(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201811311133.5
(22)申请日 2018.11.06
(71)申请人 江苏大学
地址 212013 江苏省镇江市京口区学府路
301号
(72)发明人 朱荣生 安策 王秀礼 陈一鸣
陈靖
(51)Int.Cl.
F03B 13/18(2006.01)
H02K 7/02(2006.01)
H02K 7/10(2006.01)
F16D 41/18(2006.01)
F16H 35/00(2006.01)
(54)发明名称一种摆式波浪能发电装置(57)摘要本发明提供了一种摆式波浪能发电装置，包括水箱墙体和摆动器组件，所述水箱墙体内安装摆动器组件，所述摆动器组件与发电机一端连接，通过海浪冲击摆动器组件使发电机发电。所述摆动器组件包括摆板和单向传动装置；所述摆板上部内孔设有单向传动装置；转轴穿过所述单向传动装置与发电机连接，通过所述单向传动装置使所述转轴旋转方向单一。所述单向传动装置包括第一单向传动装置和第二单向传动装置；所述第一单向传动装置与第二单向传动装置的止逆方向相反。当所述摆板向一个方向摆动，所述第一单向传动装置使转轴正转；当所述摆板向另一 个方向摆动，所述第二单向传动装置使转轴正转。本发明利用的波浪能是清洁能源，满足节能
环保的低碳要求。权利要求书1页 说明书4页 附图3页CN 109667702 A 2019.04.23
C N 109667702
A
1.一种摆式波浪能发电装置，其特征在于，包括水箱墙体(11)和摆动器组件(3)，所述水箱墙体(11)内安装摆动器组件(3)，所述摆动器组件(3)与发电机(8)一端连接，通过海浪冲击摆动器组件(3)使发电机(8)发电。
2.根据权利要求1所述的摆式波浪能发电装置，其特征在于，所述摆动器组件(3)包括摆板(3c)和单向传动装置；所述摆板(3c)上部内孔设有单向传动装置；转轴(2)穿过所述单向传动装置与发电机(8)连接，通过所述单向传动装置使所述转轴(2)旋转方向单一。
3.根据权利要求2所述的摆式波浪能发电装置，其特征在于，所述单向传动装置包括第一单向传动装置(3a)和第二单向传动装置(3b)；所述第一单向传动装置(3a)与第二单向传动装置(3b)的止逆方向相反。
4.根据权利要求3所述的摆式波浪能发电装置，其特征在于，当所述摆板(3c)向一个方向摆动，所述第一
单向传动装置(3a)使转轴(2)正转；当所述摆板(3c)向另一个方向摆动，所述第二单向传动装置(3b)使转轴(2)正转。
5.根据权利要求3或4所述的摆式波浪能发电装置，其特征在于，所述第一单向传动装置(3a)包括外环A(301)和棘轮A(302)；所述棘轮A(302)安装在转轴(2)上；所述摆板(3c)上部设有外环A(301)，所述外环A(301)内设有安装棘轮A(302)。
6.根据权利要求3或4所述的摆式波浪能发电装置，其特征在于，所述第二单向传动装置(3b)包括外环B(304)、棘轮B(305)和行星齿轮(307)；所述摆板(3c)上部设有外环B (304)，所述外环B(304)内设有安装棘轮B(305)；所述转轴(2)与棘轮B(305)内孔之间设有行星齿轮(307)，所述行星齿轮(307)分别与转轴(2)外齿和棘轮B(305)内齿啮合。
7.根据权利要求1所述的摆式波浪能发电装置，其特征在于，所述摆板(3c)两侧与水箱墙体(11)之间的距离为5～30mm；当摆板(3c)处于竖直位置时，摆板(3c)与地面之间的距离不得小于30cm。
8.根据权利要求1-4任一项所述的摆式波浪能发电装置，其特征在于，还包括飞轮装置
(10)，所述飞轮装置(10)安装在发电机轴(9)另一端，通过飞轮装置(10)的惯性作用使得发电机(8)连续稳定输出电能。
权 利 要 求 书1/1页CN 109667702 A
一种摆式波浪能发电装置
技术领域
[0001]本发明涉及波浪能发电装置，特别涉及一种摆式波浪能发电装置。
背景技术
[0002]海洋波浪能开发利用的设想可以追溯到20世纪，到了20世纪80年代，许多国家开发出了边远沿海和海岛供电用的实用性、商业化的中小型装置。目前，海洋波浪能发电技术已逐步接近工程应用水平，重点集中于具有商业化价值的装置，如振荡水柱式波浪能转换装置、摆式波浪能装换装置以及聚波储能式波浪能装置等。摆式波浪能发电的主体是随着波浪摆动的摆体，摆体是摆式波浪能发电装置的一级能量转换机构。摆式波浪能转换装置具有频率响应范围宽、可靠性好、常海况条件转换效率高、建造成本相对低等许多优点。常见的摆式波浪能发电装置是由摆板、转轴、传动系统等部分组成，利用液压装置将摆轴的动能转换成液压能，再有液压马达带动发电机发电。通过液压装置传动，会导致大量的能量损失，同时，液压装置易损坏、维护费用高。
发明内容
[0003]针对现有技术中存在的不足，本发明提供了一种摆式波浪能发电装置，区别于传统的摆式波浪能发电装置，本发明的摆动器与轴之间采用了两个单向传动装置，当入射波流入时，摆动器会随着入射波的流动方向摆动，而当波浪回流时，摆动器又会随着与入射波流动的反方向摆动。通过在一组单向传动装置内部安装行星齿轮组，可以使得相向摆动的两个单向传动装置最终提供给转轴同一个方向的转速。在转轴的一端安装了飞轮，当摆动器运动到一侧的顶端时，摆动器不再给转轴提供动力，此时就依靠飞轮的惯性为电机继续提供动力，以保证整体装置的稳定运行。本发明提供的新型摆式波浪能发电装置，安装方便，安全可靠，可以实现较低成本的稳定运行。
[0004]本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。
[0005]一种摆式波浪能发电装置，包括水箱墙体和摆动器组件，所述水箱墙体内安装摆动器组件，所述摆动器组件与发电机一端连接，通过海浪冲击摆动器组件使发电机发电。[0006]进一步，所述摆动器组件包括摆板和单向传动装置；所述摆板上部内孔设有单向传动装置；转轴穿过所述单向传动装置与发电机连接，通过所述单向传动装置使所述转轴旋转方向单一。
[0007]进一步，所述单向传动装置包括第一单向传动装置和第二单向传动装置；所述第一单向传动装置与第二单向传动装置的止逆方向相反。
[0008]进一步，当所述摆板向一个方向摆动，所述第一单向传动装置使转轴正转；当所述摆板向另一个
方向摆动，所述第二单向传动装置使转轴正转。
[0009]进一步，所述第一单向传动装置包括外环A和棘轮A；所述棘轮A安装在转轴上；所述摆板上部设有外环A，所述外环A内设有安装棘轮A。
[0010]进一步，所述第二单向传动装置包括外环B、棘轮B和行星齿轮；所述摆板上部设有
外环B，所述外环B内设有安装棘轮B；所述转轴与棘轮B内孔之间设有行星齿轮，所述行星齿轮分别与转轴外齿和棘轮B内齿啮合。
[0011]进一步，所述摆板两侧与水箱墙体之间的距离为5～30mm；当摆板处于竖直位置时，摆板与地面之间的距离不得小于30cm。
[0012]进一步，还包括飞轮装置，所述飞轮装置安装在发电机轴另一端，通过飞轮装置的惯性作用使得发电机连续稳定输出电能。
[0013]本发明的有益效果在于：
[0014] 1.本发明所述的摆式波浪能发电装置，使用单向传动装置取代了原有的液压传动机构，减少了能量传递过程中的损耗。
[0015] 2.本发明所述的摆式波浪能发电装置，利用的波浪能是清洁能源，满足节能环保的低碳要求。
[0016] 3.本发明所述的摆式波浪能发电装置，结构简单，安装方便，安全可靠。
[0017] 4.本发明所述的摆式波浪能发电装置，采用了两个单向传动装置，当入射波流入时，摆动器会随着入射波的流动方向摆动，而当波浪回流时，摆动器又会随着与入射波流动的反方向摆动。通过在一组单向传动装置内部安装行星齿轮组，可以使得相向摆动的两个单向传动装置最终提供给转轴同一个方向的转速。
[0018] 5.本发明所述的摆式波浪能发电装置，在转轴的一端安装了飞轮，当摆动器运动到一侧的顶端时，摆动器不再给转轴提供动力，此时就依靠飞轮的惯性为电机继续提供动力，以保证整体装置的稳定运行。
附图说明
[0019]图1为本发明所述的摆式波浪能发电装置结构示意图。
[0020]图2为本发明所述的摆式波浪能发电装置工作示意图。
[0021]图3为本发明所述的第一单向传动装置内部结构图。
[0022]图4为本发明所述的第二单向传动装置内部结构图。
[0023]图中：
[0024]1-轴承A；2-转轴；3-摆动器组件；3a-第一单向传动装置；3b-第二单向传动装置；3c-摆板；4-支梁；4a-支架；5-轴承B；6-止推轴承；7-联轴器；8-发电机；9-发电机轴；10-飞轮装置；11-水箱墙体；301-外环A；302-棘轮A；303-柱销A；304-外环B；305-棘轮B；306-柱销B；307-行星齿轮；308-行星齿轮轴。
具体实施方式
[0025]下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。
[0026]如图1所示，本发明所述的摆式波浪能发电装置，包括水箱墙体11和摆动器组件3，所述水箱墙体11内安装摆动器组件3，所述摆动器组件3与发电机8一端连接，通过海浪冲击摆动器组件3使发电机8发电。所述摆动器组件3包括摆板3c和单向传动装置；所述摆板3c上部内孔设有单向传动装置；转轴2穿过所述单向传动装置与发电机8连接，通过所述单向传动装置使所述转轴2旋转方向单一。
[0027]所述单向传动装置包括第一单向传动装置3a和第二单向传动装置3b；所述第一单向传动装置3a与第二单向传动装置3b的止逆方向相反。如图2所示，当所述摆板3c顺时针摆动，所述第一单向传动装置3
a使转轴2正转，此时第二单向传动装置3b不起作用；当所述摆板3c逆时针摆动，所述第二单向传动装置3b使转轴2正转，此时第一单向传动装置3a不起作用。此处转轴2正转的意思是不论所述摆板3c顺时针摆动还是逆时针摆动，转轴2转动方向都是一致，可以都是正转也可以都是反转。
[0028]具体实施例为：水箱墙体11为三面封闭，一面开口的，海浪从开口处流入、流出摆式波浪能发电装置。轴承A1、摆动器组件3、支梁4和止推轴承6依次安装在转轴2上，转轴2的另一端通过联轴器7与发电机轴9相连，在发电机轴9的另一端安装有飞轮10。轴承A1与止推轴承6安装在水箱墙体11上，支梁4固定在水箱墙体11的顶部。
[0029]如图3所示，所述第一单向传动装置3a包括外环A 301、柱销A 303和棘轮A 302；所述棘轮A 302安装在转轴2上；所述摆板3c上部设有外环A 301，所述外环A 301内设有安装棘轮A 302。所述外环A 301内孔均布销孔槽，所述销孔槽内安装复位装置，所述柱销A 303安装在销孔槽内，且与复位装置接触；所述复位装置用于使柱销A 303压紧棘轮A 302的棘齿轮廓处。图3中的第一单向传动装置3a工作原理，当外环A 301顺时针旋转时，外环A 301内的柱销A 303推动棘轮A 302旋转，当外环A 301逆时针旋转时，外环A 301内的柱销A 303沿棘齿轮廓旋转，而且棘齿轮廓径向逐渐增大，使柱销A 303压缩复位装置；当柱销A 303进入下一个棘齿轮廓，所述复位装置使柱销A 303压紧棘齿轮廓，这样其实棘轮A 302没有发生旋转。
[0030]如图4所示，所述第二单向传动装置3b包括外环B 304、柱销B 306、棘轮B 305和行星齿轮307；所述摆板3c上部设有外环B 304，所述外环B 304内设有安装棘轮B 305；所述转轴2与棘轮B 305内孔之间设有行星齿轮307，所述行星齿轮307分别与转轴2外齿和棘轮B 305内齿啮合。所述外环B 304内孔均布销孔槽，所述销孔槽内安装复位装置，所述柱销B 306安装在销孔槽内，且与复位装置接触；所述复位装置用于使柱销B 306压紧棘轮B 305的棘齿轮廓处。所述行星齿轮307安装在行星齿轮轴308上，行星齿轮轴308通过轴承B 5与支梁4下部的支架4a固定；图4中的第二单向传动装置3b工作原理，当外环B 304顺时针旋转时，外环B 304内的柱销B 306沿棘齿轮廓旋转，而且棘齿轮廓径向逐渐增大，使柱销B 306压缩复位装置；当柱销B 306进入下一个棘齿轮廓，所述复位装置使柱销B 306压紧棘齿轮廓，这样其实棘轮B 305没有发生旋转，这里是仅仅需要第二单向传动装置3b单独工作时的原理。当外环B 304逆时针旋转时，外环B 304内的柱销B 306推动棘轮B 305旋转，由于所述行星齿轮307分别与转轴2外齿和棘轮B 305内齿啮合，因此棘轮B 305旋转方向和转轴2旋转方向相反。
[0031]所述棘轮B 305和棘轮A 302的齿廓为两根线，一根为垂直于轴线的直线，另一根为平缓过度的曲线连接相邻两直线的顶端与底端；所述棘轮B 305和棘轮A302的齿数均为5～9个。所述摆板3c两侧与水箱墙体11之间的距离为5～30mm；当摆板3c处于竖直位置时，摆板3c与地面之间的距离不得小于30cm。
[0032]本发明的工作原理：
[0033]如图2所示，当摆板3c顺时针旋转，所述第一单向传动装置3a的棘轮A 302使转轴2顺时针旋转，此时第二单向传动装置3b的外环B 304也是顺时针旋转，从上面可以知道外环
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