[发明专利]波浪推板双向驱动旋转式波能发电装置

说明书

技术领域

本发明涉及可再生能源技术领域中的海洋波浪能开发应用机械领域，具体的说，是涉及一种利用海洋能源中的波能进行发电的装置。

背景技术

近年来，化石能源日趋枯竭，能源价格不断提升，能源供应安全连连亮起红灯。能源紧缺已经成为我国乃至全球最刻不容缓，亟待解决的重大问题。地球表面积的71%是具有巨大能源资源的海洋，其中波浪能是海洋能源中蕴藏量最为丰富的能源之一，具有巨大的开发利用潜能。研制高效率、高适用性、高可靠性的波能发电装置是开发利用波浪能的重要内容。

波能发电的关键技术是中间的转换装置，目前研究最多、应用最广的有：振荡水柱式波能装置、摆式波能装置、聚波水库波能装置、振荡浮子式波能转换装置。

振荡水柱式波能装置是以空气作为转换介质，利用水柱的不停运动导致水柱自由表面上部的空气柱产生震荡运动，将高速空气的动能转化成电能，其一级能量转换机构为气室，二级能量转换机构为空气透平。振荡水柱波能装置的优点是转动机构不与海水接触，防腐性能好，安全可靠，维护方便；其缺点是由于空气是可压缩的流体，波浪能转化成高速空气的动能时会产生很大的损失，从而降低转化效率。

摆式波能装置是通过摆体在波浪力的作用下发生前后或上下摆动，将波浪能转换为摆轴的动能，再通过与摆轴连接的液压装置将动能转化成液力泵的动能进而转化成电能。摆式装置一方面转化效率高，另一方面可以方便地与相位控制技术相结合，从而大大提高装置的转换效率。但摆式波能装置不但增加了摆轴动能转化成液力泵动能的环节，而且机械和液压机构的维护较为困难。

聚波水库波能装置最早由挪威特隆姆大学的Falnes和Budal提出，利用狭道把广范围的波能聚集在很小的范围内，将波浪能转化成势能贮存在蓄水库里发电，可提高能量密度，可靠性好，维护费用低，系统出力稳定，几乎不受波高和周期的影响；不足之处是由于其一般需要固定在特定的位置上，电站建造对地形有较高要求，不易推广。

振荡浮子式波能装置是在振荡水柱式装置的基础上发展起来的波能发电装置，通过振荡浮子将波浪能转换成驱动液压泵的往复机械能，然后通过能量缓冲区将不稳定的液压能转换成稳定的液压能，再通过液压马达将稳定的液压能转换成稳定的旋转机械能，最后通过发电机发出稳定的电能。优点相当明显，不仅转换效率较高，而且减少了水下施工，建造容易，成本低廉。但是，其振荡频率受到波动频率限制，运动稳定性不高，如果采用旋转发电机，还需要将振荡机械运动转化为旋转机械运动。

可见，现阶段研究最多、应用最广的四种波能发电装置将波浪能转化成电能的环节较多，且都没有充分利用传动部件的惯性，不能很好地兼顾电能转化高效率，对各种地形的高适用性，以及运行的高可靠性。

发明内容

本发明要解决的是现有的波能发电装置将波浪能转化成电能的环节较多，且都没有充分利用传动部件惯性的技术问题，提供了一种波浪推板双向驱动旋转式波能发电装置，利用波浪能带动波浪推板的往复运动转化为同方向的旋转运动，从而将波浪能直接转化成旋转能，充分利用转动部件的惯性带动发电机进行连续发电，结构精巧，传动环节少，传动效率高，具有较高的运行可靠性，另外可以任意旋转波能发电装置的位置以适应各种地形和波向。

为了解决上述技术问题，本发明通过以下的技术方案予以实现：

一种波浪推板双向驱动旋转式波能发电装置，包括波能收集系统、波浪转化系统、齿轮发电系统、封闭箱体控制系统和底座；

波能收集系统包括通过铰节点与封闭箱体控制系统连接的波浪收集推板；

波浪转化系统包括一端封闭、一端敞口的空心圆筒状外螺纹丝杠，所述外螺纹丝杠的封闭端外壁通过铰支座与波浪收集推板连接，封闭端内壁固接有同轴设置在所述外螺纹丝杠内部的内螺纹丝杠；所述外螺纹丝杠的内表面与所述内螺纹丝杠的外表面分别设置有互为反旋向的凹槽螺纹；所述外螺纹丝杠与所述内螺纹丝杠之间的空隙插接有旋转套筒的一端，所述旋转套筒的另一端通过万向轴与齿轮轴连接，所述齿轮轴通过止推轴承固定于所述封闭箱体控制系统；

所述旋转套筒插入于所述外螺纹丝杠一端的端面固接有位于所述外螺纹丝杠与所述内螺纹丝杠之间的端口封闭圆环；所述端口封闭圆环与所述外螺纹丝杠、所述内螺纹丝杠之间分别留有间隙；所述端口封闭圆环一侧设置有固接于所述旋转套筒端部外壁的外限位圆环，所述外限位圆环外壁与所述外螺纹丝杠之间留有间隙；所述端口封闭圆环一侧设置有固接于所述旋转套筒端部内壁的内啮合圆环，所述内啮合圆环与所述内螺纹丝杠之间留有间隙；