[发明专利]海浪采能器

说明书

一、概况： 

目前随着石油、煤碳等自然资源的枯褐，世界各国都在寻找新能源，特别是在清洁能源可再生资源中，如太阳能、风能，海洋的潮汐能和波浪能等，由于成本技术的问题还是不大理想，特别是海洋中的波浪能，又是最大最多的自然可再生资源，在目前的技术方法中，所采集的能量是少之又少的，怎么样把这巨大的波浪动能充分地采集，吸收起来进行发电，是摆在我们人类面前的一个重大课题。 

二、波浪的形成： 

波浪是海水在风和大气压及天体运动的作用下所产生，而改变了原来的位置从而发生向上向下向左右的移动，这种移动是有规律有周期的运动，当质点为以最高点波峰经平衡点到最低点波谷然后又从最低点到最高点完成一个周期振动，水质点没有移动，当波浪涌上岸边时，由于海岸越来越高，下层水的上下运动受到阻力，物体的惯性作用，海水的波浪越涌越多，一浪接一浪，一浪高过一浪，海底地震，火山爆发会引起海啸产生巨大的冲击波和海波。根据估算，海洋中的波浪能达700亿千瓦，占全部海洋的94％，波浪的振动周期从零点几秒到几小时以上，波高从几毫米到几十米，波长从几毫米到数千米，每平方米的力有20吨到60吨。 

三、海岸线： 

目前世界海岸线约44万公里，我国的海岸线有一万八千多公里，大小岛屿6960多个，据海洋观测资料统计，沿海海域年平均波高在2.0米左右，波浪周期为6秒左右。 

四、目前世界各国海浪发电状况： 

葡萄牙海蛇发电系统，英国水蟒发电系统这些发电设备中都将设备放置海水下面。 

五、采能原理： 

怎么样把海洋中的巨大能量充分地采集起来呢？涨潮时波涛汹涌，退潮时悄悄而去，不论涨潮退潮都会产生波，一起一伏，一来一回。 

1、首先在近海岸线20米深处左右搭建支架平台，柱子能抵抗地震，强台风和有防腐功能，目前我国的桥梁建设和港湾建设方面有足够的技术支持，如杭州湾大桥、湛江海湾大桥，这些桥桩具有抵抗8级地震；强台风以及万吨轮轮船的碰撞。 

2、在平台上架设发电机组，增速器，风能发电机和采能器(如图1)。 

3、采能器的构造： 

由两个同一方向的单向轮和连接两个单向轮的轴(长15米，直径0.3米)以下单位用米，法兰(直径1米，厚0.2米)，一块连接两个单向轮的挡板(长15米宽10米)组成(如图2)。 

4、单向轮构造： 

由活动齿(图3)、弹簧(图4)、齿轮A(图5)、齿轮B(图6)、一个盖(图7)组成，组合图(图8)关键点主要在图5A齿轮和图6B齿轮的设计上。图5齿轮A是一个直径约2.5米的大棘齿轮，齿与齿距离为0.3米，有26个齿，齿的宽度为0.5米，齿高为0.18米，图6B齿轮外径为4.3米，厚为0.65米，在保证受力位置能受力的情况下，槽与槽之间可以作一些陶空减轻重量活动齿也一样。内径为2.14米，刚好装进A齿轮，槽宽为0.3米，长0.7米，深0.5米，槽安装活动齿和弹簧，每一个槽位大小一样，以a为第一槽位，每一个槽位的距离比前一个槽位距离多0.025米，a到b为0.325米，b到c为0.35米，c到d为0.375米，d到e为0.4米，e到f为0.425米，f到g为0.45米，g到h为0.475米，h到i为0.5米，i到j为0.525米，j到k为0.55米，k到1为0.575米，一共有12个槽位，每个槽位比前一个槽位多0.025米，12×0.025＝0.3米，刚好是齿与齿之间的距离，从图8中可以看出，以a为第一槽位齿与A齿轮齿咬合，b槽齿与A齿轮有0.025米才能咬合，，以此类推，这就说，A齿轮B齿轮之间互相转动只要有0.025米就有一个齿相互咬合，从而受力，这就是单向轮的关键所在，这种设计主要达到两个目的：(1)使采能器不惧惊涛骇浪，即使力量巨大它也可以受力不至于损坏齿轮；(2)只要采能板有一点微小振动摇摆，单向轮就会驱动增速器转动，带动发电机组，这是采能器的核心所在。采能板长度为15米，那么在最底端处摆动0.25米左右，就可以驱动机组了，因此采用这种采能器进行海上动能采集，可以最大限度满足机组需要，从而实现海浪发电。 

目前世界各国的海浪发电技术中，几乎都是将设备放在海水下面，这不但安装维护带来困难，同时人员作业非常危险，海浪中的巨大动能没有采集到，不但浪费人力、物力，其中最需要的功能发电目的还是不大理想，本来浪大就是最需要的，而机器设备还惧浪大损坏，采能就相对比较困难，因为这种设计方法所有的设备都是在水上面，就采能板在水下，所以不惧海浪损坏设备，要维护检修只要用钢丝绳把采能板的提起进行固定，这样所有设备都可以维修了，台风确实过强可把采能板收起，过后再放下。通过这种方法采集海浪动能，能充分地将动能吸收起来，采能板有100平方米受力，按每平方米20吨计算，这采能板所受的力就有2000吨，推动发电机转动，采能器、单向轮、棘齿轮，采能板可根据需要进行扩大或缩小，由数个或N个推动机组转动。单向轮的制造技术方面，可以采用铸造技术，然后进行表面加工，要求有硬度刚度，采能器单向做功，制造时2个A齿轮的齿相互平行，B齿轮的槽位也相对应，从而保证受力时同时受力，通过这种方法采集海上动能，效率可以最大化，从而实现海浪发电。