[發明專利]一種同向轉換裝置以及運用同向轉換裝置的海洋能發電系統

在審

• 申請號: 201711230680.6
• 申請日: 2017-11-29
• 公開（公告）號: CN107829872A
• 公開（公告）日: 2018-03-23
• 發明（設計）人: 楊洪彬
• 申請（專利權）人: 楊洪彬
• 主分類號: F03B13/18
• 分類號: F03B13/18;F03B11/00
• 代理公司: 北京創遇知識產權代理有限公司11577
• 代理人: 李芙蓉,馮建基

技術領域

本發明涉及海洋波浪能發電技術領域，特別涉及一種同向轉換裝置，具體涉及一種同向轉換裝置以及運用同向轉換裝置的海洋能發電系統。

背景技術

能量轉換在各大領域起著無可替代的作用，尤其是機械能最為廣泛應用，然而大多數機械運動的方向具有不定向性，不利于機械能的收集，如何將不同方向的機械運動轉換為同一方向，實現機械能的高利用率是一個值得研究的問題。

經濟的迅猛發展導致能源的需求日益增加，而傳統能源的日益短缺以及化石燃料的使用引發出的一系列嚴重的生態環境問題已經讓尋找可替代的可再生能源成為走上國際化日程；可再生能源主要有風能、太陽能、生物質能、地熱能、海洋能等非化石能源；占地球表面70％的廣闊海洋，集中了97％的水量，蘊藏著大量的能源，即海洋能，海洋能按儲存形式又包括機械能、熱能和化學能，其中機械能又包括潮汐能、海流能和波浪能，其中海洋波浪能相對比潮汐能和海流能而言具有以下優勢：資源分布廣泛；受時間限制相對較??；能流密度最大；通過較小的裝置就可提供可觀的廉價能源主要為電能；據估算全世界波浪能的理論值約為10⁹Kw量級，是現在世界發電量的數百倍等，以上優勢使得各國自石油危機以來投入大量資金開展波浪能的開發利用。

波浪能按照能量轉換形式主要有氣動式、液壓式和蓄能水庫式，氣動式如振蕩水柱式利用一個與海水連通的容器裝置，通過波浪作用，使室內水柱作往復運動，使水面位置發生變化，引起容器內的空氣體積變化，通過壓縮容器內的空氣產生作用力驅動葉輪工作，帶動發電裝置發電，這類裝置存在的問題是建造費用高且轉換效率低；液壓式如點頭鴨式、海蛇式、擺式、閥式、浮子點吸收式，液壓式使海面浮體升沉或水平移動，從而產生工作流體的動壓力和靜壓力，驅動油壓泵工作，經油壓系統輸送驅動發電機發電，這類裝置存在三個問題，一是結構復雜成本高，二是存在漏油的情況危害環境，三是裝置一般位于水面以下，易損壞不易維修；蓄能水庫式如收縮坡道式、聚波蓄能式，是利用狹道把廣范圍的波能聚集在很小的范圍內，這是一種提高能量密度的方式，波浪在逐漸變窄的波道中，波高不斷地被放大，直到波峰高過波道的邊墻，將波浪能轉換成勢能貯存在蓄水庫中，借助于上漲的海水制造的水位差，實現水輪機發電，這類裝置存在兩個問題：一是對地形條件的依賴性強，應用受到局限；二是一般獲得的水位不高，效率低。

雖然波浪能發電裝置的研究與開發已取得了一定的效果，但仍然存在以下問題，第一：波浪能裝置大多直接放置在海水中，海水具有腐蝕性，裝置容易被腐蝕；第二：海洋的波浪是時刻變化的，波浪能能量分散不易集中，因此發電總效率不高；第三：波浪能裝置的高成本也是阻礙波浪能普及的一個重要方面；第四：目前波浪能發電裝置上使用的發電機一般都采用的是通用的小型三相交流發電機，這種發電機并不完全適用在波浪發電裝置上使用，這也是造成發電總效率低的原因之一；針對以上情況，亟需研發一種波浪能發電裝置，此裝置成本較低，能置于海面上，避免腐蝕，能較廣范圍內接收到波浪能，同時提高發電總效率。

發明內容

本發明的目的在于提供一種同向轉換裝置以及運用同向轉換裝置的海洋能發電系統，用以解決現有機械能利用率低，波浪能發電裝置中存在的裝置建造成本高，位于海面以下易腐蝕，波浪能收集范圍小以及發電效率低的問題。

為實現上述目的，本發明的技術方案為：一種同向轉換裝置，其特征在于：所述同向轉換裝置包括第一能量轉換輪、第一單向驅動齒輪、第二單向驅動齒輪、第一傳遞輪、第二傳遞輪、換向輪、中心傳遞輪以及動力輪，所述第一能量轉換輪與所述第一單向驅動齒輪相嚙合且與所述第二單向驅動齒輪相嚙合，第一單向驅動齒輪和第二單向驅動齒輪均由空心齒輪和設置在其內部的棘輪機構組成，空心齒輪與棘輪同軸設置，棘爪設置在齒輪內側面上，所述第一單向驅動齒輪中棘齒與第二單向驅動齒輪中棘齒的延伸方向相反致使第一單向驅動齒輪中的棘輪與第二單向驅動齒輪中的棘輪反向轉動，第一單向驅動齒輪通過輪軸與所述第一傳遞輪相連接，第二單向驅動齒輪通過輪軸與所述第二傳遞輪相連接，第二傳遞輪與所述換向輪相嚙合，所述中心傳遞輪與換向輪相嚙合的同時與第一傳遞輪相嚙合，中心傳遞輪通過輪軸與所述動力輪相連接。