[发明专利]振荡浮子发电装置

说明书

技术领域

本发明属于海洋能发电技术领域，涉及一种振荡浮子发电装置。

背景技术

电能被广泛应用于人们生产生活的各个领域，是科学技术发展、国民经济飞跃的主要动力。随着人们环保意识的提高，利用清洁无污染的可再生能源获取电能的发电技术备受推崇。目前，太阳能发电、风能发电等相关技术已趋成熟，并获得了广泛应用，人们把更多目光聚焦于海洋中蕴藏的巨大能量。波浪能发电源于20世纪70年代，是一种将海浪的动势能转化为电能的新技术。相较于潮汐发电而言，波浪能发电技术不拘泥于沿海地理区位，无需建设大型水库和闸门等，具有能量来源持续、灵活便捷等优势。

近年来，波浪能发电技术研究成果丰富。按发电装置工作原理，波浪式发电机主要分为机械式、气动式和液压式三大类，目前最有代表性的装置包括：摆式、振荡浮体式；软袋式；点头鸭式、振荡水柱式、收缩波道式、海蚌式等。其中，气动式和液压式发动机受波浪大小影响大，产能效率较低，一般适于小规模发电。

机械式波浪能发电装置的原理是通过机械传动系统，更多的是通过单向机械传动系统，将海浪的波浪能转换为发电装置的电能，电能转化效率相对较高，尤其是大型的机械式发电装置，通过结构的扩展实现大的装机容量。但由于采用单向机械传动系统，多数波浪能发电装置只能在波峰或波谷到来时发电，而且机械式发电装置构造复杂、操作与维护难度较大、造价高，要想达到大规模应用有待进一步完善。

因此，继续开发操作与维护更加简单、成本更低、产能更高的波浪发电装置十分必要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可在波峰和波谷状态均稳定发电的、结构简单的振荡浮子发电装置。

本发明的内容为：振荡浮子发电装置，包括漂浮在海面的浮子和发电组件，进一步包括安装在浮子上端面的至少一个限位杆，沿限位杆长度方向，环绕限位杆外壁设置有螺旋槽；所述发电组件包括与限位杆配合安装的主动齿轮、与主动齿轮啮合的至少一个从动齿轮及与每个从动齿轮轮毂连接的发电机；所述主动齿轮包括中空轴套，环绕中空轴套外壁设置有齿轮，中空轴套内壁设置有传动销；限位杆插入中空轴套中，传动销插装在螺旋槽内且可沿螺旋槽运动。

优选为：每个从动齿轮轮毂经单向轴承与发电机相接。

优选为：与每个主动齿轮啮合的从动齿轮有多个，其中部分从动齿轮轮毂内的单向轴承在浮子上升阶段可自由转动，浮子下降阶段卡死，部分从动齿轮轮毂内的单向轴承在浮子下降阶段可自由转动，浮子上升阶段卡死。这种结构使部分从动齿轮带动的发电机在波峰到来时发电，部分从动齿轮带动的发电机在波谷到来时发电。

优选为：沿每个限位杆长度方向设置有多套发电组件。采用多套发电组件可以提高整套发电装置的发电容量。

优选为：所述传动销包括固定安装在中空轴套内壁的圆柱状的限位凸起，在限位凸起外套装有外圈，外圈位于螺旋槽内，与螺旋槽接触，限位凸起和外圈上设置有相配合的滚珠安装槽，安装槽内设置有滚珠，限位凸起与外圈形成类似滚动轴承的结构。

优选为：进一步包括固定在海底的固定桩，浮子上设置有固定桩安装孔，固定桩插装入所述安装孔内。固定桩可以对浮子的上下运动起到限位作用。

优选为：进一步包括主动齿轮限位装置，包括间隔设置的上限位件和下限位件，二者均连接至固定桩，主动齿轮位于上限位件和下限位件形成的间隙内，且不能越过上限位件和下限位件。

优选为：进一步包括发电机固定杆，所述固定杆两端分别与发电机和固定桩相接。

优选为：进一步包括保护箱，发电组件均位于保护箱内；保护箱固定在固定桩上，保护箱上设置有可使限位杆通过的限位杆孔。

本发明的有益效果为：

(1)本发明提供了一种新型的机械式振荡浮子波浪能发电装置，该装置通过设计了螺旋槽的结构，将主动齿轮沿螺旋槽的转动经从动齿轮转化为发电机的电能，与传统的波浪能发电装置相比，结构精简、灵活可靠，可以获得稳定的发电效果。

(2)由于本系统是通过带动发电机的转动而发电的，考虑到发电机只能在一个转动方向发电，为了避免在波峰和波谷到来时从动齿轮均转动，影响发电机工作，因此采用单向轴承与发电机相接。而且可以为一个主动齿轮配置多个从动齿轮，利用单向轴承一个方向可转动、另一个方向卡死的特点，部分从动齿轮的发电机工作在波峰到来时，部分从动齿轮的发电机工作在波谷到来时，从而可实现整个发电装置在波峰和波谷到来时均发电，提高发电效率。