一种振荡浮子波浪能发电的装置的制作方法

本发明涉及海洋波浪能发电装置，具体涉及一种振荡浮子波浪能发电的装置。

背景技术：

波浪能是指海洋表面波浪所具有的动能和势能，具有能量密度高、分布面广的特点，据世界能源委员会的调查显示，全球可利用的波浪能是当前发电量的2倍；我国拥有广阔的海洋资源，东南沿海一带拥有丰富的波浪能资源，且能量密度高，具有较大的开采价值；目前国内外相关波浪能装置按波浪能俘获方式可分为摆式、收缩波道式、振荡水柱式、振荡浮子式。

摆式波能转换装置是在波浪的作用下，通过摆体作前后或上下摆动，将波浪能转换成摆轴的动能，与摆轴相连的通常是液压装置，它将摆轴的动能转换成液压泵的动能，再由液压马达带动发电机发电；这种装置的优点是转换效率高，缺点是机械的维护较为困难，代表装置有我国的30kw沿岸固定式摆式电站。

收缩波道技术是利用收缩波道将波浪的动能转换成水的势能，再通过水轮发电机组将势能转换为电能；这种装置的优点是波能的转换没有活动部件，可靠性好且稳定，不足之处是建造这种电站对地形要求严格，不易推广；代表装置有挪威的350kw收缩波道装置。

振荡水柱技术是一种利用气室吸收波浪能的技术；气室一个方向开有口，波浪驱动气室内的水柱作往复运动，水柱推动气室内的空气，最后由空气驱动叶轮旋转，或进一步驱动发电机发电；由于转换装置与海水分离，不容易受腐蚀；系统工作在水面，容易实施；缺点是效率较低；代表装置有中国汕尾的100kw岸式波浪发电站等。

振荡浮子式波能转换装置是利用浮子吸收波浪能的转换装置；装置利用一个处于水面的浮子吸收波浪能，经过处于陆地上的机械或者液压装置，驱动发电机发电；振荡浮子式波能转换装置结构简单，工作可靠，逐渐受到了世界各国的青睐；代表装置有英国的pelamis、中国的50kw岸式振荡浮子波浪发电站等。

目前已有的波浪能发电装置，如专利号为201521010834.7名称为“自动适应潮位的振荡浮子发电装置”的中国专利，该专利的振荡浮子固定在双摇杆机构的短杆上，导致浮子行程非常有限，且浮子所在的短杆与液压缸成钝角，浮子作用在液压缸上的力有限，利用效率较低；专利号为201610454421.0名称为“一种晃动式波浪能发电装置”的中国专利，该专利将水轮机、发电蓄电装置以及冲击液体全部放在浮子内，结构复杂，且未考虑到由于惯性，冲击液体振荡并不剧烈，水轮机也会随惯性与冲击液体一起振荡，发电效率较为有限。

技术实现要素：

本发明提供一种结构简单、实用性高的振荡浮子波浪能发电的装置。

本发明采用的技术方案是：一种振荡浮子波浪能发电的装置，包括密封的中空结构装置主体、浮子和固定到海底的底座；底座通过锁链连接到装置主体的下端；还设置有一体结构的传动装置，传动装置包括设置在装置本体内相互平行的上板和下圆环板；上板和下圆环板通过相互平行且齿条相对设置的第一齿条和第二齿条连接；下圆环板中间环形孔对应位置设置有垂直于装置本体底板的发电机；上板上还固定连接有延伸到装置本体外用于连接浮子的连接滑杆；接滑杆与装置本体接触处进行动密封；传动装置与设置在装置本体内的固定滑杆滑动配合；

还设置有与第一齿条啮合的第一齿轮和与第二齿条啮合的第二齿轮；第一齿轮和第二齿轮均设置在传动轴上，且其驱动方向相反；第一齿轮和第二齿轮之间的传动轴上还设置有第三齿轮，第三齿轮与于发电机转轴前端的第四齿轮啮合；传动轴可转动的设置在传动轴支座上。

进一步的，所述装置本体内还设置有固定底座；固定滑杆下端连接固定底座，上端设置有限位卡子。

进一步的，所述固定底座上设置有结构相同的两个传动轴支座，传动轴两端均通过轴承设置在两个传动轴支座上。

进一步的，所述连接滑杆上端通过第一固连卡子与浮子连接，下端通过第二固连卡子连接上板。

进一步的，所述固定底座上表面设置有四个内侧为圆弧形的凸台，发电机设置在凸台构成的内部空间内。

进一步的，所述第一齿轮和第二齿轮均为直齿圆柱齿轮；第三齿轮和第四齿轮均为锥齿轮。

进一步的，所述固定滑杆设置有两根，分别设置到相对的两个凸台上。

进一步的，所述装置本体包括上端盖、下端盖和筒体。

进一步的，所述第一齿轮和第二齿轮通过单向轴承或者单向离合器设置到传动轴上。

进一步的，所述连接滑杆与装置本体连接处采用滑动轴承和内嵌多层橡胶活塞环密封

本发明的有益效果是：

（1）本发明在浮子上、下过程中发电机朝一个方向转动发电，提高了发电效率；

（2）本发明结构简单、实用性强。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

图2为本发明中装置本体内部结构示意图。

图3为本发明转动轴与传动装置部分结构示意图。

图中：1-浮子，2-第一固连卡子，3-锁链，4-底座，5-连接滑杆，6-上端盖，7-装置本体，8-下端盖，9-第二固连卡子，10-上板，11-第一齿条，12-固定滑杆，13-第一齿轮，14-传动轴，15-第四齿轮，16-第三齿轮，17-传动轴支座，18-固定底座，19-下圆环板，20-发电机，21-限位卡子，22-轴承，23-第一轴承，24-第二齿条，25-第二齿轮，26-第二轴承。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步说明。

如图1-3所示，一种振荡浮子波浪能发电的装置，包括密封的中空结构装置主体7、浮子1和固定到海底的底座4；底座4通过锁链3连接到装置主体7的下端；还设置有一体结构的传动装置，传动装置包括设置在装置本体7内相互平行的上板10和下圆环板19；上板10和下圆环板19通过相互平行且齿条相对设置的第一齿条11和第二齿条24连接；下圆环板19中间环形孔对应位置设置有垂直于装置本体7底板的发电机20；上板10上还固定连接有延伸到装置本体7外用于连接浮子1的连接滑杆5；接滑杆5与装置本体7接触处进行动密封；传动装置与设置在装置本体7内的固定滑杆12滑动配合；

还设置有与第一齿条11啮合的第一齿轮13和与第二齿条24啮合的第二齿轮25；第一齿轮13和第二齿轮25均设置在传动轴14上，且其驱动方向相反；第一齿轮13和第二齿轮25之间的传动轴14上还设置有第三齿轮16，第三齿轮16与于发电机20转轴前端的第四齿轮15啮合；传动轴14可转动的设置在传动轴支座17上。

进一步的，所述装置本体7内还设置有固定底座18；固定滑杆12下端连接固定底座8，上端设置有限位卡子21；将传动装置的行程限定在固定底座18和限位卡子21之间。

进一步的，所述固定底座18上设置有结构相同的两个传动轴支座17，传动轴14两端均通过轴承22设置在两个传动轴支座17上；固定底座18一般也设置为圆形结构，传动轴支座17设置到其同一直径两端外延处。

进一步的，所述连接滑杆5上端通过第一固连卡子2与浮子1连接，下端通过第二固连卡子9连接上板10；确保其固定牢固。

进一步的，所述固定底座18上表面设置有四个内侧为圆弧形的凸台，发电机20设置在凸台构成的内部空间内；这种结构可以将装置设置的更为紧凑，节省空间。

进一步的，所述第一齿轮13和第二齿轮25均为直齿圆柱齿轮；第三齿轮16和第四齿轮15均为锥齿轮。

进一步的，所述固定滑杆12设置有两根，分别设置到相对的两个凸台上。

进一步的，所述装置本体7包括上端盖6、下端盖8和筒体。

进一步的，一般情况下第一齿轮13通过第一轴承23设置到传动轴14上，第二齿轮25通过第二轴承26设置到传动轴14上，第一轴承23和第二轴承26均为单向轴承，第一轴承23和第二轴承26也可以为替换为单向离合器。

进一步的，所述连接滑杆5与装置本体7连接处采用滑动轴承和内嵌多层橡胶活塞环密封。

一般情况下将上板10设置为圆形结构，第一齿条11和第二齿条24设置在其一直径两端位置；固定底座18也设置为圆形结构，四个凸台沿其周向均布，固定滑杆12分别设置到相对的两个凸台上，另外两个凸台连接传动轴支座17；装置主体7为中空的圆柱体结构；装置主体7采用法兰结构紧合加密封脂进行静密封；连接滑杆5部分采用滑动轴承和内嵌多层橡胶活塞环密封；由于发电机20输出轴转速较快，也需要严格密封，采用防水轴承加密封脂的方法密封。

使用时，浮子1在海浪拍打下振荡牵引连接滑杆5，连接滑杆5带动传动装置沿固定滑杆12上下滑动；固定滑杆12上端设置的限位卡子21和固定底座18上设置的凸台用于限制传动装置行程；当传动装置随连接滑杆5上升时，第一齿条11和第二齿条24会带动与其啮合的第一齿轮13和第二齿轮25转动；由于第一轴承23和第二轴承26均为单向轴承，并且其驱动方向相反；与此时锁死的单向轴承配合的齿轮会驱动转动轴14转动，带动第三齿轮16转动，从而带动第四齿轮15转动，带动发电机20转动发电；而同时另一齿轮在单向轴承上滚动，不驱动转动轴14转动；当传动装置随连接滑杆5下降时，在上升过程中在单向轴承上作滚动的齿轮此时与之配合单向轴承锁死；驱动传动轴14朝与齿条上升过程相同的转向转动，进而驱动发电机20朝一个方向工作，从而实现发电机20朝一个方向转动发电，提高了发电效率；可以根据发电机20发电转向调整单向轴承反向安装的方式，以保证齿条上升下降过程中传动轴14始终朝一个方向转动。

本发明通过直齿圆柱齿轮与反向安装的单向轴承的组合，实现在浮子1上、下两个过程中都能驱动发电机20朝一个方向发电；结构简单、发电效率高、实用性强。