高效波浪能发电装置

技术投资分析：
　　本人发明一种海浪发电技术，发明名称为《高效波浪能发电装置》，于2008年1月1日申请国家专利，申请号为200810001726.1，现已进入实质审查程序。
　　它是绿色、环保、可再生能源技术。

它的优点是：
　　1，效率高：它能把海浪上下、前后运动动能直接转变为发电机的转动能，故效率高。
　　2，投入少：现有的国外最有名的，如《海蛇》等海浪发电技术需投入几千万元甚至上亿元建一所几百千瓦功率的发电厂。
　　本发电装置在100万元以内可以建一所同等或更大发电量的发电厂，并且建造期短。

　　它可以在波高10cm的浅海域里正常工作。用此技术能将海浪电能变为最廉价的电能之一。本技术简便地把海浪发电成为商业化。

本发电装置的功率、占地面积和投资额的估计
　　假设我们选择浮体起伏速度达到1m/s的海浪处建立该发电装置，则传力飞轮（附图中链条5上下部黑色的齿轮）上产生的功率为：P=Mω（P为力矩的功率，M为力矩，ω为传力飞轮的角速度），力矩M=Fr=mgr（F为传力飞轮外周某一点上作用的力，r为传力飞轮的半径，m为传力飞轮外周某一点上作用的物体重量，g为重力加速度），角速度ω=υ÷r（υ为传力飞轮外边上任一点的线速度，它应该等于上述的1m/s），我们先取浮体重量（它基本等于传力飞轮外周某一点上作用的物体重量m）为1吨（1000kg）；那么它的功率为：P=Mω= mgrω=mgrυ÷r=mgυ=1000kg*9.8m/s*1m/s=9800w=9.8kw，如果采用10吨重的浮体，则所产生的功率为98kw；那么10吨重浮体的占地面积大约有多大？要使浮体浮在水面上，其密度一定要比水密度小，即每立方米重量要小于1吨。可以如下设计：浮体长度为4m，宽度为3m，厚度为1m，则其占地面积为12平米，体积为12立方米。其密度要有10吨÷12立方米=0.833吨/m3。
　　按这个思路设计，浮体长度为15m，宽度为8m，厚度为1m，则其占地面积为15m *8m=120m2，体积为15m *8m*1m=120m3，重量为120m3*0.833吨/m3=99.96吨。按上述计算，它发出的功率将近1000kw，此功率传到发电机中轴时有一部分功率会损失掉，但实际产生的功率比上面计算的结果要大一些，因为浮体下移时除重力外还有海水的吸力。本装置同时能利用波浪的前后动能，故未计入的海水的吸力和前后动能应该能补上所损失的能量。
　　根据上述计算，建立每架一兆瓦功率的发电装置，其占地面积大约为120m2，也可以根据情况建立500kw，2000kw等不同功率的发电装置，也可并列建立多个发电装置。
　　大致投资：本发电装置构造简便。主要部分为1，发电机；2，主架；3，浮体；其中发电机价大约10万元，4-6根主架干8-12万元，浮体5-8万元，其它零部件和电缆设施20万元。总投入50万元，则可以建立一所大约1000kw功率的海浪发电站。
　　仅供参考。

高效波浪能发电装置说明书
技术领域：
　　本发明涉及一种发电技术，具体说是一种高效利用海洋波浪能发电的高效波浪发电装置。

背景技术：
　　现有的波浪发电技术多数为把波浪能转换为其它能量形式而带动发电机，在此过程中较大部分能量被损失掉，加上重要装置须放置在海水中容易腐蚀，不但效率低，而且工程复杂，投入大，不便于大规模发展。

发明内容：
　　本发明的优点在于它把波浪的上下运动能全部、直接地转换成发电机的转动能。必要时把波浪的上下前后运动能全部、直接地转换成发电机的转动能。它的主要装置放置在离水面较高的位置，故防腐性能强。因为它的动力转换不需要太多的过程，所以工程简单，投入少，效率极高。
　　高效波浪发电装置包括浮体（1），发电装置固定架（2），动力传送链子（4），波浪力的传力杆（5）和（12），上、下传力飞轮组（13）和（6），发电机（7），上、下传链飞轮（18）和（11），变速齿轮组（14）和（16）。
　　把发电装置固定架的竖直杆穿透过浮体，并固定在海底。它与浮体的相接是活的，即它限制浮体的横向运动而不限制浮体的上下运动。竖直杆与浮体相接处要安装减小摩擦力的部件。当波浪上下运动时，浮体（1）随着波浪与之做同步上下运动，并通过固定在它上面的传力杆（5）和（12）把动力传到传力飞轮组（6）和（13），夹在环形动力传送链条两边的两组飞轮（6）和（13）受传力杆的力同步做上下运动，然而其中一组飞轮向上运动时链条两侧的飞轮均能转动，对链条基本不作用以力，当它向下运动时，靠飞轮内卡铁的作用不转动，而夹住链条往下拉动。另一组飞轮向下运动时链条两侧的飞轮均能转动，对链条基本不作用以力，当它向上运动时靠飞轮内卡铁的作用不转动，而夹住链条往上推动。为此波浪上下运动能量全部传送到链条（4）上，链条（4）通过上下传链飞轮（18）和（11）以及变速齿轮组（14）和（16）把转动能传送给发电机，完成发电任务。根据发电量的需要和周围环境条件，增加单个发电机的功率或发电机的数量。

附图说明：
　　图1中（1）为浮体，是波浪能传输体，用重量大而漂浮性强、耐腐蚀性材料制作。（2）为发电装置固定架，它包括三个以上的竖直杆，本图里包括四个竖直杆，竖直杆下端均穿过浮体并固定在海底，成为整个发电装置的骨架。竖直杆上段为固定发电机等装置的架子。（3）为下传链飞轮中轴固定杆，其上端固定在架子上。（4）为动力传送链子，它通过传力飞轮组接收波浪能，再把此能通过上飞轮和变速齿轮组传给发电机。（5）为下传力飞轮组固定杆，它下端固定在浮体上，随着波浪运动与浮体同步做上下运动。它上端固定有下传力飞轮组中轴。（6）为下传力飞轮组，由三个或三个以上的飞轮夹住动力传送链的一边组成。这组飞轮中动力传送链左侧的飞轮可以向顺时针方向转动，但靠卡铁作用向逆时针方向不转动，而动力传送链右侧的飞轮可以向逆时针方向转动，但靠卡铁作用向顺时针方向不转动。因此飞轮组受力向上运动时，动力传送链两侧的飞轮均能转动，而对链条不做功。当飞轮组向下运动时动力传送链两侧的飞轮均不转动，而夹住动力传送链往下拉动。（7）为发电机，放置在上架子，离海面距离大，易于防腐蚀。它通过其转动轴与齿轮（14）连接。它的功率和数量要根据需要和周围的条件而定。使用大功率发电机时，把发电机放置在架子的上面，使发电机的转动轴朝下，并把齿轮组（16）和（14）改变成伞形齿轮。架子上面安装电缆输送出发电机发出的电。（8）为上飞轮中轴固定杆，其上端固定在架子上方，下端固定连接在加速齿轮和上飞轮共同的中轴上。（9）为传力飞轮组固定杆固定点。（10）为下传链飞轮中轴，其一端固定在固定杆（3）的下端。（11）为下传链飞轮，简称下飞轮，起到传动动力传送链子的作用。（12）为上传力飞轮组固定杆，它与固定杆（5）做同步运动，因此必要时能用同一个固定杆替代（5）和（12）。（13）为上传力飞轮组，它的作用与下传力飞轮组（6）相反，由三个或三个以上的飞轮夹住动力传送链的另一边组成。当飞轮组受力向上运动时，动力传送链两侧的飞轮不转动，而夹住动力传送链往上推动。当飞轮组受力向下运动时各飞轮都转动，而对动力传送链不做功。这样两组飞轮一组给动力传送链一边朝下方向的力，另一组给动力传送链另一边朝上方向的力。动力传送链整体不断向同一个方向转动，并通过加速齿轮把动能传给发电机发电。（14）为发电机中轴齿轮，它与加速齿轮的比率根据发电机的额定转速范围而定。（15）为发电机中轴。（16）为加速齿轮，与上传链飞轮固定在一起，与发电机中轴齿轮组成变速齿轮组。（17）为加速齿轮和上传链飞轮共同的中轴，把它固定在固定杆（8）的下端。（18）为上传链飞轮，简称上飞轮。
　　图2为飞轮组工作原理示意图；其中包含两个飞轮组，在此主要对上传力飞轮组（图内右边的飞轮组）进行说明。（19）为顺时针转飞轮的内轮，它外边是齿形的，它通过中心孔与中轴固定连接并能随中轴上下运动，但不转动。（20）为顺时针转飞轮卡铁，它活动镶入在外轮内侧，当外轮向顺时针转动时，卡铁顺着内轮齿滑动，而不阻止外轮的转动，当外轮欲向逆时针转动时，卡铁卡住在内轮齿上阻止外轮的转动，一个飞轮内可以有数个卡铁，而且还能把外轮内侧做成带齿形，把内轮外侧做成带卡铁形。（21）为顺时针转飞轮的外轮，它外边是齿形的，外齿要吻合链条的链孔。（22）为逆时针转飞轮的内轮，（23）为逆时针转飞轮卡铁，（24）为逆时针转飞轮的外轮。逆时针转飞轮的工作方式与顺时针转飞轮相反。在一组飞轮中各飞轮的中轴共同固定连接在浮体的传力杆上端，因此浮体、传力杆、飞轮组一同随着波浪做同步上下运动。当飞轮组夹着链条往下运动时各飞轮均能转动，故对链条基本不做功，即链条不受阻力。当飞轮组往上运动时各飞轮均不转动，而其外齿从链条的两侧卡住链条孔，把链条往上推动。下传力飞轮组（图内左边的飞轮组）工作方式与上传力飞轮组相反，两组飞轮的运动是同步的，故能用一个共同的传力杆。两个飞轮组各自夹在一个环形转动链条的两边，一组下传力，另一组上传力，把波浪的上下动能全部传给链条。
　　图3为把波浪的上下、前后动能全部利用的高效波浪能发电装置示意图，它还可用于潮汐能发电；它的传力部分与图1中的有所不同。（1）为浮体，箭头方向为波浪的往前运动方向，它能在上下、前后方向随波浪自由运动。（2）为发电装置主架的竖直杆，两排竖直杆阻止浮体的左右运动。（25）为传力低杆，其下端固定连接在浮体上，上端固定连接在传力绳的低端。（26）、（29）、（32）为滑轮。（27）为两组飞轮中轴共同的固定杆，它与传力绳固定连接。（28）为传力高杆，其下端固定连接在浮体上，上端固定连接在传力绳的高端。（30）为传力绳，用钢绳或其它优质材料制成，其中间部位与飞轮中轴固定杆固定连接，下部分经过滑轮（26），下端固定连接在传力低杆上端。传力绳的上部经过滑轮（32）和滑轮（29），上端固定连接在传力高杆上端。（31）为滑轮固定杆，它们上端均固定在上架适合的位置上。工作方法是，浮体随着浪峰往上、往前运动时传力低杆放松传力绳的下段，而传力高杆拉紧传力绳的上端，拉力传到飞轮组。浮体随着浪谷往下、王后运动时传力高杆放松传力绳的上端，而传力低杆拉紧传力绳的下端，拉力传到飞轮组。

具体实施方案：
　　本发明的任务是这样实现的：如图1，把发电装置主架（2）的竖直杆固定在海底，一套主架包含多个竖直杆，竖直杆穿过浮体（1）与之活动连接，浮体能顺着竖直杆上下运动，但不能横向运动。浮体（1）随着波浪上下运动，并把动能通过固定连接在它上方的传力杆（5）和（12）传递给两个飞轮组（6）和（13），每个飞轮组由三个或三个以上的飞轮夹住一个环形链条的一边组成，两组飞轮的上下运动是同步进行的，其中一组飞轮向上运动时对链条不做功，而向下运动时夹住链条往下拉动，另一组飞轮向下运动时对链条不做功，而向上运动时夹住链条往上推动，链条（4）围绕上下传链飞轮转动并把得到的动能传递给变速齿轮组（14）和（16）进而带动发电机（7）发电，根据浮体动能的大小而确定发电机的功率，增加单个发电机的功率或发电机的数量来增加发电量。用体积大的大功率发电机时，把发电机放置在主架上方，使其转动轴朝下，并将变速齿轮组该为伞形齿轮组。发电装置主架上方安装电缆输出电能。
　　改变传力方式能把波浪上下前后动能全部利用，能用于潮汐能发电。如图3，浮体（1）放置在发电装置主架（2）的两排竖直杆中间使之能上下前后运动，而不能左右运动。浮体的下面安装数个横向受力板，以备接受波浪的前后动能。加宽浮体的前后边以防它跑出竖直杆的范围。图中箭头方向为前方。把两组传力飞轮的全部中轴一同固定在一个横杆（27）上，在横杆（27）的中间部位固定一条钢绳或其它优质绳，称之为传力绳（30）。传力绳的下部经过一个滑轮（26）并其下端连接在与浮体固定的传力低杆（25）上。传力绳的上部经过滑轮（32）和滑轮（29），上端连接在传力高杆上端。当浮体随着浪峰往上、往前运动时传力低杆放松传力绳的下段，而传力高杆拉紧传力绳的上端，拉力传到飞轮组。浮体随着浪谷往下、往后运动时传力高杆放松传力绳的上端，而传力低杆拉紧传力绳的下端，拉力传到飞轮组。两套飞轮组各自夹住一个环形动力传送链条（4）的两边，其中一组飞轮往下拉动链条，另一组则往上推动链条。链条通过上下传力飞轮和加速齿轮组把动力传送给发电机发电。发电装置主架上方安装电缆将电能输出。

技术的应用领域前景分析：
    本技术属于海浪发电技术，绿色可再生能源领域。它不但符合国家产业政策，而且是迫切需要的。本技术不污染环境，投入少，发电量大，占地面积小，装备的寿命长。国际金融危机蔓延的今天，它可以解决一些人的岗位问题。更多的投入，获得更大的电能，利用此电能电解海水获取淡水和氢气等。随之其发展，海资源的利用也更广泛。开发本技术，海浪电能将成为最廉价的电能之一，能轻松地将海浪发电成为商业化。

效益分析：
    根据本发电装置的构造特点大略估计。
    1，投资：发电机（750kw—1000kw功率，只需要发电部分不需要动力部分）——10万元；4根固定架——8万元；浮动体——10万元；零部件和其它费用——22万元；总投入50万元可以建一所750kw——1000kw功率的发电装置。
    2，利润：较保守的估计，日发电量：750kw×24小时=18000千瓦时；年发电量：18000×365=6570000千瓦时；按每度电价为0.25元计算，年收入为：6570000×0.25=1642500元。
    可以建立多个同样或更大功率的发电装置。随之投资额的增加，其效益也增加。年效益可达投入额的3倍以上。

厂房条件建议：
    本发电装置主要部分有：发电机、固定架、浮动体、齿轮和链条等。发电机可以从发电机制造厂直接买。其它零部件在一般的钢铁制作厂应该能制作。

备注：
    本人欲转让申请权。有意者请联系 。