波浪力大功率发电系统技术方案

一种波浪力大功率发电系统，包括浮体箱和联结摇臂。在浮体箱内设置有发电机。浮体箱上设置有驱动转轴。在浮体箱内还设置有转矩变换装置。在分属两相邻浮体箱的驱动转轴之间配置有联结摇臂，该联结摇臂将所有浮体箱联结成连环浮体箱组。所述联结摇臂将相邻两浮体箱之间形成的相对往复位移转换为驱动转轴的往复角位移，所述转矩变换装置将驱动转轴的转矩转换为单一方向的单向转矩输出至安装在浮体箱中的发电机转子。本实用新型专利技术在一个区域范围内能够大量布设浮体箱，充分利用波浪蕴藏的能量，通过提高浮体箱排水量以及采用转矩变换装置提高能量转化效率，并且提高波浪力大功率发电系统的机械强度以应对风浪带来的影响。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及利用新能源的发电系统，特别是涉及利用波浪蕴藏能量的大功率发电系统。
技术介绍
辽阔的海面波涛蕴藏巨大的能源。世界各国都致力于将波浪力转换成可再生能源开发应用。现有技术波浪力能量转换的方式很多，主要有“点头鸭式”、“波面筏式”、“环礁式”、“整流器”、“浮筒式”、“海蚌式”、“软袋式”、“振荡水柱式”、“收缩水道式”等等。上述能量转换方式大都因受到复杂的波动现象和水域位置等影响，波浪能收集转化率低而造成发电成本过高，高达26.49美元/kWh；单位面积区域内波浪能量转化功率偏低，达0.357kw；通常使用寿命10年至15年。因此现有的利用波浪能量发电技术的发电效率低，成本高，影响着商业化应用的开发使用，致使至今波浪力能源技术没有很好的利用。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题在于避免现有技术的不足之处而提出一种利用水体波浪蕴藏能量的波浪力大功率发电系统，通过联结摇臂联结成的连环浮体箱采集一片水体区域内的波浪能量，利用相邻浮体箱往复相对位移距离采集波浪力能量，通过力矩变换驱使发电机运行，并将所有电能集中输出，提高波浪能量的转化效率，增强所述发电系统抗风浪的机械强度。由力学原理分析，本技术相邻浮体箱往复位移距离将直接影响发电机获取转矩的大小，可见，将水体波浪蕴藏能量转化为电量的能量转化效率由相邻浮体箱之间的形成的往复相对位移决定。相邻浮体箱之间往复相对位移距离应当反映从水体波浪力形成能量中采集能量的采集量，相邻浮体箱之间往复相对位移距离越接近于波浪的波峰与波谷之间的实际距离，所述采集量就越大，能量采集效率，即能量转化效率就越高。因此对于本技术所述的浮体箱，其在波浪波动过程中所受浮力作用决定了浮体箱内发电机的发电量。浮体箱承受浮力越大，相邻浮体箱之间往复相对位移的距离就越接近于波浪的波峰与波谷之间的实际距离，理想地情况是水体波动被完全反映为相邻浮体箱的往复位移。进而，浮体箱所承受浮力克服浮体箱自身所受重力形成的作用力大小决定了相邻浮体箱是否能接近真实的反映水体波动情况。浮体箱的排水量与能量转化效率和发电量之间存在比例关系，应当尽量提高浮体箱所承受浮力，即应当尽量提高浮体箱的排水量，以期尽可能得增加能量转化效率，提高发电量。本技术解决所述技术问题可以通过采用以下技术方案来实现：设计、制造一种波浪力大功率发电系统，尤其是，包括至少两个能够随水体波浪上下往复位移的浮体箱，以及联结摇臂。在至少一浮体箱内设置有至少一发电机。浮体箱上各自设置有至少一驱动转轴。在浮体箱内还为该浮体箱的各驱动转轴配置一套转矩变换装置。在分属两相邻浮体箱的驱动转轴之间配置有至少一联结摇臂，该联结摇臂的两端分别固定连接所述分属两相邻浮体箱的驱动转轴，从而所有浮体箱联结成连环浮体箱组。所述联结摇臂将相邻两浮体箱之间因波浪起浮而形成的相对往复位移转换为驱动转轴的往复角位移，所述转矩变换装置将驱动转轴因角位移产生的转矩转换为单一方向的单向转矩输出至安装在浮体箱中的发电机转子，从而令发电机运行而输出电能。一种基础性的连环浮体箱组结构，所述连环浮体箱组包括至少两个链浮体箱；该链浮体箱设置两驱动转轴；借助联结摇臂联结相邻的链浮体箱，所有链浮体箱连接成链状的连环浮体箱组。一种实现较大规模的连环浮体箱组结构，所述连环浮体箱组包括至少一中心浮体箱，以及至少一支路浮体箱；所述中心浮体箱设置有至少三根驱动转轴；所述支路浮体箱设置有两根驱动转轴；所有支路浮体箱被分成至少一组支路浮体箱组，每组支路浮体箱组包括至少一支路浮体箱；对于包括两个以上支路浮体箱的支路浮体箱组，借助联结摇臂联结相邻的支路浮体箱，同一支路浮体箱组内的所有支路浮体箱连接成链状的支路浮体箱组；任一中心浮体箱的驱动转轴借助联结摇臂固定连接其它中心浮体箱的一驱动转轴，或者单个支路浮体箱的一驱动转轴，或者链状的支路浮体箱组的位于端部的支路浮体箱的一驱动转轴，从而由中心浮体箱和支路浮体箱联结成占据一片水体区域的连环浮体箱组。所述转矩变换装置包括转向变换单元。一种转向变换单元的结构，该转向变换单元包括至少一正向棘轮，至少一反向棘轮，以及用于改变转矩方向的至少一介轮。所述正向棘轮和反向棘轮都安装在驱动转轴上。所述介轮安装在介轮轴上，并且分别与各反向棘轮啮合。所述正向棘轮仅能输出沿第一方向的转矩。所述反向棘轮仅能输出第二方向的转矩。所述第一方向与第二方向是驱动转轴受联结摇臂驱使而形成的两互为反向的转向。各介轮分别与反向棘轮啮合，将反向棘轮输出的沿第二方向的转矩转换成沿第一方向的转矩输出。从而转向变换单元由各正向棘轮和各介轮输出沿第一方向的转矩。具体而言，所述转矩变换装置还包括变速箱，所述转向变换单元沿第一方向输出转矩至变速箱，该变速箱输出转矩至发电机。另外，在所述变速箱与转向变换单元之间还设置有传动单元。实现上述方案的一种具体结构是，所述传动单元包括转矩传递转轴，以及安装在该转矩传递转轴上的至少一传动齿轮。所述变速箱包括变速转轴，安装在该变速转轴上的至少一转矩输入齿轮和至少一转矩输出齿轮。所述发电机包括连接转子并与该转子同轴旋转的被动齿轮。所述传动单元的各传动齿轮分别啮合各正向棘轮和各介轮，并且分别啮合变速箱的各转矩输入齿轮。所述变速箱的转矩输出齿轮啮合发电机的被动齿轮。为了令转矩持续输出，减少转矩断续的情况发生，所述变速箱内还设置有安装在变速转轴上的、用于维持持续输出转矩的飞轮。如上所述，所述转矩变换装置包括转向变换单元，那么另一种转矩变换单元的结构，该转向变换单元包括至少一安装在驱动转轴上的单向棘轮。所有单向棘轮仅能沿同一方向输出转矩，并且该单向棘轮的输出转矩的方向是驱动转轴受联结摇臂驱使形成的两个互为反向的转向中的一个转向。从而所述转向变换单元的各单向棘轮输出单一方向的转矩。为协调各台发电机集中输出电能，所述波浪力大功率发电系统还包括电连接各发电机的变电设备，该变电设备通过电力变换汇集所有发电机输出的电能，并将该汇集的电能输出至用电设备和/或输变电网。同现有技术相比较，本技术“波浪力大功率发电系统”的技术效果在于：本技术通过联结摇臂连接浮体箱，在一个区域范围内能够大量布设浮体箱，大面积地、充分利用波浪蕴藏的能量，通过提高浮体箱排水量以及采用转矩变换装置提高能量转化效率；所述波浪力大功率发电系统在一片水域内大面积布设展开，还能够提高发电系统的机械强度以应对风浪带来的影响。附图说明图1是本技术“波浪力大功率发电系统”获取转矩的第一原理示意图；图2是本技术获取转矩的第二原理示意图；图3是本技术获取转矩的第三原理示意图；图4是本技术浮体箱1的正投影俯视示意图；图5是本技术第一实施例的轴测投影示意图；图6是本技术第二实施例的轴测投影示意图；图7是本技术第三实施例的轴测投影示意图。具体实施方式以下结合附图所示实施例作进一步详述。本技术提出波浪力大功率发电系统，如图1至图7所示，包括至少两个能够随水体波浪上本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种波浪力大功率发电系统，其特征在于：包括至少两个能够随水体波浪上下往复位移的浮体箱，以及联结摇臂；在至少一浮体箱内设置有至少一发电机；浮体箱上各自设置有至少一驱动转轴；在浮体箱内还为该浮体箱的各驱动转轴配置一套转矩变换装置；在分属两相邻浮体箱的驱动转轴之间配置有至少一联结摇臂，该联结摇臂的两端分别固定连接所述分属两相邻浮体箱的驱动转轴，从而所有浮体箱联结成连环浮体箱组；所述联结摇臂将相邻两浮体箱之间因波浪起浮而形成的相对往复位移转换为驱动转轴的往复角位移，所述转矩变换装置将驱动转轴因角位移产生的转矩转换为单一方向的单向转矩输出至安装在浮体箱中的发电机转子，从而令发电机运行而输出电能。

【技术特征摘要】
1.一种波浪力大功率发电系统，其特征在于：
包括至少两个能够随水体波浪上下往复位移的浮体箱，以及联结摇臂；
在至少一浮体箱内设置有至少一发电机；浮体箱上各自设置有至少一驱动转轴；在浮体箱内还为该浮体箱的各驱动转轴配置一套转矩变换装置；
在分属两相邻浮体箱的驱动转轴之间配置有至少一联结摇臂，该联结摇臂的两端分别固定连接所述分属两相邻浮体箱的驱动转轴，从而所有浮体箱联结成连环浮体箱组；
所述联结摇臂将相邻两浮体箱之间因波浪起浮而形成的相对往复位移转换为驱动转轴的往复角位移，所述转矩变换装置将驱动转轴因角位移产生的转矩转换为单一方向的单向转矩输出至安装在浮体箱中的发电机转子，从而令发电机运行而输出电能。
2.根据权利要求1所述的波浪力大功率发电系统，其特征在于：
所述连环浮体箱组包括至少两个链浮体箱；该链浮体箱设置两驱动转轴；
借助联结摇臂联结相邻的链浮体箱，所有链浮体箱连接成链状的连环浮体箱组。
3.根据权利要求1所述的波浪力大功率发电系统，其特征在于：
所述连环浮体箱组包括至少一中心浮体箱，以及至少一支路浮体箱；
所述中心浮体箱设置有至少三根驱动转轴；所述支路浮体箱设置有两根驱动转轴；
所有支路浮体箱被分成至少一组支路浮体箱组，每组支路浮体箱组包括至少一支路浮体箱；
对于包括两个以上支路浮体箱的支路浮体箱组，借助联结摇臂联结相邻的支路浮体箱，同一支路浮体箱组内的所有支路浮体箱连接成链状的支路浮体箱组；
任一中心浮体箱的驱动转轴借助联结摇臂固定连接其它中心浮体箱的一驱动转轴，或者单个支路浮体箱的一驱动转轴，或者链状的支路浮体箱组的位于端部的支路浮体箱的一驱动转轴，从而由中心浮体箱和支路浮体箱联结成占据一片水体区域的连环浮体箱组。
4.根据权利要求1所述的波浪力大功率发电系统，其特征在于：
所述转矩变换装置包括转向变换单元；
该转向变换单元包括至少一正向棘轮，至少一反向棘轮，以及用于改变转矩方向的至少一介轮；所述正向棘轮和反向棘轮都安装在驱动转轴上；所述介轮安装在...

【专利技术属性】
技术研发人员：庄明，
申请(专利权)人：庄明，
类型：新型
国别省市：广东;44