本发明专利技术提供了一种海洋水能发电装置，其包括发电机构、能量收集机构、储能机构和切换机构，发电机构用于将机械能转化为电能；能量收集机构包括浮动部件和转换机构，浮动部件能够随海水波动，转换机构与浮动部件传动连接用于将浮动部件的波动能转换为转动能；储能机构包括第一绕线线轴组、第二绕线线轴组和能够弹性拉伸和收缩的弹性线，弹性线的两端分别与第一绕线线轴组和第二绕线线轴组连接，并卷绕在第一绕线线轴组和/或第二绕线线轴组上；切换机构用于将第一绕线线轴组切换为与转换机构传动连接，或者将第一绕线线轴组切换为与发电机构传动连接。该海洋水能发电装置结构简单、易于布设且输出功率稳定。于布设且输出功率稳定。于布设且输出功率稳定。
【技术实现步骤摘要】
海洋水能发电装置
[0001]本专利技术实施例涉及发电
，尤其涉及一种海洋水能发电装置。
技术介绍
[0002]随着巴黎协定的签署和落实，减少碳排放的需求越发迫切，这就要求减少化石燃料的使用量，提高清洁能源的占比。在众多清洁能源中，水能资源因其巨大的储量和较好的稳定性而具有较好的开发前景。实际上，人类对于河流中的水能资源的开发利用技术已经较为成熟且较为普遍，但对于海洋能源的开发利用却极少且技术成熟度较差。
[0003]地球70％是海洋，广袤的海洋蕴藏着巨大的能量。目前，对海洋能源开发利用较为成熟的技术似乎只有潮汐能发电，而现有的潮汐能发电仍然采用与河流中的水利发电类似的发电原理。即，在潮差较大的海湾入口或河口修筑堤坝形成水库，在坝内或坝侧安装水轮发电机组，利用堤坝两侧潮汐涨落的水位差驱动水轮发电机组发电。这样的发电原理严重限制了潮汐能发电厂的应用场景，导致潮汐能发电厂通常只能布置在极少数的潮汐能较为丰富的海湾入口和河口处，致使目前所开发利用的海洋水能能只占极小一部分，极大部分的海洋水能处于弃之不顾状态，但人类社会却又时刻处于能源短缺的境地，如果能够更多地开发利用海洋水能，不仅可以解决人类面临的能源危机问题，而且能够缓解碳排放问题。
技术实现思路
[0004]有鉴于现有技术中存在的上述问题，本专利技术实施例提供了一种海洋水能发电装置，该海洋水能发电装置结构简单、易于布设且输出功率稳定。
[0005]为解决上述问题，本专利技术实施例提供的技术方案是：
[0006]一种海洋水能发电装置，包括：
[0007]发电机构，其用于将机械能转化为电能；
[0008]能量收集机构，其包括浮动部件和转换机构，所述浮动部件能够随海水波动，所述转换机构与所述浮动部件传动连接用于将所述浮动部件的波动能转换为转动能；
[0009]储能机构，其包括第一绕线线轴组、第二绕线线轴组和能够弹性拉伸和收缩的弹性线，所述弹性线的两端分别与所述第一绕线线轴组和所述第二绕线线轴组连接，并卷绕在所述第一绕线线轴组和/或所述第二绕线线轴组上；
[0010]切换机构，其用于将所述第一绕线线轴组切换为与所述转换机构传动连接，或者将所述第一绕线线轴组切换为与所述发电机构传动连接；
[0011]其中，当所述第一绕线线轴组与所述转换机构传动连接时，所述第一绕线线轴组在所述转换机构的带动下向一个方向转动并卷绕所述弹性线，所述第二绕线线轴组释放所述弹性线，且所述第一绕线线轴组的绕线速度大于所述第二绕线线轴组的放线速度，以张紧所述弹性线，将所述转换机构的转动能转化为所述弹性线的弹性势能予以储存；
[0012]当所述第一绕线线轴组与所述发电机构传动连接时，所述弹性线收缩并带动所述第一绕线线轴组向相反的另一个方向转动，以将储存的弹性势能转换为转动能，并带动所
述发电机构进行发电，所述第二绕线线轴组卷绕处于松弛状态的所述弹性线。
[0013]在一些实施例中，所述第一绕线线轴组包括第一线轮和锁定机构，所述第一线轮用于卷绕处于张紧状态的所述弹性线，所述锁定机构用于锁定所述第一线轮以限制所述第一线轮转动。
[0014]在一些实施例中，所述第二绕线线轴组包括：
[0015]第二线轮，其用于卷绕或释放处于松弛状态的所述弹性线；
[0016]驱动装置，其与所述第二线轮传动连接，用于驱动所述第二线轮转动，以卷绕处于松弛状态的所述弹性线；
[0017]限制机构，其与所述第二线轮连接，所述限制机构构造为：在所述弹性线拉伸所述第二线轮并使所述第二线轮产生的扭力大于第一扭力时，允许所述第二线轮转动并释放所述弹性线，在所述第二线轮产生的扭力小于所述第一扭力时，限制所述第二线轮转动。
[0018]在一些实施例中，所述限制机构包括第一齿轮和弹性臂，所述第一齿轮与所述第二线轮传动连接，所述弹性臂的一端伸入所述第一齿轮的齿槽中；
[0019]所述弹性臂构造为：在所述第一齿轮产生的扭力大于第二扭力时发生形变并从所述第一齿轮的齿槽中脱出，以允许所述第一齿轮和所述第二线轮转动；在所述第一齿轮产生的扭力小于等于所述第二扭力时止挡所述第一齿轮，以限制所述第二线轮转动。
[0020]在一些实施例中，所述弹性臂构造为能够绕其另一端处的转动中心转动，所述弹性臂的转动路径上分别设置有第一止挡部件和第二止挡部件；
[0021]所述第一止挡部件位于所述弹性臂的一个转动方向上，用于限制所述弹性臂在该转动方向上的旋转角度，以在所述第二线轮释放所述弹性线并带动所述第一齿轮转动时，限制所述弹性臂从所述第一齿轮的齿槽中转出；
[0022]所述第二止挡部件位于所述弹性臂的另一个转动方向上，用于限制所述弹性臂在该另一个转动方向上的旋转角度，以在所述第二线轮卷绕所述弹性线并带动所述第一齿轮转动时，允许所述弹性臂从所述第一齿轮的齿槽中转出。
[0023]在一些实施例中，所述转换机构包括：
[0024]第一转轴，其通过所述切换机构与所述第一绕线线轴组传动连接；
[0025]第三线轮，其设置在所述第一转轴上，所述第三线轮构造为可绕所述第一转轴沿相反的两个转向转动且沿其中一个转向转动时能够向所述第一转轴传递动力，所述第三线轮上卷绕有第一牵拉绳并通过所述第一牵拉绳与所述浮动部件连接；
[0026]卷簧，其设置在所述第一转轴上，所述卷簧的两端分别与所述第一转轴和所述第三线轮连接；
[0027]当所述浮动部件波动，并通过所述第一牵拉绳拉动所述第三线轮沿该一个转向转动时，所述第三线轮带动所述卷簧收紧；当所述浮动部件的拉力消减时，所述卷簧释放并带动所述第三线轮沿相反的另一个转向转动，所述第三线轮卷绕所述第一牵拉绳。
[0028]在一些实施例中，所述浮动部件的一侧与所述第一牵拉绳连接，所述浮动部件的另一侧通过第二牵拉绳与海底连接；和/或
[0029]所述第三线轮通过单向棘轮与所述第一转轴传动连接，以使该第三线轮沿该一个转向转动时向所述第一转轴传递动力。
[0030]在一些实施例中，所述切换机构包括第一回转件、第二回转件、第三回转件和移动
机构，所述第一回转件、所述第二回转件和所述第三回转件同轴布置且沿轴向依次间隔设置，所述第一回转件与所述转换机构传动连接，所述第二回转件与所述第一绕线线轴组传动连接，所述第三回转件与所述发电机构传动连接，所述第一回转件和所述第二回转件相对的端面上分别设有能够相互卡合的第一卡接结构，所述第二回转件和所述第三回转件相对的端面上分别设有能够相互卡合的第二卡接结构，所述移动机构用于驱动所述第二回转件沿轴向移动，以使所述第二回转件通过所述第一卡接结构与所述第一回转件卡合，或者使所述第二回转件通过所述第二卡接结构与所述第三回转件卡合。
[0031]在一些实施例中，所述转换机构与第一齿轮组传动连接，所述第一齿轮组能够通过所述切换机构与所述第一绕线线轴组传动连接；和/或
[0032]所述发电机构包括第二齿轮组、飞轮和发电机，所述第一绕线本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种海洋水能发电装置，其特征在于，包括：发电机构，其用于将机械能转化为电能；能量收集机构，其包括浮动部件和转换机构，所述浮动部件能够随海水波动，所述转换机构与所述浮动部件传动连接用于将所述浮动部件的波动能转换为转动能；储能机构，其包括第一绕线线轴组、第二绕线线轴组和能够弹性拉伸和收缩的弹性线，所述弹性线的两端分别与所述第一绕线线轴组和所述第二绕线线轴组连接，并卷绕在所述第一绕线线轴组和/或所述第二绕线线轴组上；切换机构，其用于将所述第一绕线线轴组切换为与所述转换机构传动连接，或者将所述第一绕线线轴组切换为与所述发电机构传动连接；其中，当所述第一绕线线轴组与所述转换机构传动连接时，所述第一绕线线轴组在所述转换机构的带动下向一个方向转动并卷绕所述弹性线，所述第二绕线线轴组释放所述弹性线，且所述第一绕线线轴组的绕线速度大于所述第二绕线线轴组的放线速度，以张紧所述弹性线，将所述转换机构的转动能转化为所述弹性线的弹性势能予以储存；当所述第一绕线线轴组与所述发电机构传动连接时，所述弹性线收缩并带动所述第一绕线线轴组向相反的另一个方向转动，以将储存的弹性势能转换为转动能，并带动所述发电机构进行发电，所述第二绕线线轴组卷绕处于松弛状态的所述弹性线。2.根据权利要求1所述的海洋水能发电装置，其特征在于，所述第一绕线线轴组包括第一线轮和锁定机构，所述第一线轮用于卷绕处于张紧状态的所述弹性线，所述锁定机构用于锁定所述第一线轮以限制所述第一线轮转动。3.根据权利要求1所述的海洋水能发电装置，其特征在于，所述第二绕线线轴组包括：第二线轮，其用于卷绕或释放处于松弛状态的所述弹性线；驱动装置，其与所述第二线轮传动连接，用于驱动所述第二线轮转动，以卷绕处于松弛状态的所述弹性线；限制机构，其与所述第二线轮连接，所述限制机构构造为：在所述弹性线拉伸所述第二线轮并使所述第二线轮产生的扭力大于第一扭力时，允许所述第二线轮转动并释放所述弹性线，在所述第二线轮产生的扭力小于所述第一扭力时，限制所述第二线轮转动。4.根据权利要求3所述的海洋水能发电装置，其特征在于，所述限制机构包括第一齿轮和弹性臂，所述第一齿轮与所述第二线轮传动连接，所述弹性臂的一端伸入所述第一齿轮的齿槽中；所述弹性臂构造为：在所述第一齿轮产生的扭力大于第二扭力时发生形变并从所述第一齿轮的齿槽中脱出，以允许所述第一齿轮和所述第二线轮转动；在所述第一齿轮产生的扭力小于等于所述第二扭力时止挡所述第一齿轮，以限制所述第二线轮转动。5.根据权利要求4所述的海洋水能发电装置，其特征在于，所述弹性臂构造为能够绕其另一端处的转动中心转动，所述弹性臂的转动路径上分别设置有第一止挡部件和第二止挡部件；所述第一止挡部件位于所述弹性臂的一个转动方向上，用于限制所述弹性臂在该转动方向上的旋转角度，以在所述第二线轮释放所...
【专利技术属性】
技术研发人员：王万强，王雄飞，
申请(专利权)人：王雄飞，
类型：发明
国别省市：
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