一种链条传动海浪发电气缸总成

技术领域

本发明涉及海浪发电技术领域，特别是涉及一种链条传动海浪发电气缸总成。

背景技术

现在一般海浪发电用的浮体一般是设计成整个的圆形，浮体在海水中随海浪起伏上下运动做功。海浪发电用的浮体，体积巨大，那么，它在生产和运输都存在一定的困难。

浮体在海中易受海水的左右方向上的横向冲击而左右摆动，造成浮体上下起伏工作状态上的不稳定。尽管有一些限位措施，但也易造成限位机构的损坏。

如果有一种有助于解决上述问题的浮体设计方案，比如使浮体相连接的构件在海浪的横向冲击中受影响变得较小，那将可大大地提高了浮体工作的可靠性。

并且，目前的情况是一个浮体只推动一个气缸。海浪发电中可用到空气轮机，气缸力产生的高压气体用于输入到空气轮机中。如果一个浮体能同时推动两个气缸，则一个浮体在海浪发电机组中产生的高压气体能量更多。那么，多个的浮体可对其双倍数量的气缸做功，则同等浮体数量的情况下，发电装置的发电效率更高。

发明内容

为了达成上述的目的，本发明提供了一种链条传动海浪发电气缸总成，该总成包括上下气缸槽形连接件、上气缸和下气缸以及它们中间的一个方位上的一个齿轮、一个链轮；所述的上气缸和下气缸一上一下通过缸体连接件安装在一个上下气缸槽形连接件的同一侧，前述两个气缸内都设置一个活塞，两个活塞用活塞销分别连接在一个活塞连杆上，活塞连杆上设有齿条；所述的上下气缸槽形连接件中间部位的左右两边分别都用多个螺栓固定一个齿轮安装板的一端，齿轮安装板横向安装，两个齿轮安装板的另一端夹着一个链轮与齿轮安装轴，齿轮和链轮安装在同一个链轮与齿轮安装轴上，齿轮处于与齿条啮合的位置上、链轮处于齿条的旁边，链轮带动齿轮旋转，使齿条上下运动从而使活塞上下运动；上气缸和下气缸的上端、下端分别都有一个缸头连接盘，缸头连接盘用螺栓螺帽连接一个缸头，该缸头上有两个通气口，一个为上下缸出气连接口、一个为进气单向阀连接口。

作为上述技术方案的进一步描述，所述的上下气缸槽形连接件垂直安装于海浪发电平台中的一个缸体总成安装支架上。

作为上述技术方案的进一步描述，所述的链轮通过一个链轮过渡轮与一个浮轮系统连接。

本发明的有益效果是：结构紧凑，工作稳定，能有效地减小海浪冲击的力度，使浮体在海浪发电平台中工作稳定。

附图说明

图1为本发明气缸总成剖视结构示意图。

图2为本发明气缸总成左视结构示意图。

图3为本发明气缸总成右视结构示意图。

图4为本发明中的浮轮驱动上气缸做功示意图。

图5为本发明中的浮轮驱动下气缸做功示意图。

图6为本发明气缸总成俯视图。

以上附图中，各个部件的标识分别为：

1 - 气缸头，2 - 上气缸，3 - 活塞，4 - 齿条，5 - 链轮，6 - 活塞销，7 - 上下气缸出气连接口7，8 - 齿轮，9 - 齿轮安装板，10 - 进气单向阀，11 - 空气过滤器，12 -缸体连接件，13 - 上下气缸槽形连接件，14 - 活塞连杆限位轮轴，15 - 安装支板锁紧螺栓孔，16 - 气缸总成安装孔，17 - 缸头连接盘，18 - 活塞连杆，19 - 下气缸，20 - 气缸头连接螺栓，21 - 安装支板锁紧螺栓，22 - 上气缸出气连接口，23 - 上气缸进气连接口，24 - 缸体总成安装支架，25 - 上传动链，26 - 设备安装层，27 - 浮轮，28 - 摇臂链轮，29 - 浮轮摇臂， 30 - 链轮支架，31 - 链轮过渡轮，32 - 过渡轮支架，33 - 链轮与齿轮安装轴。

具体实施方式

我们设计采用让浮体围绕着一个支点做圆弧轨迹运动，避免浮体直接作用于气缸，该支点上设置一个摇臂链轮，摇臂链轮通过一个链轮过渡轮作用于一个链轮，链轮作用于活塞连杆，使气缸中活塞的运动不受海浪上下运动的直接控制。

我们结合一个浮体可推动两个气缸的好处、又具有浮体受海浪冲击力较小的海浪发电装置构件，设计一种做功效率较好的海浪发电装置。

本发明链条传动海浪发电气缸总成用于一种海浪发电装置，随着海浪起伏而起伏，产生做功作用，使气缸输出高压气体通过高压气罐输送到空气轮机驱动发电机发电。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明实施例做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

本发明中上下左右方位以图1中气缸工作状态下的方位为参照依据。

本发明针对目前常规浮体的圆形构造体量巨大不便生产运输、并且抗海浪冲击的能力较差，可采用分成四个扇形浮块来生产成一个圆环形浮体的方法，一来便于生产、运输、结构强度更大。

海上风浪巨大，海浪冲击的力量极大，我们对浮体的结实牢固程度有很高的要求。本发明体的设计要点为设计轮式浮体、双气缸构造。因构造特点，本发明中浮体称为浮轮。

本发明中海浪发电平台可包括浮箱、设备安装层、机房顶层，设有缸体总成安装支架24顶起机房顶层。

本发明所在的整个海浪发电机组的工作过程如下：

1、海浪发电平台上设有多个相同的齿条推动式海浪发电气缸总成，每一个齿条推动式海浪发电气缸总成设有一个上下气缸槽形连接件13、上气缸2和下气缸19、一个链轮与齿轮安装轴33及其上的两个齿轮8；气缸内设置活塞3，两个活塞3用活塞销6分别连接在一个活塞连杆18的上下端，活塞连杆18的上下端分别处于上气缸2和下气缸19中，活塞连杆18上设有齿条4；两个气缸都设有出气口和进气口，本发明中它们称为上下气缸出气连接口7，它们都可设有出气单向阀用一个高压气管与一个过渡压力气罐连接；

2、过渡压力气罐可处于上下气缸槽形连接件13的另一侧；上下气缸槽形连接件13中间部位的左右两边分别都用多个螺栓固定一个齿轮安装板9的一端，齿轮安装板9横向安装，两个齿轮安装板9的另一端夹着链轮与齿轮安装轴33的轮轴的两端，链轮与齿轮安装轴33在两个齿轮安装板9可转动；

3、齿条4与链轮与齿轮安装轴33上安装的链轮5处于同一个链轮与齿轮安装轴33上，它们连动； 齿轮8带动链轮与齿轮安装轴33旋转，使齿条4上下运动从而使活塞3上下运动，分别在上气缸2、下气缸19产生压缩空气并输送到过渡压力气罐中，过渡压力罐都经过一个支高压气管与一个二级压力气罐连接，各个二级压力气罐都用一个高压连接气管连接到主高压气管，主高压气管通过一个自动阀和进气管与空气轮机连接，空气轮机驱动发电机转动发电。

图1为本发明气缸总成剖视结构示意图。

本说明书中上气缸2和下气缸19可简称为双气缸、两个气缸或上下气缸19。两个气缸都安装在一个上下气缸槽形连接件13上，它们的气缸开口相对。上下气缸槽形连接件13的两边安装有齿轮安装板9。

本发明仅使用一个浮轮27而设置了上气缸2和下气缸19，并且让它们都起到了产生压缩气体的作用，上气缸2和下气缸19中间共用一个活塞连杆18。活塞连杆18从上、下气缸的气缸开口处伸入。前述活塞连杆18上设有齿条4。

当浮轮27随海浪上下运动，上气缸2、下气缸19就被带动工作。

两个气缸在一个垂直线上、一上一下地安装在一个上下气缸槽形连接件13的同一侧。两个气缸内设置连接有两个气缸活塞3的同一个活塞连杆18。两个活塞3用活塞销6分别连接在活塞连杆18上。本发明中活塞3是气缸中作往复运动的机件，可特制与气缸内壁全面接触的圆环机件部分。

上气缸2和下气缸19产生的压缩气体都经过过渡压力罐。

两个气缸的进气单向阀10分别连接在上气缸2、下气缸19的端头上，形成在气缸总成结构上的一体。气缸设有空气过滤器11，空气过滤器11主要过滤空气中的浮尘和过分潮湿的水分，使气缸内的空气纯净，尽量减少对气缸和液压泵的损害。本发明中可只设置一个空气过滤器接口，另外安装一个空气过滤器。

如图所示，上气缸2和下气缸19的中间的一个方位上有一个齿轮8、一个链轮5；齿轮8处于与齿条4啮合的位置，链轮5处于齿轮的旁边、一个齿轮安装板9的外侧，也可见两个齿轮安装板9之间，齿轮8两旁有两个轮轴固定座，两个轮轴固定座之间可安装一个轮轴，本发明中该轮轴为链轮与齿轮安装轴33，可知齿轮8和链轮5都安装在同一个链轮与齿轮安装轴33上。如图所示，有一个螺帽在链轮与齿轮安装轴33左端锁住链轮5。

本发明中，设置链轮5的个数为一个或数个，目的是可用多根链条或传动带使传动更牢靠。图中标示出两个，它们的转向都一致。

图1中，上下气缸槽形连接件13处于上气缸2、下气缸19的背后，图中所显示的上气缸2、下气缸19的左右两边的方位分别也可为上下气缸槽形连接件13的两边的方位。

图2为本发明气缸总成左视结构示意图。

如图所示，气缸总成设有一个上下气缸槽形连接件13、上气缸2和下气缸19、一个链轮与齿轮安装轴33及其上的两个齿轮8；所述的两个气缸在一个垂直线上一上一下地安装在一个上下气缸槽形连接件13的同一侧，上下气缸槽形连接件13通过其上设有的气缸总成安装孔16垂直安装于海浪发电平台中的一个缸体总成安装支架24上。

图3为本发明气缸总成右视结构示意图。

上下气缸槽形连接件13为一个立柱形构件，固定在一个缸体总成安装支架24上。上下气缸槽形连接件13的上部和下部都设有气缸总成安装孔16，该安装孔用于把上下气缸槽形连接件13固定在一个缸体总成安装支架24上，它们通过前述安装孔、螺栓孔用螺栓螺帽连接。

如图所示，在上下气缸槽形连接件13的一侧，各有三个缸体连接件12固定住上气缸2和下气缸19。

图中，上下气缸槽形连接件13的中间部分的位置上安装有齿轮安装板9的一边。上气缸2和下气缸19的上端、下端分别都有一个缸头连接盘17。缸头连接盘17用螺栓螺帽连接一个缸头，该缸头上有两个通气口，一个为上下缸出气连接口7、一个为单向阀连接口，单向阀连接口连接一个进气单向阀10，进气单向阀10上安装有空气过滤器11。

上下气缸槽形连接件13的左右两边分别都用多个螺栓固定一个水平放置的齿轮安装板9的一端，两个齿轮安装板9的另一端夹着链轮与齿轮安装轴33的两端，链轮与齿轮安装轴33在两个齿轮安装板9之间可转动，齿条4与链轮与齿轮安装轴33上安装的链轮5处于同一个链轮与齿轮安装轴33上。

一个齿轮8可带动链轮与齿轮安装轴33旋转，使齿条4上下运动从而使活塞3上下运动。

两个齿轮安装板9的中间部位还夹住一个活塞连杆限位轮轴14。活塞连杆限位轮轴14用于把活塞连杆18夹在它与链轮5之间，改善活塞连杆18在运动中因为链轮5的横向受力情况。

图4为本发明中的浮轮驱动上气缸做功示意图。

本发明中，链条传动海浪发电气缸总成都相应连接浮轮27、上下气缸槽形连接件13、上气缸2和下气缸19以及它们中间位置上的齿轮8、链轮5及其对应连接的浮轮系统。

链轮对应连接的浮轮系统包括链轮过渡轮31、链轮支架30和过渡轮支架32。

本发明中发电平台为由一个大型浮箱组成的海上平台，可设有纵向主梁、横向主梁、副梁、圈梁构成一个平台平面为设备安装层26，设备安装层板26上设有上立柱撑起一个屋顶的屋顶楼面梁。发电平台上设有平台外墙，平台外墙上设有窗和门孔，门孔配有横移式门。平台平面26高出海面、有众多下立柱固定在海底上。设备安装层上设有多个发电机安装螺栓孔、多个方形开口、设备吊装孔、人员进出孔，每两个方形开口之间都安装有一个支架状构件，两个支架固定住一个摇臂链轮28。

本发明中与浮轮相关的支架包括过渡轮支架32、链轮支架。过渡轮支架32在备安装层的上方，链轮支架在备安装层的下方。

发电平台的设备安装层26上在方形开口位置设有一个向下的支架状构件为链轮支架30，两个链轮支架支撑住一个摇臂链轮28；摇臂链轮28通过一个浮轮摇臂29连接浮轮27。

设备安装层26上在方形开口位置还设有一个向上的过渡轮支架32支撑着链轮过渡轮31，链轮过渡轮31上设有两个轮分别用于与链轮5、摇臂链轮28用一个传动链条或传动带连接，其中，传动链条包括设备安装层上的上传动链条25和设备安装层下的、未标示的下传动链条。

本发明中与浮轮相关的支架包括过渡轮支架32、链轮支架30。过渡轮支架32在设备安装层的上方，链轮支架在设备安装层板的下方，在可转动的结构上它们构造基本相同。浮轮与链轮支架机构包括两个链轮支架30和连接在每个链轮支架中点上的一根摇臂链轮所在轴及其轴中心上的一根拉杆，该拉杆的两端分别固定在一个链轮支架30的中点上，摇臂链轮所在轴套在拉杆上可转动。

如图所示，设备安装层26上安装有缸体总成安装支架24，它是设备安装层26上的一个固定构件，其上设有用于与上下气缸槽形连接件13连接的螺栓孔。

如图所示，从侧面看，齿轮8和链轮5处于重合的视觉上，齿轮8和链轮5都安装在同一个链轮与齿轮安装轴33上。

本发明中浮轮27包括一个中间浮轮和两个边浮轮，浮轮上、下摆动，使链轮过渡轮31跟随着往上、下方向地转动，带动齿轮5往上、下方向地转动，那么活塞连杆18就垂直地向上、向下运动，对上气缸2和下气缸19分别做功，使气缸输出高压气体通过高压气罐输送到空气轮机驱动发电机发电。

浮轮27为PPR复合材料的圆形空心密闭体。

浮轮27通过链轮5使齿轮8转动，使活塞连杆18上的齿条4上下运动，活塞连杆18上下地在处于垂直上上下位置的上气缸2和下气缸19做活塞3运动，在气缸内产生的压缩气体都经过单向出气阀进入到同一个过渡压力罐。

如图所示，当海浪涌起使浮体27向上运动，上传动链25顺时针转动，齿轮8带动活塞连杆18向上运动对上气缸2做功产生压缩气体。

图5为本发明中的浮轮驱动下气缸做功示意图。

本发明中气缸做功示意，根据图示的箭头方向为运动方向。

本发明中浮轮的一个组成形式为：设置一个浮轮27安装轴放置一个中间浮轮和两个边浮轮是为了最大化地安装浮轮27，使浮轮27做功能量最大化。中间浮轮和边浮轮的做功通过浮轮摇臂29使摇臂链轮转动。

如图5所示，当海下落起使浮体27向下运动，上传动链25逆时针转动，齿轮8带动活塞连杆18向下运动对下气缸做功产生压缩气体。

图6为本发明气缸总成俯视图。

如图所示，上下气缸槽形连接件13的中间位置安装有齿轮安装板9的一边。两个齿轮安装板9向右经过上、下气缸所在的位置，在齿轮安装板9的右端夹住有一个齿轮8。

如图所示，气缸总成上下两个部位的两个气缸头1是用气缸头链接螺栓20连接在上气缸2的上部和下部，上气缸2的上部还设有进气单向阀10，进气单向阀10连接有一个空气过滤器11。

本发明中，空气轮机与发电机为一个设备提供单位的产品，它们二者是配套的发电机组主体，它们一体化地安装在一个海浪发电平台上。

以上在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。说明书的描述为实施本发明的较佳实施方式，所描述是以说明本发明的一般原则为目的，并非用以限定本发明的范围。本发明的保护范围以所附权利要求所界定的为准。