一种同时利用波浪能和风能的全封闭型发电装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种同时利用波浪能和风能的全封闭型发电装置，包括具有封闭内腔的浮体、设置于浮体上部的受风翼和连接所述浮体下端的锚链，所述浮体通过所述锚链与海底锚固，所述浮体的内腔由上而下依次固定有相连接的弹簧振子、四组摇杆装置、传动机构和发电机，所述弹簧振子通过弹簧连接在所述浮体的内壁上且能左右、前后、上下摆动，所述摇杆装置吸收弹簧振子的振荡能量并通过传动机构将弹簧振子朝各个方向摆动时的动能输出为单向转动动能驱动发电机发电。本发明专利技术能同时利用任何方向的波浪能和风能进行发电，发电主体机构不接触海水，防腐能力强、抗破坏能力好，现场安装投放方便，能够适应任意潮位、地形和海况条件。

【技术实现步骤摘要】
一种同时利用波浪能和风能的全封闭型发电装置
本专利技术涉及一种海洋波浪能和风能的发电装置，特别是涉及一种同时利用波浪能和风能的全封闭型发电装置，属于新型可再生能源

技术介绍
随着世界经济的发展、人口的激增、社会的进步，人类对能源的需求日益增长。为了解决能源的日益紧缺和环境日趋严峻等问题，各国都争相发展可再生能源。波浪发电就是一个刚起步比较热门的项目，但目前的波浪发电装置在利用波浪能的同时很少考虑到兼顾利用风能的作用，另一方面，现有的波浪发电装置其核心部件都是直接浸泡在海水中，很难克服海水的腐蚀和风暴的袭击。目前，波浪发电技术还不够成熟，还没有能长时间投入实际使用的有效装置，究其原因，其根本在于需要解决现有波浪发电装置易腐蚀、难维护、对环境波浪条件适应性差、易受风暴破坏等问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种可同时利用任意角度和方向的波浪能和风能的全封闭型发电装置。本专利技术要解决的问题是现有波浪发电装置在利用波浪能的同时很少考虑到兼顾利用风能的作用，另一方面，现有的波浪发电装置其核心部件都是直接浸泡在海水中，很难克服海水的腐蚀和风暴的袭击，并且对潮位、地形和海况等条件适应性差。本专利技术通过全封闭型外壳内部安装弹簧振子，可同时吸收任意角度和方向的波浪能和风能，由于其发电主体部件不与海水接触，大大提高工作寿命，降低维护成本。该装置具有强耐久性和高可靠性，现场安装投放方便，能够适应不同的地形和海况条件。本专利技术采用的技术方案是：一种同时利用波浪能和风能的全封闭型发电装置，包括具有封闭内腔的浮体、设置于浮体上部的受风翼和连接所述浮体下端的锚链，所述浮体通过所述锚链与海底锚固，所述浮体的内腔由上而下依次固定有相连接的弹簧振子、四组摇杆装置、传动机构和发电机，所述弹簧振子通过弹簧连接在所述浮体的内壁上且能左右、前后、上下摆动，所述摇杆装置吸收弹簧振子的振荡能量并通过传动机构将弹簧振子朝各个方向摆动时的动能输出为单向转动动能驱动发电机发电。本方案通过设置弹簧振子及传动机构，将浮体受波浪能和/或风能作用下的各种形式的运动转化为轴的单一方向的转动，从而驱动发电机发电，实现对波浪能和风能的综合高效利用。进一步地，所述弹簧振子包括重球、对称地水平连接于重球和浮体内壁之间的四根水平弹簧、沿重球竖直中心线方向设置的上弹簧和下弹簧，所述上弹簧连接设置于重球顶部和浮体内腔顶壁之间，所述下弹簧连接设置于重球底部和浮体内腔底部之间，所述四根水平弹簧呈十字形布置在同一空间水平面上且每根水平弹簧的轴线均指向重球的球心。所述弹簧振子通过采用设置多个弹簧，将重球置于内腔中部的机构，波浪能和风能使浮体左右摇摆或上下沉浮时，使弹簧振子产生振荡动能，作为摇杆装置摇摆的动力。进一步地，四组摇杆装置以浮体的垂直中心轴为对称轴对称地竖直设置在重球与浮体内壁之间，每组摇杆装置均包括垂直摇杆轴、水平摇杆轴、差动齿轮箱、单向超越离合器组、可伸缩摇杆、万向接头、轴承和轴承座、弧形连杆，所述单向超越离合器组包括第一单向超越离合器、第二单向超越离合器、第三单向超越离合器，所述差动齿轮箱内设有定轴圆锥齿轮组和行星圆锥齿轮组，所述定轴圆锥齿轮组包括竖直相对的第一定轴圆锥齿轮和第二定轴圆锥齿轮，所述行星圆锥齿轮组包括水平相对的第一行星圆锥齿轮和第二行星圆锥齿轮，每个定轴圆锥齿轮均和两个行星圆锥齿轮同时啮合，所述垂直摇杆轴包括上垂直摇杆轴和下垂直摇杆轴，所述上垂直摇杆轴的下端与第一定轴圆锥齿轮相连接，同时其上部通过轴承和轴承座固定在浮体的内壁上，所述下垂直摇杆轴上端与第二定轴圆锥齿轮相连接，其下端通过第三单向超越离合器与传动机构相连接，所述水平摇杆轴包括第一水平摇杆轴和第二水平摇杆轴，所述第一水平摇杆轴一端与第一行星圆锥齿轮相连接，另一端与第一单向超越离合器相连接，所述第二水平摇杆轴一端与第二行星圆锥齿轮相连接，另一端与第二单向超越离合器相连接，所述弧形连杆连接于第一单向超越离合器和第二单向超越离合器之间，所述可伸缩摇杆的一端通过万向接头与重球相连接，另一端与弧形连杆中部固定连接。通过设置单向超越离合器组及摇杆装置和差动齿轮箱等，无论浮体在波浪能和风能的单独作用或混合作用下如何有规律或无规律的左右摆动和/或上下沉浮，摇杆装置都能将弹簧振子各个方向的摆动动能转化为单一方向的转动动能提供给传动系统以驱动发电机按固定转向转动发电，实现对波浪能和风能的充分利用。进一步地，所述传动机构包括四个角传动齿轮箱、四根水平传动轴、位于重球正下方且具有四个输入端和一个输出端的四轴输入齿轮箱、总传动轴、变速箱、四根垂直传动轴，每根垂直传动轴上端连接第三单向超越离合器，下端依次通过角传动齿轮箱、水平传动轴与四轴输入齿轮箱的一个输入端相连接，所述四轴输入齿轮箱的输出端通过总传动轴依次连接变速箱、发电机。进一步地，所述四轴输入齿轮箱内部设有四个对称设置的小锥齿轮和一个大锥齿轮，四个小锥齿轮的旋转中心位于同一水平面且呈十字形分布，所述大锥齿轮同时与四个小锥齿轮相啮合且与各个小锥齿轮的旋转中心所在平面垂直。四个小锥齿轮将来自不同摇杆装置的机械能传至大锥齿轮，无论弹簧振子朝哪个方向摆动，摇杆装置获取的机械能均能由小锥齿轮推动大锥齿轮按固定转向转动。进一步地，所述垂直传动轴上部还设置有轴承，所述轴承通过轴承座固定在浮体内壁上，以提高垂直传动轴的刚性和稳定性。进一步地，所述浮体的内腔由上而下包括摇杆腔、发电腔，所述摇杆腔和发电腔之间设置有用于固定四轴输入齿轮箱的第一带孔隔板，所述发电腔内还设置用于固定变速箱的第二带孔隔板，从而起到简化结构复杂度、便于安装的目的。进一步地，所述变速箱与发电机之间的连接轴上还设置有惯性轮，利用所述惯性轮的转动惯量大来吸收储存所述浮体受大风浪冲击时产生的多余能量，使所述发电机转速更稳定，从而降低电力输出的波动。进一步地，所述受风翼为四片，呈辐射状对称设置于浮体上部，可有效收集来自各个方向的风能，以驱动浮体摆动发电。进一步地，所述重球表面、浮体内壁、四轴输入齿轮箱顶面均设置有用于安装弹簧的挂环，便于弹簧的安装及更换。本专利技术相对于现有技术而言具有以下优点：（1）本专利技术既可以利用波浪的扰动进行发电，也可以利用风的扰动进行发电。（2）本专利技术能吸收任意角度和方向的波浪能和风能，不管装置里面的重球做上下左右还是前后的运动都能驱动发电机往同一方向旋转发电。（3）本专利技术通过全封闭外壳把发电主体部件密封起来与海水隔离，提高抗腐蚀和抗风暴破坏能力，大大提高工作寿命，降低维护成本。（4）本专利技术集强耐久性与高可靠性为一体，现场安装投放方便，能够适应任意潮位、地形和海况条件。附图说明图1为本专利技术实施例的外部结构示意图。图2为本专利技术实施例的剖视结构示意图。图3为图2中B处放大示意图。图4为图2中A-A向剖视示意图。图5为本专利技术实施例去掉外壳的内部立体结构示意图。图6为本专利技术实施例的其中一组摇杆装置结构示意图。图7为本专利技术实施例的差动齿轮箱内部结构示意图。图8为本专利技术实施例的四轴输入齿轮箱内部结构示意图。图中所示为：1-浮体；2-受风翼；3-锚链；4-弹簧振子；5-摇杆装置；6-角传动齿轮箱；7-水平传动轴；8-四轴输入齿轮箱；9-总传动轴；10-变速箱，11-惯性轮；12-发电机；13-重球；14本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种同时利用波浪能和风能的全封闭型发电装置，包括具有封闭内腔的浮体(1)、设置于浮体(1)上部的受风翼(2)和连接所述浮体下端的锚链(3)，其特征在于：所述浮体(1)的内腔由上而下依次固定有相连接的弹簧振子(4)、四组摇杆装置(5)、传动机构和发电机(12)，所述弹簧振子(4)通过弹簧连接在所述浮体(1)的内壁上且能左右、前后、上下摆动，所述摇杆装置(5)吸收弹簧振子(4)任意角度和方向的振荡能量并通过传动机构将弹簧振子(4)朝各个方向摆动时的动能输出为单向转动动能驱动发电机(12)发电。

【技术特征摘要】
1.一种同时利用波浪能和风能的全封闭型发电装置，包括具有封闭内腔的浮体(1)、设置于浮体(1)上部的受风翼(2)和连接所述浮体下端的锚链(3)，其特征在于：所述浮体(1)的内腔由上而下依次固定有相连接的弹簧振子(4)、四组摇杆装置(5)、传动机构和发电机(12)，所述弹簧振子(4)通过弹簧连接在所述浮体(1)的内壁上且能左右、前后、上下摆动，所述摇杆装置(5)吸收弹簧振子(4)任意角度和方向的振荡能量并通过传动机构将弹簧振子(4)朝各个方向摆动时的动能输出为单向转动动能驱动发电机(12)发电；所述弹簧振子(4)包括重球(13)、对称地水平连接于重球(13)和浮体(1)内壁之间的四根水平弹簧(14)、沿重球(13)竖直中心线方向设置的上弹簧(15)和下弹簧(16)，所述上弹簧(15)连接设置于重球(13)顶部和浮体(1)内腔顶壁之间，所述下弹簧(16)连接设置于重球(13)底部和浮体(1)内腔底部之间，所述四根水平弹簧(14)呈十字形布置在同一空间水平面上且每根水平弹簧(14)的轴线均指向重球(13)的球心；四组摇杆装置(5)以浮体(1)的垂直中心轴为对称轴对称地竖直设置在重球(13)与浮体(1)内壁之间，每组摇杆装置(5)均包括垂直摇杆轴(17)、水平摇杆轴(19)、差动齿轮箱(20)、单向超越离合器组(21)、可伸缩摇杆(22)、万向接头(23)、轴承(24)和轴承座(25)、弧形连杆(30)，所述单向超越离合器组(21)包括第一单向超越离合器(211)、第二单向超越离合器(212)、第三单向超越离合器(213)，所述差动齿轮箱(20)内设有定轴圆锥齿轮组(26)和行星圆锥齿轮组(27)，所述定轴圆锥齿轮组(26)包括竖直相对的第一定轴圆锥齿轮(261)和第二定轴圆锥齿轮(262)，所述行星圆锥齿轮组(27)包括水平相对的第一行星圆锥齿轮(271)和第二行星圆锥齿轮(272)，每个定轴圆锥齿轮均和两个行星圆锥齿轮同时啮合，所述垂直摇杆轴(17)包括上垂直摇杆轴(171)和下垂直摇杆轴(172)，所述上垂直摇杆轴(171)的下端与第一定轴圆锥齿轮(261)相连接，同时其上部通过轴承(24)和轴承座(25)固定在浮体(1)的内壁上，所述下垂直摇杆轴(172)上端与第二定轴圆锥齿轮(262)相连接，其下端通过第三单向超越离合器(213)与传动机构相连接，所述水平摇杆轴(19)包括第一水平摇杆轴(191)和第二水平摇杆轴(192)，所述第一水平摇杆轴(191)一端与第一行星圆锥齿轮(271...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈远明，胡金鹏，梁富琳，王青，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东;44