本發(fā)明涉及一種基于橫搖運動的發(fā)電裝置，可以安裝于橫搖式波浪發(fā)電設備或橫搖式消波堤中，屬于利用海洋能發(fā)電的新能源領域。

背景技術：

1974年工程師Salter發(fā)明了一種橫搖式波能轉換裝置，該裝置的設計嚴謹，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動軸發(fā)生橫搖運動，并且可以將幾乎所有的短波攔截下來，此波能轉換裝置在短波時的一級轉換效率可以接近于100％。

雖然波浪發(fā)電研究經過幾十年的發(fā)展，先后出現(xiàn)過幾十種不同的發(fā)電裝置的設計，以提高發(fā)電效率。但是現(xiàn)有的波浪發(fā)電機依然存在以下缺點：結構復雜，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，并且當波浪較小時，極易停止工作導致其有效工作時間較短。此外，一些消波設備在消波過程中，具有橫搖運動，此橫搖動能源自波浪能，但是通常被浪費。通過安裝本發(fā)明中的發(fā)電裝置，即可將波浪能轉化為電能，進而加以利用。

正是基于這種具有極高的波浪能與機械能轉換效率橫搖裝置，本發(fā)明在該橫搖設備中設計安裝了結構簡單，造價低廉，可靠性強，能效比高，有效工作時間長，經濟效益好的發(fā)電裝置，有效的解決了現(xiàn)有橫搖波浪發(fā)電裝置所存在的結構復雜，造價昂貴，故障率高，能量轉換率低，有效工作時間較短的問題。

技術實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術的諸多不足，本發(fā)明提供一種橫搖式發(fā)電裝置，該發(fā)電裝置應結構簡單、造價低廉、可靠性高、能效比高的發(fā)電裝置。

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

采用上述的技術方案，該裝置的能量輸入是基于橫搖設備的橫搖運動，橫搖設備的橫搖運動是發(fā)電裝置的主要動力來源。發(fā)電裝置將橫搖設備橫搖的機械能轉化為電能。在上述機構中，第一轉軸與橫搖設備固定連接，當橫搖設備橫搖時可以帶動第一轉軸與其一起轉動。當?shù)谝晦D軸隨橫搖設備轉動時，通過第一單向軸承帶動大齒輪隨之轉動，大齒輪再通過小齒輪將轉速傳遞給第二轉軸，進而帶動發(fā)電機工作而發(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下只沿一個方向轉動。

為確保當橫搖設備轉動時，大齒輪持續(xù)通過小齒輪將轉速傳遞給第二轉軸，進而帶動發(fā)電機工作，則需要在第一轉軸與大齒輪之間安裝第一單向軸承，第二轉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也有不同點，共同點是：無論橫搖設備遭遇何種風浪，以何種頻率、幅度作橫搖運動，第一單向軸承、第二單向軸承都可以將其轉化為持續(xù)的單向轉動，以便于發(fā)電機將機械能轉化為電能。不同點是：

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

2、所述第二單向軸承作用是：當小齒輪逆時針方向轉動的速度大于第二轉軸時，第二單向軸承帶動第二轉軸加速轉動，當小齒輪順時針方向轉動的速度小于第二轉軸時，第二單向軸承不再帶動第二轉軸轉動。

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

當轉軸速度小于大齒輪速度時，大齒輪還可以繼續(xù)保持正向轉動向發(fā)電機輸送能量的原因是，大齒輪的轉動慣量較大，其所儲存的能量也較多，不會被發(fā)電機快速消耗掉。

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

本發(fā)明的有益效果是：

1、該發(fā)電裝置是基于橫搖設備，橫搖設備在波浪能轉化機械能方面有巨大的優(yōu)勢。其可以攔截住幾乎所有的短波，并且在短波時的一級波能轉換效率可以接近于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現(xiàn)轉速加速的效果，然后將轉動傳遞給發(fā)電機，實現(xiàn)源源不斷的發(fā)電。

3、該發(fā)電裝置的第一單向軸承、第二單向軸承機構可以實現(xiàn)將橫搖設備的機械能通過大小齒輪源源不斷的輸送給發(fā)電機。這是因為，無論橫搖設備遭遇何種風浪，以何種頻率、幅度作橫搖運動，第一單向軸承、第二單向軸承都可以將其轉化為持續(xù)的單向轉動，以便于發(fā)電機將機械能轉化為電能，大大延長發(fā)電裝置的有效工作時間，增加發(fā)電量，提高其經濟效益。

4、該發(fā)電裝置結構簡單，一方面可以使其建造成本降低，實現(xiàn)大面積推廣應用，另一方面其可靠性強，維修率低，維護成本低，最重要的是其有效工作時間長，發(fā)電量大，可以實現(xiàn)極好的經濟效益。

附圖說明

圖1是一種橫搖式發(fā)電裝置的正視結構圖。

圖2是一種橫搖式發(fā)電裝置的側視結構圖。

圖3是圖1的剖面圖。

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

具體實施方式

下面結合附圖和實施方式對本發(fā)明的技術方案作進一步說明。

圖1、2、3示出了一種橫搖式發(fā)電裝置的結構圖。圖中，這種基于橫搖運動的發(fā)電裝置包括第一轉軸1、大齒輪3、小齒輪4、第二轉軸5、發(fā)電機6、軸承7、第一單向軸承2、第二單向軸承8和橫搖設備9，發(fā)電機6和多個軸承7固定連接在橫搖設備9上。第一轉軸1通過兩個軸承7與橫搖設備9固定連接，第一單向軸承2固定嵌套在第一轉軸1上，大齒輪3又固定嵌套在第一單向軸承2上。第二轉軸5連接發(fā)電機6和軸承7，第二單向軸承8固定嵌套在第二轉軸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。第一轉軸1是橫搖設備9的旋轉中心，橫搖設備9以第一轉軸1為中心并帶動第一轉軸1一起做橫搖運動，第一轉軸1帶動第一單向軸承2隨之轉動。當?shù)谝晦D軸1隨橫搖設備9順時針轉動的速度大于大齒輪3的速度時，第一單向軸承2帶動大齒輪3加速轉動，當?shù)谝晦D軸1隨橫搖設備9逆時針方向轉動的速度小于大齒輪3時，第一單向軸承2不再帶動大齒輪3轉動，大齒輪3在第一單向軸承2帶動下只沿一個方向轉動。在上述過程中，大齒輪3帶動與其嚙合的小齒輪4轉動，當小齒輪4逆時針方向轉動的速度大于第二轉軸5時，第二單向軸承8帶動第二轉軸5加速轉動。當小齒輪4順時針方向轉動的速度小于第二轉軸5時，第二單向軸承8不再帶動第二轉軸5轉動；小齒輪4的轉動將動力傳遞給第二轉軸5，帶動發(fā)電機6工作發(fā)電。

采用上述的技術方案，當?shù)谝晦D軸1速度小于大齒輪3速度時，大齒輪3還可以繼續(xù)保持正向轉動向發(fā)電機6輸送能量的原因是，大齒輪3的轉動慣量較大，其所儲存的能量也較多，不會被發(fā)電機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的配合轉動起到了加速的作用，使轉速達到發(fā)電機6的發(fā)電要求。

當?shù)谝晦D軸1隨橫搖設備順時針方向轉動的速度大于大齒輪3的速度時，第一單向軸承2帶動大齒輪3加速轉動，當?shù)谝晦D軸1隨橫搖設備9逆時針方向轉動的速度小于大齒輪3時，第一單向軸承2不再帶動大齒輪3轉動。第一單向軸承只能帶動大齒輪順時針單向轉動3。

當小齒輪4逆時針方向轉動的速度大于第二轉軸5時，第二單向軸承8帶動第二轉軸5加速轉動，當小齒輪4順時針方向轉動的速度小于第二轉軸5時，第二單向軸承8不再帶動第二轉軸5轉動。第二單向軸承只能帶動第二轉軸逆時針單向轉動。

這種基于橫搖運動的發(fā)電裝置的運行方式：橫搖設備9以第一轉軸1為中心的橫搖運動帶動第一轉軸1往復轉動，第一轉軸1通過第一單向軸承2將往復轉動轉化為大齒輪3的順時針方向的單向轉動，經過與小齒輪4的嚙合獲得足夠轉速，轉動方向也被傳遞成小齒輪的逆時針方向的單向轉動，然后經過第二單向軸承8傳遞到第二轉軸5上帶動發(fā)電機6轉動并發(fā)電，發(fā)出的電通過穩(wěn)壓裝置連接蓄電設備或是用戶設備。