CN201144760Y

CN201144760Y - 太阳能、波浪能、风能综合发电坞

Info

Publication number: CN201144760Y
Application number: CNU2008200009415U
Authority: CN
Inventors: 邓海城
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-01-09
Filing date: 2008-01-09
Publication date: 2008-11-05
Anticipated expiration: 2018-01-09

Abstract

一种太阳能、波浪能、风能综合发电坞，其储能发电装置由发电机和多个波浪能转换单元组成，每个波浪能转换单元由滚筒、主轴、棘轮传动机构、配重浮球组成；滚筒的两个卷盘上分别卷绕有牵引绳和弹簧，滚筒内部的支撑组件与主轴成转动配合；棘轮传动机构由棘齿圈、止推轮组成，止推轮外圆的凹槽内装有棘爪，棘爪在顶簧的推力下，抵靠在棘齿圈上，止推轮固接在主轴上，棘齿圈与滚筒之间通过连杆固接；各波浪能转换单元中的主轴通过联轴器依次首尾固接在一起，形成传动轴，该传动轴与发电机相连。本实用新型的发电坞，设备简单，主要零部件都不与海水接触，不受海水腐蚀，无论海浪高低，波动周期长短，都能高效、安全、可靠地发电。

Description

太阳能、波浪能、风能综合发电坞

技术领域

本实用新型涉及发电坞，特别涉及一种用于海洋上的综合发电坞。

背景技术

浩澣的海洋上蕴藏着丰富的能源，包括太阳能、风能、波浪能，这些能源都是无污染的可再生能源，如何开发和利用这些能源有着重要意义。

海洋上的波浪是由于月球的引力和地球的自转作用形成的，无论昼夜，波浪总是不断地一浪接一浪地向海岸推进，推进过程中，波浪上下起伏，产生巨大的能量，这就是波浪能，俗话说，无风三尺浪，波浪能是一种取之不尽，用之不歇的新能源，如何高效地利用波浪能，一直是一个尚未解决的问题。

目前，国内外设计的波浪能发电装置可以归纳为气动式、液动式和水库式三类，气动式必须要采用价格较昂贵的空气涡轮机；液动式除要采用液压发电机外，还存在机器部件较复杂、材料要求高、机体受海水腐蚀等不足；水库式最突出的缺点是需建筑一个较大的蓄水库，投资费用昂贵。气动式、液动式的波浪能发电装置是通过活动部分压缩(驱动)油、水等中间介质，通过中间介质推动发电机发电；水库式波浪能发电装置是一种岸基式的设施，利用引波堤和收缩水道将波浪引入高位水库形成水位差，利用水位差驱动水轮发电机组发电。这三种类型的波浪能发电装置有一个共同的问题，就是在波浪能转换成电能的过程中，中间环节多，转换效率较低，发电装置受波浪影响较大，电力输出波动性大，影响了波浪能大规模开发利用。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型目的是提供一种太阳能、波浪能、风能综合发电坞，设备简单，主要零部件都不与海水接触，不受海水腐蚀，无论海浪高低，波动周期长短，都能高效、安全、可靠地发电。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种太阳能、波浪能、风能综合发电坞，包括支架和储能发电装置，支架底端左、右两侧固接有浮坞，支架顶部设置有平台，其特征是：

所述储能发电装置由发电机和多个波浪能转换单元组成，每个波浪能转换单元由滚筒、主轴、棘轮传动机构、配重浮球组成；所述滚筒水平地设置在平台上，滚筒上有两个卷盘，其中一个卷盘上卷绕有牵引绳，牵引绳的一端固接在滚筒上，另一端绕过平台底面的导向轮后与配重浮球固接；另一个卷盘上卷绕有弹簧，弹簧的一端固接在滚筒上，另一端与平台上的固定桩连接；滚筒内部的两端设置有支撑组件，支撑组件与主轴成转动配合；所述棘轮传动机构由棘齿圈、止推轮组成，该止推轮嵌套在棘齿圈内，止推轮的外圆上开有凹槽，凹槽内装有棘爪，棘爪的内侧设置有顶簧，在顶簧的推力下，棘爪朝外侧翻转而抵靠在所述棘齿圈上，止推轮通过键固接在主轴上，棘齿圈的外圆与滚筒之间通过连杆固接；平台上对应于滚筒两端外侧的位置设置有轴承座，所述主轴由轴承座内的轴承支承；波浪能转换单元纵向排列在平台上，各波浪能转换单元中的主轴通过联轴器依次首尾固接在一起，形成前后贯通的传动轴，该传动轴通过变速器与发电机相连。

所述支撑组件由轴承、轴套以及三个调节杆组成，轴套紧箍在轴承上，轴承安装在主轴上，轴套的一侧连接有端盖，轴套的另一侧设置有挡圈，该挡圈通过紧固螺钉连接在主轴上，所述三个调节杆环向均布在轴套的外侧，每个调节杆的内端和外端设置有螺纹头，每个调节杆的内端与轴套上的螺孔座螺接，每个调节杆的外端通过螺母连接在滚筒外壁上。

所述支架的前、后两侧排列有风力发电机组，每组风力发电机由叶轮和发电机构成，叶轮的中轴与发电机的动力轴同轴连接。

所述平台顶面的前、后两侧排列有太阳能电池板。

本实用新型有以下积极有益效果：

一、本发电坞在波浪的浪峰到来时，利用弹簧的扭力带动滚筒反转，收起牵引绳，将波浪所具有的向上的势能，转换成配重浮球的势能，在波浪的浪谷到来时，配重浮球受重力作用下落，将其自身的势能转变为动能，带动发电机发电，传动部件少，结构简单，造低价，易于推广。

二、本发电坞可以在船只的拖动下在海面上移动，发电坞上设置了太阳能电池板，风力发电机组、波浪能转换单元，可在波浪能、风能、太阳能丰富的海面上进行发电，发出的电能可以存储在蓄电池中，也可以通过电缆线输送回陆地上，并入电网。

三、通过配重浮球直接将波浪起伏的势能变成动能，驱动发电机发电，不需经过中间介质如水、气或油进行转换，中间环节少，系统效率高。

四、配重浮球的重量与波浪所具有的能量成正比，在波浪能丰富的海域，配重浮球可以很重，配重浮球下落时，会将它所具有的势能全部转化为传动轴的动能，带动发电机发电，能量转换率高，输出功率可以很大。

五、发电坞的传动机构全部在海平面以上，不受海水浸蚀，使用寿命长，不易损坏，维修方便。

六、发电坞的规模可大可小，储能发电装置可以有多排，储能发电装置中波浪能转换单元也可以有多个，发电坞输出的功率可以是数千瓦至数千千瓦，既适合偏远海岸及海岛的独立供电系统，也可在波浪能富集的沿海海岸建设兆瓦级的发电站。

附图说明

图1是本实用新型一实施例的结构示意图。

图2是图1的正视图。

图3是图2的A-A剖视图。

图4是图1的仰视图。

图5是图1的局部放大图。

图6是图1中一个波浪能转换单元的结构示意图。

图7是滚筒的局部剖视放大图。

图8是滚筒的纵向剖视图。

图9是图8的B-B剖视放大图。

具体实施方式

图中标号

1轴承 2轴套 3端盖 4端盖 5调节杆

6端盖 7挡圈 8紧固螺钉 9螺母 10滚筒

11波浪能转换单元 12波浪能转换单元 13波浪能转换单元

14弹簧 15发电机 16变速器 17联轴器

18联轴器 19卷盘 20主轴

21波浪能转换单元 22波浪能转换单元 23波浪能转换单元

24固定桩 25发电机 26变速器 27联轴器

28联轴器 29卷盘 30棘轮传动机构

31棘齿圈 32止推轮 33棘爪 34顶簧

35连杆 36轴承座 37支架 38浮坞

39平台 40配重浮球 41牵引绳 42导向轮

43叶轮 44发电机 45上支撑板 46下支撑板

47太阳能电池板

请参照图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7，本实用新型是一种太阳能、波浪能、风能综合发电坞，包括支架37和储能发电装置，支架37底端两侧固接有浮坞38，支架37的顶部设置有平台39。

本实施例中，储能发电装置有两组，并排设置在平台39上。

请参照图5，第一组储能发电装置由发电机15、变速器16和三个波浪能转换单元11、12、13组成。

第二组储能发电装置由发电机25、变速器26和三个波浪能转换单元21、22、23组成。

各波浪能转换单元的结构相同，每个波浪能转换单元由滚筒10、主轴20、棘轮传动机构30、配重浮球40组成。

滚筒10水平地设置在平台39上，滚筒10上有两个卷盘19、29，卷盘19上卷绕有牵引绳41，牵引绳41的一端固接在滚筒10上，另一端绕过平台底面的导向轮42后向下延伸至海面，与配重浮球40固接；另一个卷盘29上卷绕有弹簧14，弹簧14的一端固接在滚筒10上，另一端与平台39上的固定桩24连接。

请参照图7、图8，主轴20设置在滚筒10的中央，滚筒10内部的前后两端设置有结构相同的支撑组件。

支撑组件由轴承1、轴套2以及三个调节杆5组成，轴承1安装在主轴20上，轴套2紧箍在轴承1上，轴套2的一侧连接有端盖6，轴套2的另一侧设置有挡圈7，挡圈7通过紧固螺钉8连接在主轴20上，三个调节杆5环向均布在轴套2的外侧，每个调节杆5的内端和外端设置有螺纹头，每个调节杆5的内端与轴套2上的螺孔座螺接，每个调节杆5的外端通过螺母9连接在滚筒10的外壁上；滚筒10通过支撑组件与主轴20成转动配合。

请参照图7、图8、图9，棘轮传动机构30由棘齿圈31、止推轮32组成，该止推轮32嵌套在棘齿圈31内，止推轮32的外圆上对称地开有两个凹槽，每个凹槽内装有一个棘爪33，棘爪33的内侧设置有顶簧34，在顶簧34的推力下，棘爪33朝外侧翻转而抵靠在棘齿圈31上，止推轮32通过键固接在主轴20上，棘齿圈31的外圆与滚筒10之间通过连杆35固接，在棘齿圈31的两侧连接有端盖3、4。

请参照图1、图5、图6，弹簧14的弹力作用趋势总是使滚筒10反向转动，即将牵引绳41收起，当波浪的浪峰到来时，波浪的推力和举升力将配重浮球40托起，在弹簧14的扭力作用下，各波浪能转换单元的滚筒10都反向转动时，棘齿圈31相对止推轮32空转，与止推轮32固接的主轴20不旋转，发电机15、25不工作。

当波浪的浪峰过去后，配重浮球40受重力作用下落，使滚筒10正向转动，此时棘爪33在顶簧34的推力下，朝外侧翻转而抵靠在棘齿圈31上，棘齿圈31带动止推轮32一同旋转，与止推轮32固接的主轴20也旋转，发电机15、25工作。

请参照图5，三个波浪能转换单元11、12、13纵向排列在平台39上，波浪能转换单元11、12中的主轴20通过联轴器17首尾固接在一起，波浪能转换单元12、13中的主轴20通过联轴器18首尾固接在一起，形成前后贯通的传动轴，该传动轴通过变速器16与发电机15相连。

三个波浪能转换单元21、22、23纵向排列在平台39上，波浪能转换单元21、22中的主轴20通过联轴器27首尾固接在一起，波浪能转换单元22、23中的主轴20通过联轴器28首尾固接在一起，形成前后贯通的传动轴，该传动轴通过变速器26与发电机25相连。

平台39上与各波浪能转换单元中滚筒10的两端外侧对应的位置，设置有轴承座36，各波浪能转换单元中的主轴20由轴承座36内的轴承支承。

请参照图2，风力发电机组由叶轮43和发电机44构成，支架37的侧面有凸出的上、下支撑板45、46，上、下支撑板有六对，分别设置在支架37的两侧，每侧三对，叶轮43安装在上、下支撑板45、46之间，发电机44安装在上支撑板45的上方。叶轮43的中轴与发电机44的动力轴同轴连接。在平台39顶面的两侧排列有太阳能电池板47。

配重浮球40是一个空心球，其内部装有水或沙等重物，装水时，水的体积不超过球体的三分之二，装沙时，沙的体积不超过球体的三分之一。

配重浮球40有两个特点，一是其内部要装有足够多的重物，其重量要能克服弹簧14的扭力作用，二是要有足够大的体积，以能够浮在海面上。

考虑到波浪的运动非常复杂，既有水的纵向波动，又有水在风力作用下的横向移动，所以两组储能发电装置中两排配重浮球可以呈一定夹角设置，每个配重浮球40在海面上的位置是由平台39底面导向轮42的位置决定的，所以改变导向轮42的位置，就可以调整每个配重浮球40相互之间的位置。请参照图4，在优选实施方案中，两排配重浮球40呈八字形或V字形布置。

本实用新型的工作原理如下：

当波浪的浪峰推移过来时，波浪能转换单元11、12、13中的三个配重浮球40被波浪的浪峰依次抬起，每个配重浮球40被波浪抬起时，连着该配重浮球的牵引绳41会变松弛，在弹簧14的扭力作用下，滚筒10反转，把牵引绳41缠紧，由于棘轮传动机构30只能单向传动作用力，所以，滚筒10反转时，主轴20不旋转。

当波浪的浪峰移动过去后，浪谷到来时，波浪能转换单元11、12、13中的三个配重浮球40受重力作用相继落下，就会拉动滚筒10正转，滚筒10正转时，通过棘轮传动机构30驱动主轴20同时旋转，主轴20旋转时，带动发电机15工作。

波浪能转换单元11、12、13中的三个浮球40与波浪能转换单元21、22、23中三个浮球40之间有一定的间隔，该间隔可以是一个波浪周期的波峰与波谷之间的距离。

在一个波浪周期内，浪峰首先将波浪能转换单元11、12、13中的三个配重浮球40依次抬起，随着波浪的推移，浪谷到来，波浪能转换单元11、12、13中的三个配重浮球40受重力作用相继落下，此时，浪峰又将波浪能转换单元21、22、23中的三个配重浮球40依次抬起，这样在一个波浪周期内，第一组和第二组储能发电装置分别做功一次，使输出的功率增加一倍。

Claims

1.一种太阳能、波浪能、风能综合发电坞，包括支架和储能发电装置，支架底端左、右两侧固接有浮坞，支架顶部设置有平台，其特征是：

2.如权利要求1所述的太阳能、波浪能、风能综合发电坞，其特征是：所述支撑组件由轴承、轴套以及三个调节杆组成，轴套紧箍在轴承上，轴承安装在主轴上，轴套的一侧连接有端盖，轴套的另一侧设置有挡圈，该挡圈通过紧固螺钉连接在主轴上，所述三个调节杆环向均布在轴套的外侧，每个调节杆的内端和外端设置有螺纹头，每个调节杆的内端与轴套上的螺孔座螺接，每个调节杆的外端通过螺母连接在滚筒外壁上。

3.如权利要求1所述的太阳能、波浪能、风能综合发电坞，其特征是：所述支架的前、后两侧排列有风力发电机组，每组风力发电机由叶轮和发电机构成，叶轮的中轴与发电机的动力轴同轴连接。

4.如权利要求1所述的太阳能、波浪能、风能综合发电坞，其特征是：所述平台顶面的前、后两侧排列有太阳能电池板。