三驱动齿轮与第二驱动齿轮啮合，第一驱动齿轮与发电装置输入轴上的齿轮啮合。

为了自动释放第一卷筒驱动发电装置发电，在进一步技术方案中，包括间歇运动装置和用于释放第一卷筒的释放机构，释放机构与第一卷筒连接，第一反向自锁式蜗轮蜗杆减速机或者第二反向自锁式蜗轮蜗杆减速机驱动间歇运动装置旋转，间歇运动装置驱动释放机构释放第一卷筒，驱动发电装置发电。

在进一步技术方案中，间歇运动装置包括槽轮和拨杆，在槽轮上开设有凹槽，在拨杆上设置有第一段圆环和第二段螺旋筋及第三段圆环，第一段圆环和第三段圆环间隔平行安装在拨杆上，第一段圆环和第二段螺旋筋及第三段圆环依次首尾相连接；当第一段圆环或者第三段圆环位于凹槽内，槽轮停止转动；当第二段螺旋筋位于凹槽内，拨杆带动槽轮转动；在槽轮的输出轴上连接有凸轮，凸轮驱动释放机构释放第一卷筒。

在进一步技术方案中，在拨杆上安装有第四驱动齿轮，第三驱动齿轮与第四驱动齿轮啮合。

在进一步技术方案中，释放机构包括制动鼓和抱刹片，制动鼓与第一卷筒连接，抱刹片抱紧在制动鼓上，在抱刹片外围四周均安装有压紧弹簧和压紧螺杆，压紧弹簧套在压紧螺杆上，压紧螺杆抵靠在抱刹片外围上；抱刹片一端固定铰接，在抱刹片另一端铰接有拐臂，凸轮驱动拐臂带动抱刹片张开释放第一卷筒。

本发明提出了一种波浪发电系统相对于现有技术的有益效果在于：

本发明可以在升降帆板上升和下降过程中，同时收集波浪能量上升动能和下降动能，收集波浪能量同时储存在一个发条储能装置中，并且通过间歇运动装置和释放机构自动释放发条储能装置能量，驱动发电装置发电，能量利用率高，造价成本低，结构巧妙，实用性强。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明的波浪发电系统结构示意图；

图2为本发明的第一反向自锁式蜗轮蜗杆减速机和第二反向自锁式蜗轮蜗杆减速机结构示意图；

图3为本发明的发条储能装置和间歇运动装置结构示意图；

图4为释放机构结构示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1所示，本发明优选一种波浪发电系统，波浪收集装置2包括第一链轮21、第二链轮22、第一单向轴承24、第二单向轴承23、链条20、升降帆板1；在第一链轮21内安装有第一单向轴承24，在第二链轮22内安装有第二单向轴承23，链条20绕在第一链轮21和第二链轮22上，升降帆板1一端与链条20连接，升降帆板1中间设置有转轴10，升降帆板1的末端设置有浮球（图中未示出）。第一单向轴承24在顺时针方向上可以自由转动，第一单向轴承24在逆时针方向上锁死，第二单向轴承23在顺时针方向上锁死，第二单向轴承23在逆时针方向上可以自由转动，第一单向轴承24与第二单向轴承23锁死方向相反。

当波浪上升时，升降帆板1在波浪上升动能作用下，升降帆板1上升，升降帆板1绕转轴10旋转，带动第一链轮21和第二链轮22及链条20逆时针方向旋转，此时，由于第一单向轴承24在逆时针方向上锁死，第一链轮21带动第一反向自锁式蜗轮蜗杆减速机3a转动输出；由于第二单向轴承23在逆时针方向上可以自由转动，第二链轮22自由逆时针方向旋转，不能带动第二反向自锁式蜗轮蜗杆减速机3b转动输出。

相反，当波浪下降时，升降帆板1在自重作用下或者波浪返回反冲力作用下，升降帆板1下降，第一链轮21和第二链轮22及链条20顺时针方向旋转，此时，由于第一单向轴承24在顺时针方向上自由转动，第一链轮21自由顺时针旋转，不能带动第一反向自锁式蜗轮蜗杆减速机3a转动；由于第二单向轴承23在顺时针方向上锁死，第二链轮22带动第二反向自锁式蜗轮蜗杆减速机3b转动输出。

如上所述，第一链轮21收集波浪上升动能，第二链轮22收集波浪下降动能，波浪上升和下降交替变化，第一链轮21和第二链轮22及链条20交替正反旋转，第一链轮21和第二链轮22交替收集波浪上升和下降能量，通过第一反向自锁式蜗轮蜗杆减速机3a和第二反向自锁式蜗轮蜗杆减速机3b输出，提高了波浪能量利用率。

如图2和图3所示，包括发条储能装置5、发电装置6、第一反向自锁式蜗轮蜗杆减速机3a、第二反向自锁式蜗轮蜗杆减速机3b。

发条储能装置5包括第一转轴50、第一卷筒51、第二卷筒52，第一转轴50位于第一卷筒51内，第一卷筒51位于第二卷筒52内；在第一卷筒51内设置有第一发条53，第一发条53两端分别与第一转轴50和第一卷筒51连接；在第二卷筒52内设置有第二发条54，第二发条54两端分别与第一卷筒51和第二卷筒52连接。在第一卷筒51上设置有第一驱动齿轮55，在第二卷筒52上设置有第二驱动齿轮56。第一驱动齿轮55与发电装置6输入轴上的齿轮啮合，第一卷筒51驱动发电装置6发电。

第一反向自锁式蜗轮蜗杆减速机3a的蜗杆30与第一链轮21连接，第二反向自锁式蜗轮蜗杆减速机3b的蜗杆30与第二链轮22连接；第一反向自锁式蜗轮蜗杆减速机3a的蜗轮31输出轴驱动第二卷筒52旋转，第二反向自锁式蜗轮蜗杆减速机3b的蜗轮31输出轴驱动第一转轴50旋转；第一反向自锁式蜗轮蜗杆减速机3a及第二反向自锁式蜗轮蜗杆减速机3b的蜗杆30带动蜗轮31旋转，蜗轮31不能带动蜗杆30旋转。防止第一转轴50及第二卷筒52反向驱动第一链轮21及第二链轮22旋转。

由于第一链轮21收集波浪上升动能，第二链轮22收集波浪下降动能，第一反向自锁式蜗轮蜗杆减速机3a及第二反向自锁式蜗轮蜗杆减速机3b的蜗轮31输出轴旋转方向相反，在第一反向自锁式蜗轮蜗杆减速机3a的蜗轮31输出轴上安装有第三驱动齿轮7，第三驱动齿轮7与第二驱动齿轮56啮合，使第一转轴50及第二卷筒52同方向旋转，第一发条53收集波浪下降动能，第二发条54收集波浪上升动能，第一卷筒51释放后，第一发条53和第二发条54的能量同时释放，且第一卷筒51反方向旋转驱动发电装置6发电。

如图3和图4所示，包括间歇运动装置4和用于释放第一卷筒51的释放机构57，释放机构57与第一卷筒51连接，第一反向自锁式蜗轮蜗杆减速机3a驱动间歇运动装置4旋转，间歇运动装置4驱动释放机构57释放第一卷筒51，驱动发电装置6发电。

间歇运动装置4包括槽轮44和拨杆40，在拨杆40上安装有第四驱动齿轮8，第三驱动齿轮7与第四驱动齿轮8啮合，第一反向自锁式蜗轮蜗杆减速机3a驱动拨杆40旋转。在槽轮44上开设有10个凹槽45，在拨杆40上设置有第一段圆环41和第二段螺旋筋42及第三段圆环43，第一段圆环41和第三段圆环43间隔平行安装在拨杆40上，第一段圆环41和第二段螺旋筋42及第三段圆环43依次首尾相连接；当第一段圆环41或者第三段圆环43位于凹槽45内，槽轮44停止转动；当第二段螺旋筋42位于凹槽45内，拨杆40带动槽轮44转动；在槽轮44的输出轴上连接有凸轮9，凸轮9驱动释放机构57释放第一卷筒51，拨杆40旋转10圈，槽轮44旋转1圈，第一卷筒51释放一次，第一卷筒51释放后自动回位。

释放机构57包括制动鼓570和抱刹片571，制动鼓570与第一卷筒51连接，抱刹片571抱紧在制动鼓570上，在抱刹片571外围四周均安装有压紧弹簧572和压紧螺杆573，压紧弹簧572套在压紧螺杆573上，压紧螺杆573抵靠在抱刹片571外围上；抱刹片571一端固定铰接，在抱刹片571另一端铰接有拐臂574，凸轮9驱动拐臂574带动抱刹片571张开释放第一卷筒51。

第一发条53和第二发条54交替收集波浪上升和下降能量，第一发条53和第二发条54旋转的转数达到一定值后，必须释放第一发条53和第二发条54能量，因此，间歇运动装置4驱动释放机构57释放第一卷筒51，驱动发电装置6发电，实现自动间隔释放第一卷筒51。

以上未描述的技术是本领域技术人员的公知常识。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种波浪发电系统，其特征在于，包括第一链轮（21）、第二链轮（22）、第一单向轴承（24）、第二单向轴承（23）、链条（20）、升降帆板（1）；在第一链轮（21）内安装有第一单向轴承（24），在第二链轮（22）内安装有第二单向轴承（23），链条（20）绕在第一链轮（21）和第二链轮（22）上，升降帆板（1）一端与链条（20）连接，升降帆板（1）中间设置有转轴（10）；第一单向轴承（24）在顺时针方向上可以自由转动，第一单向轴承（24）在逆时针方向上锁死，第二单向轴承（23）在顺时针方向上锁死，第二单向轴承（23）在逆时针方向上可以自由转动，第一单向轴承（24）与第二单向轴承（23）锁死方向相反。

2.根据权利要求1所述的波浪发电系统，其特征在于，在升降帆板（1）的末端设置有浮球。

3.根据权利要求1所述的波浪发电系统，其特征在于，包括发条储能装置（5）和发电装置（6），发条储能装置（5）包括第一转轴（50）、第一卷筒（51）、第二卷筒（52），第一转轴（50）位于第一卷筒（51）内，第一卷筒（51）位于第二卷筒（52）内；在第一卷筒（51）内设置有第一发条（53），第一发条（53）两端分别与第一转轴（50）和第一卷筒（51）连接；在第二卷筒（52）内设置有第二发条（54），第二发条（54）两端分别与第一卷筒（51）和第二卷筒（52）连接；第一链轮（21）及第二链轮（22）分别驱动第一转轴（50）及第二卷筒（52）同方向旋转，第一卷筒（51）驱动发电装置（6）发电。

4.根据权利要求3所述的波浪发电系统，其特征在于，包括第一反向自锁式蜗轮蜗杆减速机（3a）和第二反向自锁式蜗轮蜗杆减速机（3b），第一反向自锁式蜗轮蜗杆减速机（3a）的蜗杆（30）与第一链轮（21）连接，第二反向自锁式蜗轮蜗杆减速机（3b）的蜗杆（30）与第二链轮（22）连接；第一反向自锁式蜗轮蜗杆减速机（3a）的蜗轮（31）输出轴驱动第二卷筒（52）旋转，第二反向自锁式蜗轮蜗杆减速机（3b）的蜗轮（31）输出轴驱动第一转轴（50）旋转；第一反向自锁式蜗轮蜗杆减速机（3a）及第二反向自锁式蜗轮蜗杆减速机（3b）的蜗杆（30）带动蜗轮（31）旋转，蜗轮（31）不能带动蜗杆（30）旋转。

5.根据权利要求4所述的波浪发电系统，其特征在于，在第一卷筒（51）上设置有第一驱动齿轮（55），在第二卷筒（52）上设置有第二驱动齿轮（56），在第一反向自锁式蜗轮蜗杆减速机（3a）的蜗轮（31）输出轴上安装有第三驱动齿轮（7），第三驱动齿轮（7）与第二驱动齿轮（56）啮合，第一驱动齿轮（55）与发电装置（6）输入轴上的齿轮啮合。

6.根据权利要求4所述的波浪发电系统，其特征在于，包括间歇运动装置（4）和用于释放第一卷筒（51）的释放机构（57），释放机构（57）与第一卷筒（51）连接，第一反向自锁式蜗轮蜗杆减速机（3a）或者第二反向自锁式蜗轮蜗杆减速机（3b）驱动间歇运动装置（4）旋转，间歇运动装置（4）驱动释放机构（57）释放第一卷筒（51），驱动发电装置（6）发电。

7.根据权利要求6所述的波浪发电系统，其特征在于，间歇运动装置（4）包括槽轮（44）和拨杆（40），在槽轮（44）上开设有凹槽（45），在拨杆（40）上设置有第一段圆环（41）和第二段螺旋筋（42）及第三段圆环（43），第一段圆环（41）和第三段圆环（43）间隔平行安装在拨杆（40）上，第一段圆环（41）和第二段螺旋筋（42）及第三段圆环（43）依次首尾相连接；当第一段圆环（41）或者第三段圆环（43）位于凹槽（45）内，槽轮（44）停止转动；当第二段螺旋筋（42）位于凹槽（45）内，拨杆（40）带动槽轮（44）转动；在槽轮（44）的输出轴上连接有凸轮（9），凸轮（9）驱动释放机构（57）释放第一卷筒（51）。

8.根据权利要求7所述的波浪发电系统，其特征在于，在拨杆（40）上安装有第四驱动齿轮（8），第三驱动齿轮（7）与第四驱动齿轮（8）啮合。

9.根据权利要求7所述的波浪发电系统，其特征在于，释放机构（57）包括制动鼓（570）和抱刹片（571），制动鼓（570）与第一卷筒（51）连接，抱刹片（571）抱紧在制动鼓（570）上，在抱刹片（571）外围四周均安装有压紧弹簧（572）和压紧螺杆（573），压紧弹簧（572）套在压紧螺杆（573）上，压紧螺杆（573）抵靠在抱刹片（571）外围上；抱刹片（571）一端固定铰接，在抱刹片（571）另一端铰接有拐臂（574），凸轮（9）驱动拐臂（574）带动抱刹片（571）张开释放第一卷筒（51）。