專利名稱：機(jī)械式波力發(fā)電浮標(biāo)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于一種波能轉(zhuǎn)換發(fā)電裝置。
背景技術(shù)：
目前的波力發(fā)電浮標(biāo)大都為空氣透平式，即依靠壓縮空氣透平以及電機(jī)發(fā)電作為浮標(biāo)的能源，比如中心管波力發(fā)電浮標(biāo)和后彎管波力發(fā)電浮標(biāo)等；其工作原理是在波浪的作用下，浮標(biāo)作升沉和縱搖運(yùn)動(dòng)，使其氣室內(nèi)的水柱作相對(duì)于氣室的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)空氣作復(fù)運(yùn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)空氣透平和電機(jī)發(fā)電。這種空氣透平式波力發(fā)電浮標(biāo)存在以下缺點(diǎn)1、防水性能差，在波浪比較大的時(shí)候，飛濺的水滴會(huì)打濕透平和電機(jī)，使電機(jī)發(fā)生故障，停止工作。目前的空氣透平式波力浮標(biāo)發(fā)生問題很大一部分就出自這個(gè)原因。而要想解決管個(gè)問題，須在透平與電機(jī)之間進(jìn)行防水處理或?qū)﹄姍C(jī)單獨(dú)進(jìn)行防水處理，而這又勢(shì)必增大摩擦阻力，減低發(fā)電機(jī)的效率，形成矛盾；2、電機(jī)特性與透平特性不匹配。驅(qū)動(dòng)電機(jī)需要一定的力矩，而停止?fàn)顟B(tài)的透平在小浪時(shí)很難達(dá)到這一力矩，因而使裝置處于停止?fàn)顟B(tài)；3、透平的能量轉(zhuǎn)換效率很低，一般在15％左右，大部分的能量沒有得到利用。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是針對(duì)上述問題，提出一種能解決防水問題，更大程度發(fā)揮電機(jī)工作效率，提高系統(tǒng)整體能量轉(zhuǎn)換效率的機(jī)械式波力發(fā)電浮標(biāo)新設(shè)計(jì)。
本實(shí)用新型的目的通過由浮子帶動(dòng)由齒條、齒輪、離合器組成的機(jī)械結(jié)構(gòu)驅(qū)動(dòng)飛輪和電機(jī)，以提供航標(biāo)燈能源的技術(shù)實(shí)施方案予以實(shí)現(xiàn)。
本實(shí)用新型的具體結(jié)構(gòu)，包括密封的浮標(biāo)主體、與浮標(biāo)主體結(jié)合為一體的中心管、航標(biāo)燈以及向航標(biāo)燈供電的蓄電池，中心管的底部為開放式，所說的中心管的內(nèi)部設(shè)置有可沿中心管內(nèi)壁上下滑動(dòng)的浮子，在浮子之上具有一隨動(dòng)于該浮子的齒條，齒條與一超越離合器上的中心齒輪相嚙合，超越離合器與一傳動(dòng)軸滑動(dòng)連接，傳動(dòng)軸連接到一飛輪和一電機(jī)，電機(jī)的輸出端與蓄電池相連接，所說的飛輪、電機(jī)和蓄電池安裝固定在浮標(biāo)主體的艙體內(nèi)。
所說的齒條可以設(shè)置在一與浮子連成一體的連桿上，該齒條可設(shè)置于一連桿的中間段，所說的連桿安裝固定浮子上面。
為保證齒條在波浪起伏的一定范圍內(nèi)運(yùn)動(dòng)，可在中心管中設(shè)置上、下限位板，將所說的連桿的運(yùn)動(dòng)范圍限定在固定于中心管中的上限位板和下限位板之間。
本實(shí)用新型的工作原理是置于浮標(biāo)主體中心管內(nèi)的浮子隨波浪的起伏而上下運(yùn)動(dòng)，浮子上端的齒條與齒輪相嚙合，帶動(dòng)超越離合器轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)傳動(dòng)軸、飛輪朝單一方向運(yùn)動(dòng)，當(dāng)飛輪的轉(zhuǎn)速達(dá)到一定值時(shí)，發(fā)電機(jī)發(fā)電向蓄電池輸出能量，經(jīng)過蓄電池的儲(chǔ)能與釋放，維持航標(biāo)燈正常工作所需的電能。
本實(shí)用新型在能量采集過程中采用浮子—齒條—齒輪—超越離合器—傳動(dòng)軸—飛輪—電機(jī)這樣一種方式，避免了外部波浪對(duì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)內(nèi)部各部件的侵蝕，解決了現(xiàn)有波力發(fā)電裝置棘手的防水問題；同時(shí)，液壓傳動(dòng)方式在能量傳遞方面的效率是傳統(tǒng)氣動(dòng)透平的4～6倍，從而大大提高裝置整體的能量轉(zhuǎn)換率；而且，液壓馬達(dá)—電機(jī)系統(tǒng)在特性匹配方面的效果遠(yuǎn)優(yōu)于透平—電機(jī)系統(tǒng)，液壓馬達(dá)的特點(diǎn)是轉(zhuǎn)速低，力矩大，在小浪時(shí)容易驅(qū)動(dòng)電機(jī)。綜合上述幾方面因素，本實(shí)用新型裝置與傳統(tǒng)的裝置相比，故障率降低，制造工藝簡(jiǎn)單，性能優(yōu)越。


圖1為本機(jī)械式波力發(fā)電浮標(biāo)的主視結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1的側(cè)視圖；圖3為超越離合器部分的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為圖3的A-A剖視圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)實(shí)用新型實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)作進(jìn)一步的詳細(xì)說明如圖1、2所示，本機(jī)械式波力發(fā)電浮標(biāo)包括浮標(biāo)主體1和中心管2，浮標(biāo)主體1為一中空的艙體，，中心管2為一底部開放的豎直管狀物，與浮標(biāo)主體焊連為一整體，中心管2的內(nèi)部有可以上下運(yùn)動(dòng)的浮子3，浮子3上面為連桿4，連桿4與浮子3連接固定成一整體，在浮子的上方有固定于中心管壁的上限位板18和下限位板19，浮子3和連桿4的運(yùn)動(dòng)范圍限定于上、下限位板之間，連桿4的中間一段(在上、下限位板之間)為金屬齒條5，齒條5與超越離合器6的中心齒輪7相嚙合，超越離合器6與傳動(dòng)軸10滑動(dòng)連接，所述的超越離合器(如圖3、4所示)包括位于其中心部位的齒輪7、位于其周邊的滑槽8和滾珠9，其外周為與傳動(dòng)軸成一體的從動(dòng)輪罩12，超越離合器6與從動(dòng)輪罩12之間有一個(gè)很小的間隙11，齒條5的上、下運(yùn)動(dòng)通過齒輪7使超越離合器6轉(zhuǎn)動(dòng)，超越離合器朝某一方向運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)其外部的從動(dòng)輪罩進(jìn)而驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)軸向單一方向運(yùn)動(dòng)，所說的傳動(dòng)軸10連接飛輪13和電機(jī)14，電機(jī)14的輸出端與蓄電池15相連接，蓄電池15通過導(dǎo)線16與航標(biāo)燈17連接，所說的飛輪、電機(jī)和蓄電池安裝固定在浮標(biāo)主體1的艙體內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種機(jī)械式波力發(fā)電浮標(biāo)，包括密封的浮標(biāo)主體(1)、與浮標(biāo)主體(1)結(jié)合為一體的中心管(2)、航標(biāo)燈(17)以及向航標(biāo)燈供電的蓄電池(15)，中心管(2)的底部為開放式，其特征在于所說的中心管(2)的內(nèi)部設(shè)置有可沿中心管(2)內(nèi)壁上下滑動(dòng)的浮子(3)，在浮子(3)之上具有一隨動(dòng)于該浮子的齒條(5)，齒條(5)與一超越離合器(6)上的中心齒輪(7)相嚙合，超越離合器(6)與一傳動(dòng)軸(10)滑動(dòng)連接，傳動(dòng)軸(10)連接到一飛輪(13)和一電機(jī)(14)，電機(jī)(14)的輸出端與蓄電池(15)相連接，所說的飛輪(13)、電機(jī)(14)和蓄電池(15)安裝固定在浮標(biāo)主體(1)的艙體內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)械式波力發(fā)電浮標(biāo)，其特征在于所說的齒條(5)設(shè)置于一連桿(4)的中間段，所說的連桿(4)安裝固定浮子(3)上面。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的機(jī)械式波力發(fā)電浮標(biāo)，其特征在于所說的連桿(4)的運(yùn)動(dòng)范圍限定在固定于中心管(2)中的上限位板(18)和下限位板(19)之間。
專利摘要一種機(jī)械式波力發(fā)電浮標(biāo),其結(jié)構(gòu)包括浮標(biāo)主體、中心管、浮子、齒條、齒輪、離合器、傳動(dòng)桿、飛輪、電機(jī)、蓄電池和航標(biāo)燈等,通過浮子隨波浪起伏運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)由齒條、齒輪、離合器、傳動(dòng)桿、飛輪組成的機(jī)械裝置運(yùn)動(dòng),進(jìn)而帶動(dòng)電機(jī)發(fā)電,構(gòu)成浮子—齒條—齒輪—離合器—飛輪—發(fā)電機(jī)—蓄電池這種方式的能量采集與傳遞轉(zhuǎn)換系統(tǒng),與傳統(tǒng)的空氣透平式波力發(fā)電浮標(biāo)相比,防水性能好、故障率低、易起動(dòng)、能量傳遞和轉(zhuǎn)換效率高。
文檔編號(hào)F03G7/00GK2497081SQ0125529
公開日2002年6月26日 申請(qǐng)日期2001年8月22日 優(yōu)先權(quán)日2001年8月22日
發(fā)明者張瑞慶, 游亞戈, 蔣念東, 顏希文, 鄭永紅, 黃忠洲, 梁賢光 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院廣州能源研究所