本實(shí)用新型涉及一種基于橫搖運(yùn)動(dòng)的發(fā)電裝置，可以安裝于橫搖式波浪發(fā)電設(shè)備或橫搖式消波堤中，屬于利用海洋能發(fā)電的新能源領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

1974年工程師Salter實(shí)用新型了一種橫搖式波能轉(zhuǎn)換裝置，該裝置的設(shè)計(jì)嚴(yán)謹(jǐn)，橫截面輪廓呈非對稱型式，其前端(迎浪面)較小，后部(背浪面)較大，水下部分為圓弧形，裝置在波浪作用下繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸發(fā)生橫搖運(yùn)動(dòng)，并且可以將幾乎所有的短波攔截下來，此波能轉(zhuǎn)換裝置在短波時(shí)的一級轉(zhuǎn)換效率可以接近于100％。

雖然波浪發(fā)電研究經(jīng)過幾十年的發(fā)展，先后出現(xiàn)過幾十種不同的發(fā)電裝置的設(shè)計(jì)，以提高發(fā)電效率。但是現(xiàn)有的波浪發(fā)電機(jī)依然存在以下缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，摩擦過多，制造成本高昂，易發(fā)生故障，使用壽命低，波浪能損耗大，并且當(dāng)波浪較小時(shí)，極易停止工作導(dǎo)致其有效工作時(shí)間較短。此外，一些消波設(shè)備在消波過程中，具有橫搖運(yùn)動(dòng)，此橫搖動(dòng)能源自波浪能，但是通常被浪費(fèi)。通過安裝本實(shí)用新型中的發(fā)電裝置，即可將波浪能轉(zhuǎn)化為電能，進(jìn)而加以利用。

正是基于這種具有極高的波浪能與機(jī)械能轉(zhuǎn)換效率橫搖裝置，本實(shí)用新型在該橫搖設(shè)備中設(shè)計(jì)安裝了結(jié)構(gòu)簡單，造價(jià)低廉，可靠性強(qiáng)，能效比高，有效工作時(shí)間長，經(jīng)濟(jì)效益好的發(fā)電裝置，有效的解決了現(xiàn)有橫搖波浪發(fā)電裝置所存在的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)昂貴，故障率高，能量轉(zhuǎn)換率低，有效工作時(shí)間較短的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)的諸多不足，本實(shí)用新型提供一種橫搖式發(fā)電裝置，該發(fā)電裝置應(yīng)結(jié)構(gòu)簡單、造價(jià)低廉、可靠性高、能效比高的發(fā)電裝置。

本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是：一種基于橫搖運(yùn)動(dòng)的發(fā)電裝置，它包括第一轉(zhuǎn)軸、大齒輪、小齒輪、第二轉(zhuǎn)軸、發(fā)電機(jī)和軸承，它還包括第一單向軸承、第二單向軸承和橫搖設(shè)備，發(fā)電機(jī)和多個(gè)軸承固定連接在橫搖設(shè)備上，所述第一轉(zhuǎn)軸通過兩個(gè)軸承與橫搖設(shè)備固定連接，第一單向軸承固定嵌套在第一轉(zhuǎn)軸上，大齒輪又固定嵌套在第一單向軸承上；所述第二轉(zhuǎn)軸連接發(fā)電機(jī)和軸承，第二單向軸承固定嵌套在第二轉(zhuǎn)軸上，小齒輪又固定嵌套在第二單向軸承上，并位于發(fā)電機(jī)和軸承之間，小齒輪與大齒輪緊密嚙合在一起；第一轉(zhuǎn)軸是橫搖設(shè)備的旋轉(zhuǎn)中心，橫搖設(shè)備以第一轉(zhuǎn)軸為中心并帶動(dòng)第一轉(zhuǎn)軸一起做橫搖運(yùn)動(dòng)，第一轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)第一單向軸承隨之轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)?shù)谝晦D(zhuǎn)軸隨橫搖設(shè)備順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的速度大于大齒輪的速度時(shí)，第一單向軸承帶動(dòng)大齒輪加速轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)?shù)谝晦D(zhuǎn)軸隨橫搖設(shè)備逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)的速度小于大齒輪時(shí)，第一單向軸承不再帶動(dòng)大齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，大齒輪在第一單向軸承帶動(dòng)下只沿一個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)；在上述過程中，大齒輪帶動(dòng)與其嚙合的小齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)小齒輪逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)的速度大于第二轉(zhuǎn)軸時(shí)，第二單向軸承帶動(dòng)第二轉(zhuǎn)軸加速轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)小齒輪順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)的速度小于第二轉(zhuǎn)軸時(shí)，第二單向軸承不再帶動(dòng)第二轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)；小齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)將動(dòng)力傳遞給第二轉(zhuǎn)軸，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)工作發(fā)電。

采用上述的技術(shù)方案，該裝置的能量輸入是基于橫搖設(shè)備的橫搖運(yùn)動(dòng)，橫搖設(shè)備的橫搖運(yùn)動(dòng)是發(fā)電裝置的主要?jiǎng)恿碓?。發(fā)電裝置將橫搖設(shè)備橫搖的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。在上述機(jī)構(gòu)中，第一轉(zhuǎn)軸與橫搖設(shè)備固定連接，當(dāng)橫搖設(shè)備橫搖時(shí)可以帶動(dòng)第一轉(zhuǎn)軸與其一起轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)?shù)谝晦D(zhuǎn)軸隨橫搖設(shè)備轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，通過第一單向軸承帶動(dòng)大齒輪隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，大齒輪再通過小齒輪將轉(zhuǎn)速傳遞給第二轉(zhuǎn)軸，進(jìn)而帶動(dòng)發(fā)電機(jī)工作而發(fā)出充裕的電能。大齒輪自身的慣性矩較大，大齒輪在第一單向軸承帶動(dòng)下只沿一個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)。

為確保當(dāng)橫搖設(shè)備轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，大齒輪持續(xù)通過小齒輪將轉(zhuǎn)速傳遞給第二轉(zhuǎn)軸，進(jìn)而帶動(dòng)發(fā)電機(jī)工作，則需要在第一轉(zhuǎn)軸與大齒輪之間安裝第一單向軸承，第二轉(zhuǎn)軸與小齒輪之間安裝第二單向軸承。

第一單向軸承、第二單向軸承的作用有共同點(diǎn)也有不同點(diǎn)，共同點(diǎn)是：無論橫搖設(shè)備遭遇何種風(fēng)浪，以何種頻率、幅度作橫搖運(yùn)動(dòng)，第一單向軸承、第二單向軸承都可以將其轉(zhuǎn)化為持續(xù)的單向轉(zhuǎn)動(dòng)，以便于發(fā)電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。不同點(diǎn)是：

1、所述第一單向軸承作用是：當(dāng)?shù)谝晦D(zhuǎn)軸隨橫搖設(shè)備順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)的速度大于大齒輪的速度時(shí)，第一單向軸承帶動(dòng)大齒輪加速轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)?shù)谝晦D(zhuǎn)軸隨橫搖設(shè)備逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)的速度小于大齒輪時(shí)，第一單向軸承不再帶動(dòng)大齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)。

2、所述第二單向軸承作用是：當(dāng)小齒輪逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)的速度大于第二轉(zhuǎn)軸時(shí)，第二單向軸承帶動(dòng)第二轉(zhuǎn)軸加速轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)小齒輪順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)的速度小于第二轉(zhuǎn)軸時(shí)，第二單向軸承不再帶動(dòng)第二轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)。

所述發(fā)電裝置的動(dòng)力主要源于橫搖設(shè)備的橫搖，其可以安裝在固定式橫搖設(shè)備內(nèi)，也可安裝在浮式橫搖設(shè)備內(nèi)，這兩種型式的橫搖設(shè)備都可以在水面上隨波浪的運(yùn)動(dòng)而發(fā)生橫搖。

當(dāng)轉(zhuǎn)軸速度小于大齒輪速度時(shí)，大齒輪還可以繼續(xù)保持正向轉(zhuǎn)動(dòng)向發(fā)電機(jī)輸送能量的原因是，大齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量較大，其所儲(chǔ)存的能量也較多，不會(huì)被發(fā)電機(jī)快速消耗掉。

常規(guī)上，所述發(fā)電裝置需要通過穩(wěn)壓裝置連接蓄電設(shè)備或是用戶設(shè)備。

本實(shí)用新型的有益效果是：

1、該發(fā)電裝置是基于橫搖設(shè)備，橫搖設(shè)備在波浪能轉(zhuǎn)化機(jī)械能方面有巨大的優(yōu)勢。其可以攔截住幾乎所有的短波，并且在短波時(shí)的一級波能轉(zhuǎn)換效率可以接近于100％。

2、該發(fā)電裝置能夠感知較小的波浪，靈敏度高，通過大小齒輪的配合實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速加速的效果，然后將轉(zhuǎn)動(dòng)傳遞給發(fā)電機(jī)，實(shí)現(xiàn)源源不斷的發(fā)電。

3、該發(fā)電裝置的第一單向軸承、第二單向軸承機(jī)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)將橫搖設(shè)備的機(jī)械能通過大小齒輪源源不斷的輸送給發(fā)電機(jī)。這是因?yàn)椋瑹o論橫搖設(shè)備遭遇何種風(fēng)浪，以何種頻率、幅度作橫搖運(yùn)動(dòng)，第一單向軸承、第二單向軸承都可以將其轉(zhuǎn)化為持續(xù)的單向轉(zhuǎn)動(dòng)，以便于發(fā)電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，大大延長發(fā)電裝置的有效工作時(shí)間，增加發(fā)電量，提高其經(jīng)濟(jì)效益。

4、該發(fā)電裝置結(jié)構(gòu)簡單，一方面可以使其建造成本降低，實(shí)現(xiàn)大面積推廣應(yīng)用，另一方面其可靠性強(qiáng)，維修率低，維護(hù)成本低，最重要的是其有效工作時(shí)間長，發(fā)電量大，可以實(shí)現(xiàn)極好的經(jīng)濟(jì)效益。

附圖說明

圖1是一種橫搖式發(fā)電裝置的正視結(jié)構(gòu)圖。

圖2是一種橫搖式發(fā)電裝置的側(cè)視結(jié)構(gòu)圖。

圖3是圖1的剖面圖。

圖中：1、第一轉(zhuǎn)軸，2、第一單向軸承，3、大齒輪，4、小齒輪，5、第二轉(zhuǎn)軸，6、發(fā)電機(jī)，7、軸承，8、第二單向軸承，9、橫搖設(shè)備。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施方式對本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步說明。

圖1、2、3示出了一種橫搖式發(fā)電裝置的結(jié)構(gòu)圖。圖中，這種基于橫搖運(yùn)動(dòng)的發(fā)電裝置包括第一轉(zhuǎn)軸1、大齒輪3、小齒輪4、第二轉(zhuǎn)軸5、發(fā)電機(jī)6、軸承7、第一單向軸承2、第二單向軸承8和橫搖設(shè)備9，發(fā)電機(jī)6和多個(gè)軸承7固定連接在橫搖設(shè)備9上。第一轉(zhuǎn)軸1通過兩個(gè)軸承7與橫搖設(shè)備9固定連接，第一單向軸承2固定嵌套在第一轉(zhuǎn)軸1上，大齒輪3又固定嵌套在第一單向軸承2上。第二轉(zhuǎn)軸5連接發(fā)電機(jī)6和軸承7，第二單向軸承8固定嵌套在第二轉(zhuǎn)軸5上，小齒輪4又固定嵌套在第二單向軸承8上，并位于發(fā)電機(jī)6和軸承7之間，小齒輪4與大齒輪3緊密嚙合在一起。第一轉(zhuǎn)軸1是橫搖設(shè)備9的旋轉(zhuǎn)中心，橫搖設(shè)備9以第一轉(zhuǎn)軸1為中心并帶動(dòng)第一轉(zhuǎn)軸1一起做橫搖運(yùn)動(dòng)，第一轉(zhuǎn)軸1帶動(dòng)第一單向軸承2隨之轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)?shù)谝晦D(zhuǎn)軸1隨橫搖設(shè)備9順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的速度大于大齒輪3的速度時(shí)，第一單向軸承2帶動(dòng)大齒輪3加速轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)?shù)谝晦D(zhuǎn)軸1隨橫搖設(shè)備9逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)的速度小于大齒輪3時(shí)，第一單向軸承2不再帶動(dòng)大齒輪3轉(zhuǎn)動(dòng)，大齒輪3在第一單向軸承2帶動(dòng)下只沿一個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)。在上述過程中，大齒輪3帶動(dòng)與其嚙合的小齒輪4轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)小齒輪4逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)的速度大于第二轉(zhuǎn)軸5時(shí)，第二單向軸承8帶動(dòng)第二轉(zhuǎn)軸5加速轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)小齒輪4順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)的速度小于第二轉(zhuǎn)軸5時(shí)，第二單向軸承8不再帶動(dòng)第二轉(zhuǎn)軸5轉(zhuǎn)動(dòng)；小齒輪4的轉(zhuǎn)動(dòng)將動(dòng)力傳遞給第二轉(zhuǎn)軸5，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)6工作發(fā)電。

采用上述的技術(shù)方案，當(dāng)?shù)谝晦D(zhuǎn)軸1速度小于大齒輪3速度時(shí)，大齒輪3還可以繼續(xù)保持正向轉(zhuǎn)動(dòng)向發(fā)電機(jī)6輸送能量的原因是，大齒輪3的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量較大，其所儲(chǔ)存的能量也較多，不會(huì)被發(fā)電機(jī)6快速消耗掉。大齒輪3、小齒輪4的直徑比很大，大齒輪3、小齒輪4的配合轉(zhuǎn)動(dòng)起到了加速的作用，使轉(zhuǎn)速達(dá)到發(fā)電機(jī)6的發(fā)電要求。

當(dāng)?shù)谝晦D(zhuǎn)軸1隨橫搖設(shè)備順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)的速度大于大齒輪3的速度時(shí)，第一單向軸承2帶動(dòng)大齒輪3加速轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)?shù)谝晦D(zhuǎn)軸1隨橫搖設(shè)備9逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)的速度小于大齒輪3時(shí)，第一單向軸承2不再帶動(dòng)大齒輪3轉(zhuǎn)動(dòng)。第一單向軸承只能帶動(dòng)大齒輪順時(shí)針單向轉(zhuǎn)動(dòng)3。

當(dāng)小齒輪4逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)的速度大于第二轉(zhuǎn)軸5時(shí)，第二單向軸承8帶動(dòng)第二轉(zhuǎn)軸5加速轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)小齒輪4順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)的速度小于第二轉(zhuǎn)軸5時(shí)，第二單向軸承8不再帶動(dòng)第二轉(zhuǎn)軸5轉(zhuǎn)動(dòng)。第二單向軸承只能帶動(dòng)第二轉(zhuǎn)軸逆時(shí)針單向轉(zhuǎn)動(dòng)。

這種基于橫搖運(yùn)動(dòng)的發(fā)電裝置的運(yùn)行方式：橫搖設(shè)備9以第一轉(zhuǎn)軸1為中心的橫搖運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)第一轉(zhuǎn)軸1往復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)，第一轉(zhuǎn)軸1通過第一單向軸承2將往復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為大齒輪3的順時(shí)針方向的單向轉(zhuǎn)動(dòng)，經(jīng)過與小齒輪4的嚙合獲得足夠轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)動(dòng)方向也被傳遞成小齒輪的逆時(shí)針方向的單向轉(zhuǎn)動(dòng)，然后經(jīng)過第二單向軸承8傳遞到第二轉(zhuǎn)軸5上帶動(dòng)發(fā)電機(jī)6轉(zhuǎn)動(dòng)并發(fā)電，發(fā)出的電通過穩(wěn)壓裝置連接蓄電設(shè)備或是用戶設(shè)備。