[发明专利]海洋钻井平台的海浪摆叶式水力发电装置

说明书

一种海洋钻井平台的海浪摆叶式水力发电装置。所述装置包括海浪能收集和发电机两部分；其中，海浪能收集系统包括摆叶、棘轮‑棘爪机构、内传动轴、外传动轴、换向齿轮、锥齿轮以及转速增速器；摆叶上部轴孔内安装有两个棘轮，棘轮与棘爪相配合；棘爪安装在传动轴上，穿过摆叶轴孔与摆叶上棘爪配合；内传动轴套在外传动轴轴孔内，外传动轴上开有槽孔；换向齿轮安装在传动轴一端，锥齿轮安装在传动轴的另一端；转速增速器是由增速齿轮组组成，用于提升输出转速，与发电机相连。本种发电装置可实现近似连续的能量收集和增大能量收集的功率，而且该装置结构简单，空间布置灵活，可针对钻井平台、海岸边缘实现环形、单排、多排的摆叶布置。

技术领域：

本发明涉及一种海洋钻井平台的海浪摆叶式水力发电装置。特别涉及一种利用海浪水平波动冲击动量的双向海浪发电装置。

背景技术：

波浪能属于清洁可再生能源，由于其储量丰富、便于收集、能量密度高等特点，多数国家已对其进行了深入研究。目前，人们提出的海浪发电装置设计方案主要有振荡水柱式海浪发电装置、筏式海浪发电装置、振荡浮子式海浪发电装置、摆叶式海浪发电装置等，但是它们大多数适用于浅海，存在设备体积庞大，安装维修不便，波浪能收集效率低、无法适用于海洋钻井平台等缺点，目前，减小设备尺寸、减小安装维修难度、增加能量收集效率的问题亟待解决。波浪能是通过水这种介质传播的能量，海浪波动不仅存在于海面也存在于海面之下的任何地方，海水中任意质点都在以一定周期波动，利用暗流和波浪共同驱动发电装置发电是更有效的能量收集方案。由日本室兰工业大学提出的推摆式波力发电装置，该装置利用海浪撞击水槽后壁形成的波与海浪波叠加形成的驻波带动摆叶摆动，将波浪能转化为机械能从而进一步转化为电能，该装置结构坚固，装机容量大，较过去的振荡水柱式发电装置结构有较大改进，但存在诸多问题：(1)叶片结构只能单向收集能量、效率低(2)叶片结构不能够实现能量叠加，(3)空间利用效率低、需要挡流板能结构、结构相对复杂(4)只适用于海岸边缘，对于钻井平台等结构不适用。

专利申请号为CN201720574755.1的中国发明专利，公开了一种振荡浮子式海浪发电装置，阻挡板固定在浮体下，浮体固定阻挡板并使阻挡板保持悬浮状态，钢索两个自由端分别与浮体的两侧固定形成环形，两个固定桩套设在环形钢索内并将钢索撑紧，钢索与发电机组上的动力输出齿轮连接，动力输出齿轮带动发电机组转动发电，阻挡板竖直向下设置，在海浪的作用下来回移动，与之连接的浮体与之同步来回移动，进而通过钢索带动动力输出齿轮旋转而发电。该装置结构轻巧，便于安装，但存在诸多问题：(1)钢索布置占用空间大(2)只能用近海(3)电能转换效率较低。

专利申请号为CN201711334949.5的中国发明专利，公开了一种基于海浪上下波动动量的双向海浪发电装置，该发明能够使流经直角变径收缩弯头的海水得以数十倍加速，经导流片导流，高速冲击叶轮带动发电机发电，实现海浪上下波动能的两次高效电转换，但此发明存在某些缺点：(1)抗污染能力弱(2)电能转换效率低(3)不能够服务于海洋钻井平台。

发明内容：

为了解决背景技术中所提到的技术问题，本发明提供一种海浪摆叶式水力发电装置,该装置适用于海洋钻井平台并且可模块化安装，该装置可通过摆叶的顺、逆时针双向摆动实现近似连续的能量收集，在多个摆叶串联情况下，可以增大能量收集的功率，即增大传动轴扭矩，而且该装置结构简单，空间布置灵活，可针对钻井平台、海岸边缘实现环形、单排、多排的摆叶布置。

本发明的技术方案是：该种海洋钻井平台的海浪摆叶式水力发电装置，包括海浪能收集和发电机两部分；其独特之处在于：

海浪能收集系统包括摆叶、棘轮-棘爪机构、内传动轴、外传动轴、换向齿轮、锥齿轮以及由增速齿轮组构成的转速增速器；所述转速增速器包括外传动轴齿轮、内传动轴齿轮、换向齿轮、输出轴、锥齿轮轴、锥齿轮输出轴和安装轴承。