一种海浪消解及发电系统的制作方法

1.本实用新型实施例涉及海洋发电及新能源领域，具体涉及一种海浪消解及发电系统。


背景技术：

2.能源是人类永恒的需求，进入21世纪以来，随着科技的不断发展，传统的石化能源对地球环境造成了巨大的压力，能源危机越来越引发人们的焦虑，全球范围都在寻找新能源。风能发电、太阳能发电虽然属于清洁能源，却由于能量的随机性，难以集中并入电网。虽然核能发电看似无穷无尽，却存在着许多安全的隐患，小太阳聚变工程也遥遥无期，我国在水利方面利用大坝的高低落差的势能转化为电能进行发电。
3.如公开号为cn112901402a公开的一种用于三峡大坝出水口的二次水力发电设备及方法，该发电设备包括设置在坝体的出水口处的安装平台和设置在安装平台上的发电机构，通过设置发电单元将旋转水流的动能转化为电能，旋转水流流动带动发电单元的叶轮组旋转，叶轮组旋转带动两个发电机的转子旋转，使发电机发电。该种水利发电设备需要利用大坝的高低落差，将水的重力势能转化为电能，对于设备的制约就在于，在高低落差较小、水流较缓的地方，该设备的工作效率低下，而人为制造高低落差的制造成本高。


技术实现要素：

4.为此，本实用新型实施例提供一种海浪消解及发电系统，包括：用于该系统和大坝连接的安装架、设置在该安装架上的发电系统；
5.其中，所述发电系统包括：单向抬头机、与所述单向抬头机连接的发电组件以及与所述发电组件连接用于蓄电的储电装置；该单向抬头机包括：随海浪涌动上下运动的浮托机构以及设置在该浮托机构端部的摇臂机构，所述摇臂机构通过设置在所述摇臂机构远离所述浮托机构一端的传动组件与所述发电组件连接，所述发电组件与所述储电装置连接。
6.在其中一个实施例中，所述安装架包括：用于该发电系统与大坝固定连接的固定支架以及设置在该固定支架上用于安装该发电系统的固定臂。
7.在其中一个实施例中，所述固定臂对称设置在所述固定支架的两侧。
8.在其中一个实施例中，在所述固定臂侧面固定有发电组件，该单向抬头机通过传动组件阵列在该固定臂上，形成矩阵。
9.在其中一个实施例中，传动组件包括：传动轴以及设置在该传动轴上的梯块单向器，浮托机构通过摇臂机构与该梯块单向器连接，梯块单向器设置在传动轴上，该梯块单向器数量与摇臂数量对应设置。
10.在其中一个实施例中，发电组件包括：与传动组件连接的飞轮组件以及与飞轮组件连接的发电机。
11.在其中一个实施例中，飞轮组件包括：增速箱和飞轮；增速箱一端连接传动组件，另一端通过转轴连接飞轮。
12.在其中一个实施例中，增速箱由大齿轮和小齿轮啮合组成，其中大齿轮与传动组件连接，小齿轮通过转轴与飞轮连接。
13.在其中一个实施例中，浮托机构侧面形状为流线形船头状。
14.在其中一个实施例中，单向抬头机两两相邻设置，至少两组；其中相邻两组的单向抬头机的摇臂机构分别为长摇臂和短摇臂。
15.在其中一个实施例中，浮托机构包括：设置在长摇臂上的第一浮托件和设置在短摇臂上的第二浮托件，第一浮托件和第二浮托件彼此之间互相相邻设置；
16.第一浮托件和第二浮托件通过两者形状的设置在该第一浮托件和第二浮托件之间形成流线型的水流通道。
17.在其中一个实施例中，浮托机构在其中间底部位置设有空腔，该空腔面向海浪方向设有开口。
18.在其中一个实施例中，该系统还包括矩阵架，该矩阵架侧面固定有发电组件，该单向抬头机通过传动组件阵列在该矩阵架上，形成海浪发电矩阵。
19.本实用新型实施例具有如下优点：
20.1、利用自身流线型结构，将迎面而来的海浪冲击力巧妙转化为上托力，再利用单向杠杆原理，自由落体原理反复撬动驱动轴单向旋转，并通过一个齿轮箱联动惯性飞轮机构形成持久的旋转发电，投资小、寿命长。
21.2、在冲击单向抬头机的过程中，海浪将被侧向汇流，通过流线型的水流通道，由“窄管效应”产生强大的向下负压，和水的浮力一起转换成朝上的抬升力，自然造浪并通过单向器将巨大的扭力化为源源不断旋转的驱动；波峰过后，抬头机自由落入波谷，还是通过单向器反向打滑，克服长期困扰人们的“点浮式制约”现象。
22.3、在浮托机构下方设置有开口超项海浪方向的空腔，在海浪冲击过来时能够产生朝上的抬升力。
23.4、通过设置飞轮组件配合单向抬头机能够有效化解海浪能量的部分波动，降低水流对于大坝冲击，能够有效延长大坝的使用寿命，减少维护次数，极大节约了人力物力。
24.5、该海浪消解及发电系统形成矩阵后可以通过两级或三级消化转化成电能，科学的矩阵布局可以使单向抬头机阵列群面对杂乱的海浪形成错落有致的阶梯式动力转换方式。
附图说明
25.为了更清楚地说明本实用新型的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
26.本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
27.图1为本实用新型的整体结构示意图；
28.图2为本实用新型的安装架结构示意图；
29.图3为本实用新型的发电系统结构示意图；
30.图4为本实用新型的单向抬头机连接结构示意图；
31.图5为本实用新型的发电组件结构示意图；
32.图6为本实用新型的矩阵结构示意图；
33.图7为本实用新型的一个实施例结构示意图。
具体实施方式
34.以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
35.如图1所示，一种海浪消解及发电系统，包括：一种海浪消解及发电系统，其特征在于，包括：用于该系统和大坝连接的安装架4、设置在该安装架4上的发电系统10；
36.参照图3～图4，该发电系统10包括：单向抬头机1、与单向抬头机1连接的发电组件2以及与发电组件2连接用于蓄电的储电装置(图未示)；
37.该单向抬头机1包括：随海浪涌动上下运动的浮托机构11以及设置在该浮托机构11端部的摇臂机构12，摇臂机构12通过设置在摇臂机构12远离浮托机构11一端的传动组件3与发电组件2连接，发电组件2与储电装置(图未示)连接。其中，浮托机构11侧面形状为流线形船头状。浮托机构11外形流畅，由坚固的轻型材料制成，类似船头，有一定的自重。正常情况下，它浮在水面，通过摇臂机构12连接在传动轴32上，即使在轻微的海浪冲击下也能产生成吨的上浮力并通过力矩再次放大。
38.优选地，单向抬头机1两两相邻设置，至少两组；其中相邻两组的单向抬头机1的摇臂机构12分别为长摇臂121和短摇臂122。其中设置长摇臂121 的单向抬头机1提供强大的力矩，实现低转速启动及维持，设置短摇臂122 的单向抬头机1可以均衡旋转速度，维持持续不断的发电。投资小、寿命长。
39.优选地，浮托机构11在其中间底部位置设有空腔113，该空腔113面向海浪方向设有开口。
40.优选地，浮托机构11包括：设置在长摇臂121上的第一浮托件111和设置在短摇臂122上的第二浮托件112，第一浮托件111和第二浮托件112彼此之间互相相邻设置；
41.参照图4上部分水流示意，第一浮托件111和第二浮托件112通过两者形状的设置在该第一浮托件111和第二浮托件112之间形成流线型的水流通道。海浪在冲击矩阵的过程中，将被侧向汇流，通过流线型的水流通道，由“窄管效应”产生强大的向下负压，和水的浮力一起转换成朝上的抬升力，自然造浪并通过单向器将巨大的扭力化为源源不断旋转的驱动。波峰过后，抬头机自由落入波谷，还是通过单向器反向打滑，克服长期困扰人们的“点浮式制约”现象。
42.参照图2和图3优选地，所述安装架4包括：用于该发电系统与大坝固定连接的固定
支架41以及设置在该固定支架41上用于安装该发电系统的固定臂 42。其中，该固定臂42可以为浮动桩或者耐腐蚀的刚性材料制成。
43.进一步优选地，所述固定臂42对称设置在所述固定支架41的两侧；发电组件2设置在该固定臂42的侧面，结合图6所示，单向抬头机1通过传动组件阵列在该固定臂42上，形成矩阵。
44.其中参照图3和图4，传动组件3包括：传动轴32以及设置在该传动轴 32上的梯块单向器31，浮托机构11通过摇臂机构12与该梯块单向器31连接，梯块单向器31设置在传动轴32上，该梯块单向器31数量与单向抬头机1数量对应设置。
45.如图5所示优选地，发电组件2包括：与传动组件3连接的飞轮组件21 以及与飞轮组件21连接的发电机；飞轮组件21包括：增速箱211和飞轮212；增速箱211一端连接传动组件3，另一端通过转轴23连接飞轮212。其中，增速箱211由大齿轮2111和小齿轮2112啮合组成，其中大齿轮2111与传动组件3连接，小齿轮2112通过转轴23与飞轮212连接。飞轮212同样通过梯形单向器与转轴23连接，只能向发电方向进行高速旋转。
46.其使用方法是由单向抬头机1产生的巨大扭力，通过大扭距增速箱211撬动飞轮212飞速旋转，将稳定的惯性动能输入发电机；也可以在发电之前先通过电机先将飞轮212正向驱动到一定的转速，再接通发电源，飞轮212储能的应用可以有效化解海浪能量部分波动。
47.参照图7，在其中一个实施例中，发电系统可以并联设置多组，该发电系统呈矩阵状并联能够更好地起到消解波浪的作用。
48.进一步优选地，发电机设置为偶相位变相电动机，利用相位矩阵的串并联投切，构成稳定的直流电压输出，和储能站进行直连，形成双元输出特性，最后逆变并网。此过程中通过电气储能直流系统，构建稳定输出的发电电源。海浪虽然能量密度达到风能的20倍左右，但对于拾浪体的功力释放同样带有随机性，其特征也和风能接近。通过该种方式设置发电机能够充分解决随机性的损耗。
49.虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。

技术特征：
1.一种海浪消解及发电系统，其特征在于，包括：用于该系统和大坝连接的安装架、设置在该安装架上的发电系统；其中，所述发电系统包括：单向抬头机、与所述单向抬头机连接的发电组件以及与所述发电组件连接用于蓄电的储电装置；该单向抬头机包括：随海浪涌动上下运动的浮托机构以及设置在该浮托机构端部的摇臂机构，所述摇臂机构通过设置在所述摇臂机构远离所述浮托机构一端的传动组件与所述发电组件连接，所述发电组件与所述储电装置连接；所述安装架包括：用于该发电系统与大坝固定连接的固定支架以及设置在该固定支架上用于安装该发电系统的固定臂。2.根据权利要求1所述的一种海浪消解及发电系统，其特征在于，所述固定臂对称设置在所述固定支架的两侧。3.根据权利要求2所述的一种海浪消解及发电系统，其特征在于，在所述固定臂侧面固定有发电组件，该单向抬头机通过传动组件阵列在该固定臂上，形成矩阵。4.根据权利要求1所述的一种海浪消解及发电系统，其特征在于，所述传动组件包括：传动轴以及设置在该传动轴上的梯块单向器，所述浮托机构通过所述摇臂机构与该梯块单向器连接，所述梯块单向器设置在所述传动轴上，该梯块单向器数量与所述摇臂数量对应设置。5.根据权利要求1所述的一种海浪消解及发电系统，其特征在于，所述发电组件包括：与所述传动组件连接的飞轮组件以及与所述飞轮组件连接的发电机。6.根据权利要求5所述的一种海浪消解及发电系统，其特征在于，所述飞轮组件包括：增速箱和飞轮；所述增速箱一端连接所述传动组件，另一端通过转轴连接所述飞轮。7.根据权利要求6所述的一种海浪消解及发电系统，其特征在于，所述增速箱由大齿轮和小齿轮啮合组成，其中所述大齿轮与所述传动组件连接，所述小齿轮通过转轴与所述飞轮连接。8.根据权利要求1所述的一种海浪消解及发电系统，其特征在于，所述浮托机构侧面形状为流线形船头状。9.根据权利要求1所述的一种海浪消解及发电系统，其特征在于，所述单向抬头机两两相邻设置，至少两组；其中相邻两组的单向抬头机的所述摇臂机构分别为长摇臂和短摇臂。10.根据权利要求9所述的一种海浪消解及发电系统，其特征在于，所述浮托机构包括：设置在所述长摇臂上的第一浮托件和设置在所述短摇臂上的第二浮托件，所述第一浮托件和所述第二浮托件彼此之间互相相邻设置；所述第一浮托件和所述第二浮托件通过两者形状的设置在该第一浮托件和第二浮托件之间形成流线型的水流通道。11.根据权利要求1所述的一种海浪消解及发电系统，其特征在于，所述浮托机构在其中间底部位置设有空腔，该空腔面向海浪方向设有开口。

技术总结
本实用新型公开了一种海浪消解及发电系统，包括：用于该系统和大坝连接的安装架、设置在该安装架上的发电系统；其中，发电系统包括：单向抬头机、与单向抬头机连接的发电组件以及与发电组件连接用于蓄电的储电装置；该单向抬头机包括：随海浪涌动上下运动的浮托机构以及设置在该浮托机构端部的摇臂机构，摇臂机构通过设置在摇臂机构远离浮托机构一端的传动组件与发电组件连接，发电组件与储电装置连接，本实用新型解决了现有技术安装复杂，发电效率低的问题。低的问题。低的问题。


技术研发人员：樊朝晖 王永文 苏林 岳严霜 瞿云峰 卢世佳
受保护的技术使用者：常州智戌新能源电力科技有限公司
技术研发日：2021.08.06
技术公布日：2022/5/25