[发明专利]一种同向转换装置以及运用同向转换装置的海洋能发电系统

说明书

技术领域

本发明涉及海洋波浪能发电技术领域，特别涉及一种同向转换装置，具体涉及一种同向转换装置以及运用同向转换装置的海洋能发电系统。

背景技术

能量转换在各大领域起着无可替代的作用，尤其是机械能最为广泛应用，然而大多数机械运动的方向具有不定向性，不利于机械能的收集，如何将不同方向的机械运动转换为同一方向，实现机械能的高利用率是一个值得研究的问题。

经济的迅猛发展导致能源的需求日益增加，而传统能源的日益短缺以及化石燃料的使用引发出的一系列严重的生态环境问题已经让寻找可替代的可再生能源成为走上国际化日程；可再生能源主要有风能、太阳能、生物质能、地热能、海洋能等非化石能源；占地球表面70％的广阔海洋，集中了97％的水量，蕴藏着大量的能源，即海洋能，海洋能按储存形式又包括机械能、热能和化学能，其中机械能又包括潮汐能、海流能和波浪能，其中海洋波浪能相对比潮汐能和海流能而言具有以下优势：资源分布广泛；受时间限制相对较小；能流密度最大；通过较小的装置就可提供可观的廉价能源主要为电能；据估算全世界波浪能的理论值约为10⁹Kw量级，是现在世界发电量的数百倍等，以上优势使得各国自石油危机以来投入大量资金开展波浪能的开发利用。

波浪能按照能量转换形式主要有气动式、液压式和蓄能水库式，气动式如振荡水柱式利用一个与海水连通的容器装置，通过波浪作用，使室内水柱作往复运动，使水面位置发生变化，引起容器内的空气体积变化，通过压缩容器内的空气产生作用力驱动叶轮工作，带动发电装置发电，这类装置存在的问题是建造费用高且转换效率低；液压式如点头鸭式、海蛇式、摆式、阀式、浮子点吸收式，液压式使海面浮体升沉或水平移动，从而产生工作流体的动压力和静压力，驱动油压泵工作，经油压系统输送驱动发电机发电，这类装置存在三个问题，一是结构复杂成本高，二是存在漏油的情况危害环境，三是装置一般位于水面以下，易损坏不易维修；蓄能水库式如收缩坡道式、聚波蓄能式，是利用狭道把广范围的波能聚集在很小的范围内，这是一种提高能量密度的方式，波浪在逐渐变窄的波道中，波高不断地被放大，直到波峰高过波道的边墙，将波浪能转换成势能贮存在蓄水库中，借助于上涨的海水制造的水位差，实现水轮机发电，这类装置存在两个问题：一是对地形条件的依赖性强，应用受到局限；二是一般获得的水位不高，效率低。

虽然波浪能发电装置的研究与开发已取得了一定的效果，但仍然存在以下问题，第一：波浪能装置大多直接放置在海水中，海水具有腐蚀性，装置容易被腐蚀；第二：海洋的波浪是时刻变化的，波浪能能量分散不易集中，因此发电总效率不高；第三：波浪能装置的高成本也是阻碍波浪能普及的一个重要方面；第四：目前波浪能发电装置上使用的发电机一般都采用的是通用的小型三相交流发电机，这种发电机并不完全适用在波浪发电装置上使用，这也是造成发电总效率低的原因之一；针对以上情况，亟需研发一种波浪能发电装置，此装置成本较低，能置于海面上，避免腐蚀，能较广范围内接收到波浪能，同时提高发电总效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种同向转换装置以及运用同向转换装置的海洋能发电系统，用以解决现有机械能利用率低，波浪能发电装置中存在的装置建造成本高，位于海面以下易腐蚀，波浪能收集范围小以及发电效率低的问题。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：一种同向转换装置，其特征在于：所述同向转换装置包括第一能量转换轮、第一单向驱动齿轮、第二单向驱动齿轮、第一传递轮、第二传递轮、换向轮、中心传递轮以及动力轮，所述第一能量转换轮与所述第一单向驱动齿轮相啮合且与所述第二单向驱动齿轮相啮合，第一单向驱动齿轮和第二单向驱动齿轮均由空心齿轮和设置在其内部的棘轮机构组成，空心齿轮与棘轮同轴设置，棘爪设置在齿轮内侧面上，所述第一单向驱动齿轮中棘齿与第二单向驱动齿轮中棘齿的延伸方向相反致使第一单向驱动齿轮中的棘轮与第二单向驱动齿轮中的棘轮反向转动，第一单向驱动齿轮通过轮轴与所述第一传递轮相连接，第二单向驱动齿轮通过轮轴与所述第二传递轮相连接，第二传递轮与所述换向轮相啮合，所述中心传递轮与换向轮相啮合的同时与第一传递轮相啮合，中心传递轮通过轮轴与所述动力轮相连接。