一种全天候波浪能发电系统及应用

本发明创造公开全天候波浪能发电系统，包括主杆，升降舱，主舱和浮子；浮子通过浮子柄与主舱连接；主舱通过主舱柄与升降舱连接，主舱柄的首端延伸至主舱内，主舱内设发电机、变速箱、齿轮组件和转轴II，浮子柄的尾端安装在转轴II上，浮子柄的首端与浮子尾部固定连接；齿轮组件将浮子的上下运动转化成单向运动，经变速箱带动发电机发电；转轴II上装有电磁制动器II；升降舱安装在主杆的顶端，升降舱的一端设转轴Ⅰ，转轴Ⅰ上装有电磁制动器Ⅰ；主舱柄的尾端安装在转轴Ⅰ上；主杆的底端固定在海底；主杆、升降舱、主舱与浮子的连接处均设有电路旋转接触头。该系统无论海平面升或降均能时刻发电，可把巨大风浪对系统的损害程度降到最低。

1.全天候波浪能发电系统，其特征在于，包括主杆(1)，升降舱(2)，主舱(3)和浮子(4)；所述浮子(4)，受海浪的作用上下运动，并通过浮子柄(4a)与主舱(3)连接；所述主舱(3)，通过主舱柄(3a)与升降舱(2)连接，主舱柄(3a)的尾端连接升降舱(2)，主舱柄(3a)的首端延伸至主舱(3)的舱室内，主舱(3)的舱室内设有发电机(13)、变速箱(12)、齿轮组件和转轴Ⅱ(32)，所述浮子柄(4a)的尾端安装在转轴Ⅱ(32)上，浮子柄(4a)的首端与浮子(4)尾部固定连接；所述浮子(4)的上下运动通过浮子柄(4a)和转轴Ⅱ(32)传递给齿轮组件，所述齿轮组件将浮子(4)的上下运动转化成单向运动，经变速箱(12)带动发电机(13)发电；转轴Ⅱ(32)上装有电磁制动器Ⅱ(5b)；所述升降舱(2)，安装在主杆(1)的顶端，与主杆(1)转动连接，升降舱(2)的一端有转轴Ⅰ(31)，转轴Ⅰ(31)上装有电磁制动器Ⅰ(5a)；主舱柄(3a)的尾端安装在转轴Ⅰ(31)上；所述主杆(1)，用于将该波浪能发电系统固定在海中，所述主杆(1)的底端固定在海底；所述主杆(1)与升降舱(2)的连接处、升降舱(2)与主舱柄(3a)的连接处、主舱(3)与浮子柄(4a)的连接处均设有电路旋转接触头(10)，总控设备中的导线束由主杆(1)下面进入主杆(1)内部并向上至主杆(1)顶端，通过电路旋转接触头(10)的触点与升降舱(2)内的导线束相接，升降舱(2)内的导线束通过电路旋转接触头(10)的触点与主舱柄(3a)内的导向线束相接，主舱柄(3a)内的导向线束再由主舱柄(3a)进入主舱(3)内，主舱(3)内的导线束再通过电路旋转接触头(10)的触点与浮子柄(4a)内的导线束相接。
2.根据权利要求1所述的全天候波浪能发电系统，其特征在于，所述齿轮组件包括位于主舱柄(3a)首端并安装在转轴Ⅱ(32)上的主齿轮(16)，分别与主齿轮(16)连接的正转棘轮(14a)和反转棘轮(14b)，以及与正转棘轮(14a)连接的齿轮Ⅰ(15a)，与反转棘轮(14b)连接的齿轮Ⅱ(15b)；齿轮Ⅰ(15a)与齿轮Ⅱ(15b)啮合，变速箱(12)与齿轮Ⅰ(15a)啮合；浮子(4)的上下运动通过浮子柄(4a)和转轴Ⅱ(32)传动给主齿轮(16)，使主齿轮(16)做往复运动，从而通过正转棘轮(14a)带动齿轮Ⅰ(15a)旋转或反转棘轮(14b)带动齿轮Ⅱ(15b)旋转；变速箱(12)在齿轮Ⅰ(15a)带动下使得变速箱(12)内的齿轮组高速转动，从而带动发电机(13)发电。
3.根据权利要求1所述的全天候波浪能发电系统，其特征在于，所述内腔中部设有隔板，将浮子(4)内腔一分为二，位于浮子(4)头部为帽式胶囊(23)，帽式胶囊(23)的内腔设有气囊(22)；位于浮子(4)尾部的内腔设有储气瓶(17)，用于将气囊(22)内的气体压缩进储气瓶(17)的空气压缩机(19)，用于对浮子(4)尾部内腔注水的注水泵(18a)和用于对浮子(4)尾部内腔排水的排水泵(18b)，浮子(4)上还设有进出水口，注水泵(18a)和排水泵(18b)分别通过管路与进出水口连接。
4.根据权利要求3所述的全天候波浪能发电系统，其特征在于，在浮子(4)尾部的内腔，位于注水泵(18a)与进出水口之间的管路上设有电磁阀Ⅰ(21a)，位于排水泵(18b)与进出水口之间的管路上设有电磁阀Ⅱ(21b)，位于储气瓶(17)和空气压缩机(19)之间管路上设有电磁阀Ⅲ(21c)，位于储气瓶(17)和气囊(22)之间的管路上设有电磁阀IV(21d)，隔板上位于浮子(4)头部内腔的一侧设有压力开关Ⅲ(24)，压力开关Ⅲ(24)通过浮子(4)头部帽式胶囊(23)内腔的压力控制其通或断；所述隔板上还设有压力开关Ⅰ(25a)和压力开关Ⅱ(25b)，压力开关Ⅰ(25a)和压力开关Ⅱ(25b)并联后接到总控设备的电路中，压力开关Ⅰ(25a)通过浮子(4)头部帽式胶囊(23)内腔压力控制其通或断，压力开关Ⅱ(25b)通过气囊(22)内的压力控制其通或断；所述电磁阀Ⅰ(21a)、电磁阀IV(21d)和注水泵(18a)并联再与压力开关Ⅲ(24)串联后接到总控设备的电路中；所述电磁阀Ⅱ(21b)和排水泵(18b)并联后与压力开关Ⅰ(25a)串联，所述电磁阀Ⅲ(21c)和压缩机(19)并联后与压力开关Ⅱ(25b)串联。
5.根据权利要求1所述的全天候波浪能发电系统，其特征在于，所述升降舱(2)内还设有半圆形电阻条(7a)和电刷Ⅰ(6a)，所述半圆形电阻条(7a)固装在升降舱(2)内侧壁上，所述电刷Ⅰ(6a)的一端固定在转轴Ⅰ(31)上，电刷Ⅰ(6a)的另一端作用于半圆形电阻条(7a)，电刷Ⅰ(6a)在转轴Ⅰ(31)的带动下与半圆形电阻条(7a)滑动连接。
6.根据权利要求1所述的全天候波浪能发电系统，其特征在于，所述主舱(3)内还设有圆形电阻条(7b)和电刷Ⅱ(6b)，所述圆形电阻条(7b)固装在主舱(3)内侧壁上，所述电刷Ⅱ(6b)的一端固定在转轴Ⅱ(32)上，电刷Ⅱ(6b)的另一端作用于圆形电阻条(7b)，电刷Ⅱ(6b)在转轴Ⅱ(32)的带动下在圆形电阻条(7b)上往复滑动。
7.全天候波浪能发电系统的应用，其特征在于，通过主杆(1)将该系统安装在海中，1)当主舱(3)中转轴Ⅱ(32)的轴心线高于海平面即时高度时，升降舱(2)中的电磁制动器Ⅰ(5a)解除对转轴Ⅰ(31)的锁定状态，使转轴Ⅰ(31)转动，主舱(3)中的电磁制动器Ⅱ(5b)锁定转轴Ⅱ(32)，主舱(3)和浮子(4)整体随浪下落；当转轴Ⅱ(32)的轴心线到达海平面即时高度时，升降舱(2)中的电磁制动器Ⅰ(5a)锁定转轴Ⅰ(31)，主舱(3)中的电磁制动器Ⅱ(5b)解除对转轴Ⅱ(32)的锁定状态，该系统正常工作；2)当主舱(3)中转轴Ⅱ(32)的轴心线低于海平面即时高度时，升降舱(2)中的电磁制动器Ⅰ(5a)解除对转轴Ⅰ(31)的锁定状态，使转轴Ⅰ(31)转动，主舱(3)中的电磁制动器Ⅱ(5b)锁定转轴Ⅱ(32)，主舱(3)和浮子(4)整体在海浪的冲击下随浪上升；当转轴Ⅱ(32)的轴心线到达海平面即时高度时，升降舱(2)中的电磁制动器Ⅰ(5a)锁定转轴Ⅰ(31)，主舱(3)中的电磁制动器Ⅱ(5b)解除对转轴Ⅱ(32)的锁定状态，该系统正常工作。
8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，总控设备上设有电流表A1和电流表A2，所述电流表A1通过导线束与半圆形电阻条(7a)连接，所述电流表A2通过导线束与圆形电阻条(7b)连接；1)当主舱(3)中转轴Ⅱ(32)的轴心线高于海平面即时高度时，观察电流表A2示数，当A2角度最小时，即浮子(4)在海浪的波峰处，电磁制动器Ⅰ(5a)解除对转轴Ⅰ(31)的锁定状态，电磁制动器Ⅱ(5b)锁定转轴Ⅱ(32)，主舱(3)和浮子(4)整体随浪下落；观察电流表A1示数，由于与电流表A1串联的半圆形电阻条(7a)电阻增加，电流表A1的示数逐渐减小，当电流表A1指针到达此时海平面即时高度所对应的电阻时，电磁制动器Ⅰ(5a)锁定转轴Ⅰ(31)，电磁制动器Ⅱ(5b)解除对转轴Ⅱ(32)的锁定状态，系统正常工作；2)当主舱(3)中转轴Ⅱ(32)的轴心线低于海平面即时高度时，观察电流表A2示数，当电流表A2角度最大时，即浮子(4)在海浪的波谷处，电磁制动器Ⅰ(5a)解除对转轴Ⅰ(31)的锁定状态，电磁制动器Ⅱ(5b)锁定转轴Ⅱ(32)，主舱(3)和浮子(4)整体在海浪的冲击下随浪上升，观察电流表A1，由于与电流表A1串联的半圆形电阻条7a电阻减小，电流表A1的示数逐渐增大，当电流表A1指针到此时海平面即时高度所对应的电阻时，电磁制动器Ⅰ(5a)锁定转轴Ⅰ(31)，电磁制动器Ⅱ(5b)解除对转轴Ⅱ(32)的锁定状态，系统开始正常工作。
9.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，1)当风浪大于该系统所承受的能力时，打开电磁阀Ⅱ(21b)和电磁阀Ⅲ(21c)，排水泵(18b)排水，浮子头部内腔的压强逐渐减少，直至压力开关Ⅰ25a断开，排水泵(18b)停止排水，电磁阀Ⅱ(21b)关闭；同时空气压缩(19)把气囊(22)内气体逐渐压缩到储气瓶(17)内，气囊(22)内气体压强逐渐减小，直至压力开关Ⅱ(25b)断开，电磁阀Ⅲ(21c)关闭，空气压缩(19)停止工作；同时电磁制动器Ⅰ(5a)解除对转轴Ⅰ(31)的锁定状态，电磁制动器Ⅱ(5b)锁定转轴Ⅱ(32)，由于此时浮子(4)体积逐渐减小，主舱(3)和浮子(4)整体重量逐渐大于所受的浮力，缓缓沉入水中，至此下沉过程完成，电磁制动器Ⅰ(5a)锁定转轴Ⅰ(31)，电磁制动器Ⅱ(5b)解除对转轴Ⅱ(32)的锁定状态，此时浮子(4)体积最小；2)当风浪小于系统所承受的能力时，打开电磁阀Ⅰ(21a)和电磁阀IV(21d)，储气瓶(17)内高压气体迅速冲入气囊(22)内，同时电磁制动器Ⅰ(5a)解除对转轴Ⅰ(31)的锁定状态，电磁制动器Ⅱ(5b)锁定转轴Ⅱ(32)，气囊(22)充气产生浮力，使主舱(3)和浮子(4)整体上浮，直至主舱(3)和浮子(4)整体浮出水面，上浮过程完成，电磁制动器Ⅰ(5a)锁定转轴Ⅰ(31)，电磁制动器Ⅱ(5b)解除对转轴Ⅱ(32)的锁定状态，注水泵(18a)向浮子头部内腔注水，浮子头部内腔水压逐渐增加，直至压力开关Ⅲ(24)在水压的作用下断开，电磁阀Ⅰ(21a)和电磁阀IV(21d)关闭，注水泵(18a)停止注水。