本实用新型涉及一种海洋波浪能发电系统,特别是一种小型回转摆式波浪能发电系统。
背景技术:
目前,在能源危机的大环境下,世界各国对波浪能的开发利用正开展的非常剧烈,部分系统已经让人看到了商业化的曙光。虽然我国有着丰富的波浪能资源,但分布十分零散,能量密度很小,且季节性很强,因此,小尺寸、灵活性强的发电系统要比大型设各更适用于我国的实际情况,并且对环境影响也较小,开发可靠性高、效率高、成本低的小型化波浪能发电系统具有十分重大的意义。
技术实现要素:
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种小型回转摆式波浪发电系统,采用回转摆式机械结构,达到可靠性强、效率高、成本低、易维护的要求,并能进行供电作业。
为了解决上述技术问题,本实用新型提出以下技术方案:一种小型回转摆式波浪能发电系统,包括吸能模块,所述吸能模块与能量转换模块的主轴通过铰链连接,发电模块的发电机齿轮与能量转换模块的发条齿轮相连。
所述吸能模块包括箱体底座,所述箱体底座的边缘加工有滑道,所述箱体底座的中心安装有能量转换模块的主轴,所述主轴的另一端通过铰链可转动的安装有摆臂,所述摆臂的末端连接有摆锤,所述摆锤与滑道构成滑动配合,所述摆锤的外端面安装有多个滚轮。
所述能量转换模块包括主轴,所述主轴与变向齿轮组相连,所述变向齿轮组通过传动轴与发条盒相连,所述传动轴的末端安装有超越离合器。
所述变向齿轮组包括第一超越离合齿轮,所述第一超越离合齿轮与第二超越离合齿轮安装在主轴上,所述传动轴上安装有第一传动齿轮和第二传动齿轮,所述第一传动齿轮与第一超越离合齿轮啮合,在第二超越离合齿轮和第二传动齿轮之间安装有辅助换向齿轮。
所述发条盒内部卷制有一定圈数的蜗卷弹簧,所述蜗卷弹簧的中心固定在传动轴上,外端固定在盒体上,盒体底部固定有发条齿轮,所述发条齿轮与发电机齿轮相啮合。
所述发电模块包括发电机输入轴,所述发电机输入轴上安装有发电机齿轮,所述发电机输入轴与发电机相配合发电,所述发电机通过电缆与整流系统相连。
本实用新型有如下有益效果:
1、本实用新型提供的一种小型海洋波浪发电系统体积小,易于制造、搬运以及集群分散布置。
2、采用回转摆式结构,提高了波浪能吸收效率,延长了系统使用寿命。
3、采用机械式能量转换结构,通过加入蜗卷弹簧,减小了能量损失,提高了系统能量输出的稳定性。
4、采用变向齿轮组,把摆锤的双向不规则转动转换成了单向转动,使得摆锤对蜗卷弹簧的扭力始终同向,提高了波浪能利用效率。
5、本实用新型提供的一种小型海洋波浪发电系统具有可靠性强、效率高、成本低、易维护的特点。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
图1为本实用新型中整体内部结构示意图。
图2为本实用新型中吸能模块的结构示意图。
图3为本实用新型中转换模块的结构示意图。
图4为本实用新型中发条盒的结构示意图。
图5为本实用新型中发电模块结构示意图。
图6为本实用新型中系统能量转换示意图。
图中:吸能模块1、能量转换模块2、发电模块3、摆锤4、主轴5、铰链6、摆臂7、滚轮8、变向齿轮组9、滑道10、箱体底座11、第一超越离合齿轮12、第二超越离合齿轮13、辅助换向齿轮14、第一传动齿轮15、第二传动齿轮16、传动轴17、发条盒18、发条齿轮19、超越离合器20、蜗卷弹簧21、盒体22、发电机输入轴23、发电机齿轮24、发电机25、整流系统26、电缆27。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的实施方式做进一步的说明。
如图1-6,一种小型回转摆式波浪能发电系统,包括吸能模块1,所述吸能模块1与能量转换模块2的主轴5通过铰链6连接,发电模块3的发电机齿轮与能量转换模块2的发条齿轮19相连。
进一步的,所述吸能模块1包括箱体底座11,所述箱体底座11的边缘加工有滑道10,所述箱体底座11的中心安装有能量转换模块2的主轴5,所述主轴5的另一端通过铰链6可转动的安装有摆臂7,所述摆臂7的末端连接有摆锤4,所述摆锤4与滑道10构成滑动配合,所述摆锤4的外端面安装有多个滚轮8。
工作过程中,摆锤4用来吸收波浪能,将其变为自身的机械能,摆锤4工作时不停地旋转,并且一直经受来自波浪的不规则冲击,为了达到充分吸收能量的目的,摆锤4的质量会很大,通常在几十千克;摆锤4上装有滚轮8,承载摆锤4的作用力;所述箱体底座11上的滑道10,由耐磨材料制成;所述摆臂7与能量转换模块2的主轴5通过铰链6连接。此设计限制了摆锤4的振动,使得摆锤4的偏心率和质量可以设计得更大,吸收更多的波浪能,同时降低摆锤4对主轴5及其相关机构的作用,提高了系统使用寿命。
进一步的,所述能量转换模块2包括主轴5,所述主轴5与变向齿轮组9相连,所述变向齿轮组9通过传动轴17与发条盒18相连,所述传动轴17的末端安装有超越离合器20。通过采用机械式能量转换结构,加入蜗卷弹簧发条盒18来提高了系统能量输出的稳定性。
进一步的,所述变向齿轮组9包括第一超越离合齿轮12,所述第一超越离合齿轮12与第二超越离合齿轮13安装在主轴5上,所述传动轴17上安装有第一传动齿轮15和第二传动齿轮16,所述第一传动齿轮15与第一超越离合齿轮12啮合,在第二超越离合齿轮13和第二传动齿轮16之间安装有辅助换向齿轮14。工作过程中,当摆锤4顺时针转动时,主轴5带动第一超越离合齿轮12旋转,使传动轴17逆时针转动;当摆锤4变为逆时针时,主轴5带动第二超越离合齿轮13旋转,通过辅助转向齿轮14,传动轴17旋转方向依然为逆时针。这样就把摆锤4的双向不规则转动转换成了单向转动,使得摆锤4对蜗卷弹簧21的扭力始终同向。
进一步的,所述发条盒18内部卷制有一定圈数的蜗卷弹簧21,所述蜗卷弹簧21的中心固定在传动轴17上,外端固定在盒体22上,盒体22底部固定有发条齿轮19,所述发条齿轮19与发电机齿轮24相啮合。利用发条弹簧作为储能结构,除了减小能量损失外,还能使能量输出更加平稳,既有利于波浪能的充分利用,也有利于电机性能的发挥。
进一步的,所述超越离合器20装在发条齿轮19的底部,限制发条盒18的能量向发电机齿轮24传递,不会反向作用给摆锤4。
进一步的,所述发电模块3包括发电机输入轴23,所述发电机输入轴23上安装有发电机齿轮24,所述发电机输入轴23与发电机25相配合发电,所述发电机25通过电缆27与整流系统26相连。工作时发条齿轮19受发条驱动旋转,带动发电机齿轮24旋转,发电机25开始工作,进而产生电能。所述整流系统26通过电缆27与发电机25相连,减小对负载工作系统或蓄电池的冲击,能量输出更加稳定。
本实用新型的工作过程和工作原理为:
如图6,系统工作时,摆锤4在波浪作用下不断旋转,通过变向齿轮机构9,摆锤4的能量不断向蜗卷弹簧21输送,蜗卷弹簧21被不断扭紧,弹性势能不断增加,这样就把波浪的机械能通过二次转换,变成了蜗卷弹簧21的弹性势能,在扭紧的蜗卷弹簧21驱动作用下,发条齿轮19旋转,带动电机齿轮24旋转,发电机25开始工作,进而产生电能,通过整流系统26,电能转换成稳定的电流通经过电缆27传送出来。
通过上述的说明内容,本领域技术人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内,进行多样的变更以及修改都在本实用新型的保护范围之内。本实用新型的未尽事宜,属于本领域技术人员的公知常识。