專利名稱：機械式波力發電浮標的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于一種波能轉換發電裝置。
背景技術：
目前的波力發電浮標大都為空氣透平式，即依靠壓縮空氣透平以及電機發電作為浮標的能源，比如中心管波力發電浮標和后彎管波力發電浮標等；其工作原理是在波浪的作用下，浮標作升沉和縱搖運動，使其氣室內的水柱作相對于氣室的往復運動，帶動空氣作復運動，驅動空氣透平和電機發電。這種空氣透平式波力發電浮標存在以下缺點1、防水性能差，在波浪比較大的時候，飛濺的水滴會打濕透平和電機，使電機發生故障，停止工作。目前的空氣透平式波力浮標發生問題很大一部分就出自這個原因。而要想解決管個問題，須在透平與電機之間進行防水處理或對電機單獨進行防水處理，而這又勢必增大摩擦阻力，減低發電機的效率，形成矛盾；2、電機特性與透平特性不匹配。驅動電機需要一定的力矩，而停止狀態的透平在小浪時很難達到這一力矩，因而使裝置處于停止狀態；3、透平的能量轉換效率很低，一般在15％左右，大部分的能量沒有得到利用。

發明內容
本實用新型的目的是針對上述問題，提出一種能解決防水問題，更大程度發揮電機工作效率，提高系統整體能量轉換效率的機械式波力發電浮標新設計。
本實用新型的目的通過由浮子帶動由齒條、齒輪、離合器組成的機械結構驅動飛輪和電機，以提供航標燈能源的技術實施方案予以實現。
本實用新型的具體結構，包括密封的浮標主體、與浮標主體結合為一體的中心管、航標燈以及向航標燈供電的蓄電池，中心管的底部為開放式，所說的中心管的內部設置有可沿中心管內壁上下滑動的浮子，在浮子之上具有一隨動于該浮子的齒條，齒條與一超越離合器上的中心齒輪相嚙合，超越離合器與一傳動軸滑動連接，傳動軸連接到一飛輪和一電機，電機的輸出端與蓄電池相連接，所說的飛輪、電機和蓄電池安裝固定在浮標主體的艙體內。
所說的齒條可以設置在一與浮子連成一體的連桿上，該齒條可設置于一連桿的中間段，所說的連桿安裝固定浮子上面。
為保證齒條在波浪起伏的一定范圍內運動，可在中心管中設置上、下限位板，將所說的連桿的運動范圍限定在固定于中心管中的上限位板和下限位板之間。
本實用新型的工作原理是置于浮標主體中心管內的浮子隨波浪的起伏而上下運動，浮子上端的齒條與齒輪相嚙合，帶動超越離合器轉動，進而帶動傳動軸、飛輪朝單一方向運動，當飛輪的轉速達到一定值時，發電機發電向蓄電池輸出能量，經過蓄電池的儲能與釋放，維持航標燈正常工作所需的電能。
本實用新型在能量采集過程中采用浮子—齒條—齒輪—超越離合器—傳動軸—飛輪—電機這樣一種方式，避免了外部波浪對系統結構內部各部件的侵蝕，解決了現有波力發電裝置棘手的防水問題；同時，液壓傳動方式在能量傳遞方面的效率是傳統氣動透平的4～6倍，從而大大提高裝置整體的能量轉換率；而且，液壓馬達—電機系統在特性匹配方面的效果遠優于透平—電機系統，液壓馬達的特點是轉速低，力矩大，在小浪時容易驅動電機。綜合上述幾方面因素，本實用新型裝置與傳統的裝置相比，故障率降低，制造工藝簡單，性能優越。


圖1為本機械式波力發電浮標的主視結構示意圖；圖2為圖1的側視圖；圖3為超越離合器部分的結構示意圖；圖4為圖3的A-A剖視圖。
具體實施方式
以下結合附圖對實用新型實施方式的結構細節作進一步的詳細說明如圖1、2所示，本機械式波力發電浮標包括浮標主體1和中心管2，浮標主體1為一中空的艙體，，中心管2為一底部開放的豎直管狀物，與浮標主體焊連為一整體，中心管2的內部有可以上下運動的浮子3，浮子3上面為連桿4，連桿4與浮子3連接固定成一整體，在浮子的上方有固定于中心管壁的上限位板18和下限位板19，浮子3和連桿4的運動范圍限定于上、下限位板之間，連桿4的中間一段(在上、下限位板之間)為金屬齒條5，齒條5與超越離合器6的中心齒輪7相嚙合，超越離合器6與傳動軸10滑動連接，所述的超越離合器(如圖3、4所示)包括位于其中心部位的齒輪7、位于其周邊的滑槽8和滾珠9，其外周為與傳動軸成一體的從動輪罩12，超越離合器6與從動輪罩12之間有一個很小的間隙11，齒條5的上、下運動通過齒輪7使超越離合器6轉動，超越離合器朝某一方向運動帶動其外部的從動輪罩進而驅動傳動軸向單一方向運動，所說的傳動軸10連接飛輪13和電機14，電機14的輸出端與蓄電池15相連接，蓄電池15通過導線16與航標燈17連接，所說的飛輪、電機和蓄電池安裝固定在浮標主體1的艙體內。
權利要求1.一種機械式波力發電浮標，包括密封的浮標主體(1)、與浮標主體(1)結合為一體的中心管(2)、航標燈(17)以及向航標燈供電的蓄電池(15)，中心管(2)的底部為開放式，其特征在于所說的中心管(2)的內部設置有可沿中心管(2)內壁上下滑動的浮子(3)，在浮子(3)之上具有一隨動于該浮子的齒條(5)，齒條(5)與一超越離合器(6)上的中心齒輪(7)相嚙合，超越離合器(6)與一傳動軸(10)滑動連接，傳動軸(10)連接到一飛輪(13)和一電機(14)，電機(14)的輸出端與蓄電池(15)相連接，所說的飛輪(13)、電機(14)和蓄電池(15)安裝固定在浮標主體(1)的艙體內。
2.根據權利要求1所述的機械式波力發電浮標，其特征在于所說的齒條(5)設置于一連桿(4)的中間段，所說的連桿(4)安裝固定浮子(3)上面。
3.根據權利要求2所述的機械式波力發電浮標，其特征在于所說的連桿(4)的運動范圍限定在固定于中心管(2)中的上限位板(18)和下限位板(19)之間。
專利摘要一種機械式波力發電浮標,其結構包括浮標主體、中心管、浮子、齒條、齒輪、離合器、傳動桿、飛輪、電機、蓄電池和航標燈等,通過浮子隨波浪起伏運動帶動由齒條、齒輪、離合器、傳動桿、飛輪組成的機械裝置運動,進而帶動電機發電,構成浮子—齒條—齒輪—離合器—飛輪—發電機—蓄電池這種方式的能量采集與傳遞轉換系統,與傳統的空氣透平式波力發電浮標相比,防水性能好、故障率低、易起動、能量傳遞和轉換效率高。
文檔編號F03G7/00GK2497081SQ0125529
公開日2002年6月26日 申請日期2001年8月22日 優先權日2001年8月22日
發明者張瑞慶, 游亞戈, 蔣念東, 顏希文, 鄭永紅, 黃忠洲, 梁賢光 申請人:中國科學院廣州能源研究所