[发明专利]海洋波浪动力机

说明书

海洋波浪动力机有以下部分组成，如图1所示。

核心部分：它是由四个互相咬合在一起的锥形齿轮构成用1、2、3、4表示，其中1是输出轮或轴。

飞轮部分：它能起到向一个方向转动是卡死的，而向另一个方向转动是滑动的作用。用F₁-F₁’表示。

摇杆部分：它们通过飞轮与机轴连接起来，特别之处是两个摇杆的末端连在一起，拴在同一个浮子上。用A₁-A₁’表示。

浮子部分：它放在水面上，随海浪上下起伏，用字母D表示。

配重部分：用它来保持摇杆以机轴为中心两边平衡，用P₁-P₁’表示。    

海洋波浪动力机的动作原理：当海浪升起时，浮子D也随之升起，通过绞链C带动摇杆A₁-A₁’反时针转动，这时飞轮F₁是卡死的，F₁’是滑动的，摇杆A₁通过飞轮F₁带动机轴I₄和锥形齿轮4反时针转动，进而带动输出齿轮1由下向上转动(轴向看去是反时针转动)这时锥形齿轮4是主动轮。

当海浪下落时，浮子依靠本身的重量也随之下落，拉动摇杆A₁-A₁’顺时针转动，这时飞轮F₁’是卡死的，F₁是滑动的，摇杆A₁’通过飞轮F₁’带动轴I₂和锥形齿轮2顺时针转动，进而带动输出齿轮1由下向上转动(从轴向看去是反时针转动)这时锥形齿轮2是主动轮。

从上面分析可见，我们发明的这个机构是可行的，不管海浪是升起还是下落，机器始终输出一个同方向转动的力矩，海浪不停的起伏，动力机就连续不断地转动，这就是一个最简单的海洋波浪动力机的雏形。

从动作原理分析中看不到齿轮3的作用，做为核心部分，因为有了齿轮3才能形成互相咬合的整体。无论齿轮4做主动轮，还是齿轮2做主动轮，因为有了齿轮3它们的两边受力才平衡。做为支撑它们的轴承受力才均匀，磨损才小，否则整个动力机坏的就快了，再说齿轮3也是一个输出力矩的接头，适应那些需要相反方向力矩的设备，省得换向。另外，齿轮3也是一个输出轴可以通过减速机接上一个惯性轮，用于调节动力机输出轴的转速和力矩的平稳性。

所谓提高效率，就是要求动力机输出轴的转速要高，力矩要大。

首先要选择适合条件的地方安装海洋波浪动力机，大家知道，水力发电站要建在落差大、水量丰富的地方，同样道理，海洋波浪动力机要选择海浪较大的海面或海岸建站，随便找一个地方建海浪发电站是不行的，当然条件差一些，可以用人工建造地形地物的办法来实现。

其次要选择适当形状和大小的浮子。浮子选择太大，一般的小浪又举不起来它，又不能做的太小，太小了浮子浮力不够大，所以根据动力机本身要求它输出多大的力矩而定，至于形状最好选长圆柱体形状，使其4/5或5/6部分沉入水下比较稳定，这样既能浮在海面上，又能随海浪起伏而动。所占的空间也不大，因为一台动力机要安装好几个浮子，将来实施时还要设计一个框架只允许浮子上下移动，而不能前后左右漂动。

另外在雏形机的情况，只有一个浮子带动两个摇杆和两个飞轮，当一个浪头过去后，只有两个力矩的脉冲作用到动力机的输入轴上，因此动力机的输出轴的转速不均匀，力矩不够大。为此，我们想了一个好办法，这个办法的实施是海洋波浪动力机走向实用的关键。那就是增加浮子的数量。

在迎着(或垂直)海浪方向，在半个波长的距离内前后等距离放置尽可能多的浮子，就像雏形机那样用摇杆和飞轮与动力机输入轴连接上，如图2所示(不过图2只划出5个浮子的情况)假如有n个浮子，那么当一个浪头过去后，就有n对(2n个)力矩脉冲连续不断地作用在动力机输入轴上，使其输出轴输出巨大的力量，转速也会加快，这样使每个海浪的能量得到充分利用。

下面就只有五个浮子的动力机，让我们来分析研究一下，这五个浮子在一个周期内运动的轨迹，如图3所示。