浪涌能量利用和发电机并网系统技术方案

本实用新型专利技术提供的浪涌能量利用和发电机并网系统，包括浪涌能量收集装置、能量转换装置、浮动平台和并网机构。本实用新型专利技术提供的浪涌能量利用和发电机并网系统，通过设置浮筒和摇臂对浪涌的上下变化的能量进行吸收，并通过弧形齿条将上下运动转化为圆周运动，并通过齿轮组将周期时间长、方向不定的圆周运动转化为周期时间短、方向单一的圆周运动，通过设置储能飞轮能够对输入至发电机的扭矩进行缓冲，并且能够在发电机断开连接时进行储能，增加能源利用率，通过设置浮动平台和设置锚绳固定和张紧装置，能够使整套系统收到海浪的波动和涨落潮的影响减小，通过设置并网机构，能够实现对发电机进行自建的局域网并网和/或进行市电并网的操作。

Surge energy utilization and generator grid connected system

The utility model provides a surge energy utilization and a generator grid connected system, comprising a surge energy collection device, an energy conversion device, a floating platform and a grid connected mechanism. The utility model provides a surge of energy utilization and generator system, by setting up of the surge on the rocker buoy and the change of energy absorption, and the arc rack moves up and down into a circular motion, and the gear set will be transformed into circular motion cycle time is long, uncertain direction for cycle time is short, the direction of single circular motion, by setting the flywheel to input to the generator torque buffer, and can storage energy in the generator is disconnected, increase the utilization rate of energy, by setting the floating platform and set the anchor rope fixing and tensioning device, can make the whole system to reduce the influence of the fluctuation and waves received up the ebb tide, by setting the grid mechanism, can realize self generator LAN grid and / or power grid operation.

【技术实现步骤摘要】
浪涌能量利用和发电机并网系统
本技术涉及自然能源利用设备领域，特别是一种浪涌能量利用和发电机并网系统。
技术介绍
现代海洋能源主要是指海洋能发电；利用海洋能发电的方式很多，其中包括：潮汐发电、海水温差发电和海水含盐浓度差发电等。国内外已开发利用的海洋能发电主要是潮汐发电。而海洋中海水是不断的在产生波动的，其中蕴含了大量的能源，已知海浪是一种扩展为线，一般有几米、十几米甚至几十米的宽度，海水齐头并进，它是后浪推动着前面海水形成新的波浪前进，上层海水运动速度大于下层，形成梯次分布。根据流体力学，水是不可压缩的液体，每一个高于水面突起的波浪都是一个压力波，它是压力波推动水流动，水流动的动量反过来又形成新的压力波，就这样成为不断前进的波浪。如果充分吸收宽阔的、从上到下整个垂直面上水压力波的动能，就可大大提高效率多发电。现有利用海岸边水浪的一种软管漂动抽水发电，也有利用海浪起伏带动蛇形管内的泵抽水发电。这些都对海洋能量的吸收利用率不高，发电有限。因此急需提供一种能够充分利用浪涌能量并将能量转化为电能并并网至局域网或市电上的装置。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，而提供一种利用弧形齿轮和浮筒收集浪涌上下波动的能量，且能够将浪涌能量转化为电能后并入局域网或市电上的浪涌能量利用和发电机并网系统。一种浪涌能量利用和发电机并网系统，包括：浪涌能量收集装置，包括浮筒、摇臂、弧形齿条和齿轮组，所述浮筒设置于水面上，且随水面的升降随所述摇臂沿竖直方向移动，所述摇臂一端连接所述浮筒，另一端连接所述弧形齿条，所述弧形齿条与所述齿轮组配合；能量转换装置，包括储能飞轮和发电机，所述齿轮组通过所述储能飞轮与所述发电机传动连接；浮动平台，包括平台主体和多个固定锚，所述浪涌能量收集装置和所述能量转换装置均设置于所述平台主体上，且所述浮筒突出所述平台主体，所有所述固定锚一端固定设置于所述浮动平台上，另一端固定于所述平台主体周围的海底；并网机构，包括离合器、并网控制器、激励电源和固定频率和固定电压发生器，所述离合器设置于所述储能飞轮和所述发电机之间，所述发电机的输出端与所述激励电源电连接，所述激励电源通过所述固定频率和固定电压发生器与所述并网控制器电连接。所述摇臂包括一体成型的第一摇杆和第二摇杆，所述第一摇杆一端连接所述浮筒，另一端设置于所述第二摇杆的一端上，所述第二摇杆的另一端连接所述弧形齿条，且所述第一摇杆和所述第二摇杆具有钝角夹角；所述第二摇杆上通过摇臂支撑机构固定设置于所述浮动平台的上表面上；所述第二摇杆与所述弧形齿条所对应的圆心角的角平分线共线。所述弧形齿条为半圆结构，且所述弧形齿条远离所述浮筒的侧面上形成有与所述齿轮组配合的齿。所述齿轮组包括主齿轮、介齿轮、两个扭矩转换齿轮和输出齿轮，所述主齿轮与所述弧形齿条啮合，一个所述扭矩转换齿轮与所述主齿轮啮合，另一个所述扭矩转换齿轮通过所述介齿轮与所述主齿轮啮合，所述输出齿轮与两个所述扭矩转换齿轮均啮合，所述扭矩转换齿轮由同轴安装的两个第一齿轮和第一棘轮机构组成，且一个所述第一齿轮与所述主齿轮或所述介齿轮啮合，另一所述第一齿轮均与所述输出齿轮啮合，且两个所述第一齿轮通过所述第一棘轮机构传动连接，两个所述第一棘轮机构的安装方向相反。两个所述第一齿轮分别为第一输入齿轮和第一输出齿轮，且所述第一输入齿轮和所述第一输出齿轮同轴，所述第一棘轮机构由棘舌和用于复位所述棘舌的复位弹簧组成，所述棘舌和所述复位弹簧均设置于所述第一输出齿轮上，且所述第一输入齿轮内侧设置有与所述棘舌配合的棘齿，且所述棘齿背向所述第一输出齿轮的转动方向。所述主齿轮与所述介齿轮、所述主齿轮与所述扭矩转换齿轮、所述介齿轮与所述扭矩转换齿轮以及所述扭矩转换齿轮与所述输出齿轮的齿轮比的范围均为1:12.5至1:100。所述输出齿轮包括第二齿轮、法兰盘、第二棘轮机构和输出轴，所述第二齿轮设置于所述法兰盘上，且所述第二齿轮通过所述第二棘轮机构与所述输出轴传动连接，所述第二棘轮机构由所述第二齿轮指向所述输出轴，所述第二齿轮与两个所述扭矩转换齿轮均啮合。所述储能飞轮包括扭力弹簧、惯性飞轮和第三棘轮机构组成，所述扭力弹簧的外侧端与所述输出轴固定连接，中心端通过所述第三棘轮与所述惯性飞轮传动连接，所述惯性飞轮通过离合器与所述发电机的输入轴传动连接。所述发电机为三相同步发电机，所述三相同步发电机上设置有启动绕组。所述平台主体由多个气密腔室拼合组成，且处于所述平台主体的四角的所述气密腔室上设置有锚绳固定和张紧装置，每一所述固定锚设置于一个所述锚绳固定和张紧装置上。所述锚绳固定和张紧装置包括两根支撑架、绳毂和锚绳张紧扭力弹簧，两根所述支撑架下端均固定设置于所述气密腔室上，所述绳毂的两端分别设置于两根所述支撑架的上端，且能够在两根所述支撑架的上端沿其轴线自由转动，所述锚绳张紧扭力弹簧一端固定设置于所述支撑架上，另一端固定设置于所述绳毂上，且能够随所述绳毂的转动而紧绷和放松，所述固定锚缠绕于所述绳毂上，且一端与所述平台主体固定连接，另一端与海底接触。所述固定锚的长度大于所述平台主体所处的海域的涨潮后水深。一个所述并网机构与多个能量转换装置电连接，每一所述能量转换装置上均设置有一个所述并网控制器。至少一台所述能量转换装置与所述并网控制器之间连接所述激励电源和所述固定频率和固定电压发生器。本技术提供的浪涌能量利用和发电机并网系统，通过设置浮筒和摇臂对浪涌的上下变化的能量进行吸收，并通过弧形齿条将上下运动转化为圆周运动，并通过齿轮组将周期时间长、方向不定的圆周运动转化为周期时间短、方向单一的圆周运动，方便发电机接收扭矩，通过设置储能飞轮能够对输入至发电机的扭矩进行缓冲，并且能够在发电机断开连接时进行储能，增加能源利用率，通过设置浮动平台和设置锚绳固定和张紧装置，能够使整套系统收到海浪的波动和涨落潮的影响减小，通过设置并网机构，能够实现对发电机进行自建的局域网并网和/或进行市电并网的操作。附图说明图1为本技术提供的浪涌能量利用和发电机并网系统的结构示意图；图2为本技术提供的浪涌能量利用和发电机并网系统的第一齿轮的结构示意图；图3为本技术提供的浪涌能量利用和发电机并网系统的浮动平台的结构示意图；图4为本技术提供的浪涌能量利用和发电机并网系统的锚绳固定和张紧装置的结构示意图；图5为本技术提供的浪涌能量利用和发电机并网系统的并入市电时的连接关系图；图6为本技术提供的浪涌能量利用和发电机并网系统的自建局域电网的连接关系图；图7为本技术提供的浪涌能量利用和发电机并网系统的并网流程图；图中：1、浪涌能量收集装置；2、能量转换装置；3、浮动平台；11、浮筒；12、摇臂；13、弧形齿条；14、齿轮组；21、储能飞轮；22、发电机；31、平台主体；32、固定锚；33、摇臂支撑机构；41、离合器；42、并网控制器；43、激励电源；44、固定频率和固定电压发生器；104、第一输入齿轮；105、第一输出齿轮；1432、第一棘轮机构；106、棘舌；107、复位弹簧；108、棘齿；121、第一摇杆；122、第二摇杆；141、主齿轮；142、介齿轮；143、扭矩转换齿轮；144、输出齿轮；211、扭力弹簧；212、惯性飞轮；213、第三棘轮机构本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种浪涌能量利用和发电机并网系统，其特征在于：包括：浪涌能量收集装置，包括浮筒、摇臂、弧形齿条和齿轮组，所述浮筒设置于水面上，且随水面的升降随所述摇臂沿竖直方向移动，所述摇臂一端连接所述浮筒，另一端连接所述弧形齿条，所述弧形齿条与所述齿轮组配合；能量转换装置，包括储能飞轮和发电机，所述齿轮组通过所述储能飞轮与所述发电机传动连接；浮动平台，包括平台主体和多个固定锚，所述浪涌能量收集装置和所述能量转换装置均设置于所述平台主体上，且所述浮筒突出所述平台主体，所有所述固定锚一端固定设置于所述浮动平台上，另一端固定于所述平台主体周围的海底；并网机构，包括离合器、并网控制器、激励电源和固定频率和固定电压发生器，所述离合器设置于所述储能飞轮和所述发电机之间，所述发电机的输出端与所述激励电源电连接，所述激励电源通过所述固定频率和固定电压发生器与所述并网控制器电连接。

【技术特征摘要】
1.一种浪涌能量利用和发电机并网系统，其特征在于：包括：浪涌能量收集装置，包括浮筒、摇臂、弧形齿条和齿轮组，所述浮筒设置于水面上，且随水面的升降随所述摇臂沿竖直方向移动，所述摇臂一端连接所述浮筒，另一端连接所述弧形齿条，所述弧形齿条与所述齿轮组配合；能量转换装置，包括储能飞轮和发电机，所述齿轮组通过所述储能飞轮与所述发电机传动连接；浮动平台，包括平台主体和多个固定锚，所述浪涌能量收集装置和所述能量转换装置均设置于所述平台主体上，且所述浮筒突出所述平台主体，所有所述固定锚一端固定设置于所述浮动平台上，另一端固定于所述平台主体周围的海底；并网机构，包括离合器、并网控制器、激励电源和固定频率和固定电压发生器，所述离合器设置于所述储能飞轮和所述发电机之间，所述发电机的输出端与所述激励电源电连接，所述激励电源通过所述固定频率和固定电压发生器与所述并网控制器电连接。2.根据权利要求1所述的浪涌能量利用和发电机并网系统，其特征在于：所述摇臂包括一体成型的第一摇杆和第二摇杆，所述第一摇杆一端连接所述浮筒，另一端设置于所述第二摇杆的一端上，所述第二摇杆的另一端连接所述弧形齿条，且所述第一摇杆和所述第二摇杆具有钝角夹角；所述第二摇杆上通过摇臂支撑机构固定设置于所述浮动平台的上表面上；所述第二摇杆与所述弧形齿条所对应的圆心角的角平分线共线。3.根据权利要求1所述的浪涌能量利用和发电机并网系统，其特征在于：所述弧形齿条为半圆结构，且所述弧形齿条远离所述浮筒的侧面上形成有与所述齿轮组配合的齿；所述齿轮组包括主齿轮、介齿轮、两个扭矩转换齿轮和输出齿轮，所述主齿轮与所述弧形齿条啮合，一个所述扭矩转换齿轮与所述主齿轮啮合，另一个所述扭矩转换齿轮通过所述介齿轮与所述主齿轮啮合，所述输出齿轮与两个所述扭矩转换齿轮均啮合，所述扭矩转换齿轮由同轴安装的两个第一齿轮和第一棘轮机构组成，且一个所述第一齿轮与所述主齿轮或所述介齿轮啮合，另一所述第一齿轮均与所述输出齿轮啮合，且两个所述第一齿轮通过所述第一棘轮机构传动连接，两个所述第一棘轮机构的安装方向相反；所述主齿轮与所述介齿轮、所述主齿轮与所述扭矩转换齿轮、所述介齿轮与所述扭矩转换齿轮以及所述扭矩转换齿轮与所述输出齿轮的齿轮比的范围均为1:12.5至1:100。4.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭协初，
申请(专利权)人：济南依莱米克电气技术有限公司，
类型：新型
国别省市：山东,37