专利名称：多层螺旋桨波浪能发电装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种波浪能发电装置，属于海洋能研究领域。
背景技术：
随着现代工业的发展，对能源的需求也日益增加。为此，人们不断探索和开发安全、清洁、且可再生的新能源。地球上海洋面积占72%，全世界理论上可再生的海洋能总量为766亿千瓦，技术允许利用功率为64亿千瓦，约为目前全世界发电机容量的2倍。其中， 海洋波浪里的能量密度最高，约为20亿千瓦，比风里的能量高出约1000倍。另外，由于波浪是由风在长时间内产生，并在风平息后仍持续起伏变化，因此波浪发电在成本收益上有巨大的潜力。根据海洋观测资料统计，我国沿海海域年平均波高在2米左右，波浪周期平均 6s左右，可开发利用的约5亿千瓦。尽管海洋波浪能发展潜力巨大，然而人类对海洋能源的利用微乎其徽，没有得到合理利用，其原因是波浪能难以掌控。利用海洋波浪能通常需要三级转换装置，即第一级为受波体，用以吸收波浪能；第二级为中间转换装置，它把吸收的波浪能转换为某种特定形式的机械能；第三级为发电装置，将机械能转化为稳定的电能。目前已经有多种波浪能发电装置的设计，从吸收波浪能的结构形式来划分，有振荡水柱式、浮子式、摆式、点头鸭式、筏式、 蛘式等。但是各种结构都存在体积大，抗冲击能力差，功率密度低等缺陷。而波浪能系统最基本的要求是能发出电能，通过分析波浪能的特点发现现有波浪能发电装置，由于发电装置会随波浪上下运动，导致能量转化部分和周围水的相对运动不足，从而影响了单位面积上的能量转换效率。为解决这一问题相关人员考虑了很多辅助办法，这又相对增加了实施成本，还达不到预期效果。
发明内容本实用新型针对现有技术能量转换装置中存在的体积大、抗冲击能力差以及功率密度低等缺陷，而提供一种体积小、抗冲击能力强、能量转化效率高的多层螺旋桨波浪能发电装置。为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案如下多层螺旋桨波浪能发电装置， 包括空心的浮筒体及与浮筒体下端相连的连接架，其特征在于在连接架的中间设有转轴组件，所述转轴组件至少由两个轴件组成，各个轴件依次套接在一起；每个轴件的上端伸出连接架，并分别通过齿轮传动组件与对应的发电机连接，每个轴件的下端伸出连接架后与螺旋桨相连，在每个螺旋桨的上方的转轴组件上安装有支架；在每个支架上安装有隔离筒， 螺旋桨置于隔离筒内，每个支架上的隔离筒内部形成内部静水区，所述齿轮传动组件置于浮筒体内。所述齿轮传动组件由固定在每个轴件上端的大齿轮及分别与大齿轮相啮合的各个小齿轮组成，所述各个小齿轮分别与对应的发电机同轴。所述转轴组件由内轴和外轴两个轴件组成，且外轴套设在内轴的外部。[0009]所述浮筒体由筒体和与筒体相配合的筒盖组成。本实用新型的有益效果，本实用新型由于浮筒体随着波浪的上下运动从而带动发电装置的整体运动，由于隔离筒内部形成的静水区，使筒内外存在有速度差，使得螺旋桨和静水之间产生相对运动，从而导致螺旋桨实现旋转运动，通过转轴组件及齿轮传动组件，进而带动发电机进行发电，具有体积小、抗冲击能力强、可靠性强高、能量转化效率高等优点。由于采用了多层螺旋桨进行能量转化的方式，可以充分利用单位面积中波浪能， 改善吸收效率方面的不足，有效提高了吸收效率。隔离筒的存在还能有效保护发电装置较少受到海草等的影响，增加使用寿命。本实用新型可以对海床基等离岸海洋观测设备和平台供电，是最直接且可行的方案，应用本实用新型可再生波浪能作为海洋观测设备的能源，延长观测设备的免维护使用周期，可以满足离岸海床基等设备的连续稳定供电需求，极大提高设备的效率和使用寿命， 有巨大的经济效益和社会效益，具有广阔的应用前景。
图1 本实用新型波浪能发电装置总体结构示意图。图2 本实用新型波浪能发电装置内部结构示意图。其中，附图中的标号说明如下1-浮筒体，2-连接架，3-转轴组件，4-齿轮传动组件，5-发电机，6_螺旋桨，7_支架，8-隔离筒，9-筒体，10-筒盖，11-内轴，12-外轴，13-大齿轮，14-小齿轮，15-大齿轮， 16-小齿轮。
具体实施方式
以下结合附图，对本实用新型进行具体说明，参见图1和图2所示。本实用新型多层螺旋桨波浪能发电装置，包括空心的浮筒体1及与浮筒体1下端相连的连接架2。在连接架2的中间设有转轴组件3，该转轴组件3至少由两个轴件组成，各个轴件依次套接在一起。每个轴件的上端伸出连接架2，并分别通过齿轮传动组件4与对应的发电机5连接；每个轴件的下端伸出连接架2后分别与对应的螺旋桨6相连，所述每个螺旋桨6上方的转轴组件上安装有支架7 ；在每个支架7上安装有隔离筒8。所述螺旋桨6置于隔离筒8内，每个支架7上的隔离筒8在内部形成有内部静水区，所述齿轮传动组件4置于浮筒体1内。上述浮筒体1由筒体9和与筒体相配合的筒盖10组成，以便于设备的整体安装。上述齿轮传动组件4由固定在每个轴件上端的大齿轮及分别与大齿轮相啮合的各个小齿轮组成，所述各个小齿轮分别与对应的发电机5同轴，从而带动发电机5工作。上述除位于最下面支架7上的隔离筒8外，其他隔离筒的下端与其相邻支架7的上端相接，这样可以最大利用静水区的空间。上述转轴组件3可以由内轴11和外轴12两个轴件组成，外轴12套设在内轴11 的外部，大齿轮13固定在内轴11的上端，大齿轮13与小齿轮14相啮合，小齿轮14与对应的发电机5同轴。同样，大齿轮15固定在外轴12的上端，大齿轮15与小齿轮16相啮合， 小齿轮16与对应的发电机5同轴。内轴11与外轴12的下端形成两层的螺旋桨波浪能发电装置。由于内轴11和外轴12分别传输运动的工作方式，使螺旋桨间的能量吸收功能互不干涉，所输出的运动分别发电，然后对发出的电再进行后续处理。本实用新型的工作原理是浮筒体1随着波浪的上下运动从而带动发电装置的整体运动。由于隔离筒8内部形成的静水区作用使得螺旋桨6和静水之间产生相对运动，由此产生了速度差，从而导致螺旋桨6发生旋转运动，进而带动各个轴件发生转动，使得与各个轴件上端相连接的各个大齿轮发生转动，通过各个大齿轮与小齿轮相互啮合，带动与小齿轮同轴的发电机5进行发电。本实用新型根据不同的波浪，可以设计不同的隔离筒长度和直径尺寸，使得吸收效率达到最好。进一步，调整隔离筒和螺旋桨之间的间隙，也可以改善吸收效率，以提高整体的发电效率。根据不同海域的特点，可以选择不同的螺旋桨间距离设计方案。上述实施方式的描述，是本实用新型较佳的实施方式，但不能以此限定本实用新型的保护范围，但凡以此方式所做的变化及修饰，均在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.多层螺旋桨波浪能发电装置，包括空心的浮筒体及与浮筒体下端相连的连接架，其特征在于在连接架的中间设有转轴组件，所述转轴组件至少由两个轴件组成，各个轴件依次套接在一起；每个轴件的上端伸出连接架，并分别通过齿轮传动组件与对应的发电机连接，每个轴件的下端伸出连接架后分别与对应的螺旋桨相连，在每个螺旋桨上方的转轴组件上安装有支架；在每个支架上安装有隔离筒，螺旋桨置于隔离筒内，每个支架上的隔离筒内部形成内部静水区，所述齿轮传动组件置于浮筒体内。
2.根据权利要求1所述的多层螺旋桨波浪能发电装置，其特征在于所述齿轮传动组件由固定在每个轴件上端的大齿轮及分别与大齿轮相啮合的各个小齿轮组成，所述各个小齿轮分别与对应的发电机同轴。
3.根据权利要求1所述的多层螺旋桨波浪能发电装置，其特征在于所述转轴组件由内轴和外轴两个轴件组成，且外轴套设在内轴的外部。
4.根据权利要求2所述的多层螺旋桨波浪能发电装置，其特征在于所述转轴组件由内轴和外轴两个轴件组成，且外轴套设在内轴的外部。
5.根据权利要求1至4中任一种所述的多层螺旋桨波浪能发电装置，其特征在于所述浮筒体由筒体和与筒体相配合的筒盖组成。
专利摘要本实用新型涉及一种多层螺旋桨波浪能发电装置，用于海洋波浪能的发电。其结构包括空心浮筒体及与浮筒体相连的连接架，连接架的中间设有转轴组件，转轴组件的上端伸出连接架，并通过齿轮传动组件与发电机连接，转轴组件的下端伸出连接架后与螺旋桨相连，螺旋桨的上方安装有支架；在支架上安装有隔离筒，螺旋桨置于隔离筒内，在支架上的隔离筒内部形成内部静水区，所述齿轮传动组件置于浮筒体内。本实用新型浮筒体随着波浪上下运动从而带动发电装置的整体运动，由于隔离筒内静水区的作用使得螺旋桨和静水之间产生相对运动，从而导致螺旋桨实现旋转运动，带动发电机发电。具有体积小、效率高、抗冲击力强、使用寿命长等优点。
文档编号F03B13/22GK202148976SQ201120268120
公开日2012年2月22日 申请日期2011年7月27日 优先权日2011年7月27日
发明者姜琳琳, 张福曦, 曹守启, 柏春祥, 章守宇, 胡庆松 申请人:上海海洋大学