[发明专利]一种基于滚珠丝杠机构的直驱式波浪能发电装置

说明书

本发明提供一种基于滚珠丝杠机构的直驱式波浪能发电装置，包括由PVC管和设置在PVC管上下两端的端盖构成的密封壳、设置在PVC管外的浮子、设置在浮子内侧的环形背铁、设置在PVC管内的滚珠丝杠、设置在滚珠丝杠上的滚珠螺母、与滚珠螺母固连的活塞、设置在活塞外方环形永磁铁、与滚珠丝杠下端固连的传动轴一、设置在密封壳内底上的永磁同步发电机，传动轴一上设置有单向离合器，单向离合器外圈连接有齿轮一，永磁同步发电机的输出端连接有传动轴二，传动轴二上设置有与齿轮一啮合的中间齿轮。本发明采用机械直驱式动力输出装置，通过两个滚珠丝杠将波浪的往复直线运动转化为发电机的旋转运动，没有采用液压或者气压等中间转换机构，结构简单可靠。

技术领域

本发明涉及波浪能发电装置，尤其涉及一种基于滚珠丝杠机构的直驱式波浪能发电装置。

背景技术

波浪能是海洋能中储量丰富的可再生能源，通过对海洋中波浪能的开发利用不仅可以减少化石燃料的使用，解决能源短缺的问题，而且可以减少二氧化碳等温室气体的排放，促进社会的可持续发展，因此对波浪能的开发利用意义重大。尽管波浪能发电装置的概念可以追溯到1799年的专利，并且欧洲和日本的重大研发工作最近取得了重要进展，但是目前波浪能发电技术仍处于起步阶段。虽然全球有超过100个波浪能收集装置处于不同的发展阶段，但波浪能量收集技术尚未成为广泛应用的商业技术。直接驱动式波浪能提取装置使用永磁直线发电机，在低速往复运行时效率极低，而且具有较大的重量和尺寸，目前直线电机的技术也不够成熟。间接驱动式波浪能提取装置使用液压或气压传动来驱动旋转发电机，在液压泵、高压管和液压马达之间会造成效率损失，系统结构也比较复杂，可靠性低，此外液压油的泄漏也会造成海洋环境的污染。因此，迫切需要具有高效率，可靠性和紧凑性的创新动力输出装置设计，从而有效并可靠地从海洋波浪振荡运动中提取能量。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种基于滚珠丝杠机构的直驱式波浪能发电装置，利用非接触式力传递系统使整个装置完全密封，内部动力输出装置采用两个单向离合器和三个齿轮对机械运动进行整流，使浮子在波浪作用下的往复直线运动转化为永磁同步发电机的连续单向旋转运动，从而提高整个发电装置的可靠性和发电效率。

本发明的目的是这样实现的：包括由PVC管和设置在PVC管上下两端的端盖构成的密封壳、设置在PVC管外的浮子、设置在浮子内侧的环形背铁、设置在PVC管内的滚珠丝杠、设置在滚珠丝杠上的滚珠螺母、与滚珠螺母固连的活塞、设置在活塞外方环形永磁铁、与滚珠丝杠下端固连的传动轴一、设置在密封壳内底上的永磁同步发电机，传动轴一上设置有单向离合器，单向离合器外圈连接有齿轮一，永磁同步发电机的输出端连接有传动轴二，传动轴二上设置有与齿轮一啮合的中间齿轮。

本发明还包括这样一些结构特征：

1.所述滚珠丝杠有两个，对应的滚珠螺母也有两个，活塞与两个螺母固连，所述传动轴一和齿轮一也有两个，两个齿轮一同时与中间齿轮啮合。

2.所述传动轴二上还设置有飞轮。

3.两个滚珠丝杠的旋向相反。

4.密封壳体与海底固定连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明采用机械直驱式动力输出装置，通过两个滚珠丝杠将波浪的往复直线运动转化为发电机的旋转运动，没有采用液压或者气压等中间转换机构，结构简单可靠。采用了非接触式力传递系统，通过磁场力实现外部浮子与内部动力输出装置之间的连接，内部模块完全密封，提高了装置在水中的密封性。本发明通过两个单向离合器实现对机械运动的整流，将浮子在波浪作用下的往复直线运动转换为发电机的连续单向旋转运动，提高了整体装置的发电效率。本发明在发电机与滚珠丝杠之间加入飞轮，提高了动力输出装置的等效质量，从而抑制了发电机的转速波动，使发电机转速更加平稳。

附图说明

图1为本发明的结构原理示意图。