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CN207620964U - 用于通过单向直接传动轴转换器(odsc系统)将海浪总动能转换为电力的系统 - Google Patents

用于通过单向直接传动轴转换器(odsc系统)将海浪总动能转换为电力的系统 Download PDF

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CN207620964U CN201690000396.2U CN201690000396U CN207620964U CN 207620964 U CN207620964 U CN 207620964U CN 201690000396 U CN201690000396 U CN 201690000396U CN 207620964 U CN207620964 U CN 207620964U
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Abstract

ODSC系统是一种用于在传播方向与振荡方向两者上将海浪总动能转换为电力的系统。所述ODSC系统包括2个主要结构：塔和浮式电站。塔被用作所述浮式电站的站址和枢轴。具有基于三角形的棱锥体框架的所述浮式电站保持与海潮一起漂浮，并且使其前部始终对准转向波传播方向。这种自对准使通过安装在所述浮式电站中的ODSC转换器进行的能量转换的效率最大化。所述ODSC转换器包括3个主要结构：多个衰减器、单向离合器和啮合齿轮系统以及传动轴，其中所述海浪的总动能被捕获、转化、转换和一起整合为强有力的单向传动转矩。所述强有力的转矩然后直接驱动发电系统。然后，经由海底电缆向岸上传送电力。

Description

用于通过单向直接传动轴转换器(ODSC系统)将海浪总动能转 换为电力的系统
技术领域
本发明涉及用于利用海浪总动能的系统，且特定地涉及用于将海浪能转换为电能的设备。
背景技术
电力需求不断增加，但储备量陷入未来所耗尽的化石燃料的成本增加、燃煤发电站产生污染物的困境中。由燃烧任何种类的化石燃料的温室效应产生的全球变暖是一个新的高度关注点。此外，许多水电站坝由于气候变化而干涸，且核电站事故的灾难性对世界构成威胁。一种替代性的、可持续的、绿色能源技术是解决以上问题的新的希望。因此，现今广泛利用可再生能源，诸如太阳能、风能、地热能、潮汐和海浪。
海洋是太阳能的巨大、强有力的储藏库。因此开发了许多发明和技术来利用或收获海洋能，这些发明和技术是诸如：
a)法国Ranee潮汐发电站，一种用来从进出拦合坝的水体中捕获能量的坝状结构。
b)艾莱岛LIMPET，一种使用振荡水柱来驱动空气穿过涡轮机进出压力室的海岸装置。
c)Pelamis波能转换器，一种使用海洋表面波的振荡运动来产生电力的技术。
d)SeaGen潮汐流涡轮机，其收获流或潮汐的传播流。
尽管如此，被发明来收获海洋能的许多技术由于其效率差劲、过于昂贵而没有实际的商业用途，或由于场地地形的限制而无效。大多数被设计成仅收获一个平面中的海洋动能。例如，艾莱岛LIMPET和Pelamis波能转换器被设计成仅收获振荡方向平面中的海洋能，或SeaGen仅收获传播方向中的海洋能。另外，这些场地采用干扰环境、生态、渔业、旅游业和航海的夸张的区域或容积。期望一种改进的解决方案来克服这些局限性。
附图说明
本文参考附图仅通过举例说明来描述本发明，其中：
1 是立杆
2 是浮式电站
3 是浮桥
4 是枢轴点
5 是多个衰减器
6 是单向旋转离合器和齿轮系统
7 是传动轴系统
8 是发电系统
具体实施方式
附图1是说明用于通过突破性单向直接传动轴转换器(ODSC)在振荡方向与传播方向两者上转换海浪能的系统的简化布局。系统包括2个主要结构：塔1和浮动式电站2。塔1是浮式电站2的站址和枢轴，其联接到位于海床上的巨大垫座中。具有钢框架、基于三角形的棱锥体结构的浮式电站2借助于浮桥3保持漂浮。具有纺锤状或船状船舶的浮桥3安装在基于三角形的所有三个角下面。浮式电站2在枢轴点4处联接到塔1。枢轴点4定居在浮式电站2的质心的前面。通过上文的这些特定设计，浮式电站2使其前部始终转向波传播方向，同时ODSC转换器系统在任何时候垂直对准波传播方向。这种自对准使有效的能量传递最大化。
ODSC转换器系统是在浮式电站2的向后处安装在底层上的单向旋转、直接传动轴转换器，其包括多个衰减器5、单向旋转离合器和啮合齿轮系统6及传动轴系统7。
每个衰减器5是由多种材料制成的圆扇形杆，其具有小于海水密度的总密度。每个衰减器5的弧端浸到移动的海面中以捕获海洋能并转化成呈涌荡钟摆的形式的机械能，而每个衰减器5的中心尖端则直立并且联接到作为支轴的枢轴。在支轴处，每个衰减器5、单向旋转离合器和啮合齿轮系统6及传动轴系统7联接在一起。
单向旋转离合器系统6包括一个或多个单向离合器或轴承以控制传动转矩的旋转方向，而啮合齿轮系统6包括一个或多个单向离合器和轴承以将相对自由旋转转换为全时单向传动转矩。啮合齿轮系统联接到传动轴以传送已转换方向的转矩。
几百个衰减器5、单向旋转离合器和啮合齿轮系统6沿传动轴7一起组装成具有线性离散图案对准的线性同轴转换器，且在每个衰减器5之间留有空隙或空间。每个衰减器5之间的通道间距是可调节的并且是根据海浪的严厉程度(蒲福风级)来变化的。为极弱波条件(蒲福数2)设计大于4英寸的通道间距，或为长波条件(蒲福数6)设计大于40英寸的通道间距。
不仅仅是枢轴，传动轴还被用作能量整合器和能量传送器。传动轴7的其中一个端部联接到发电系统8以产生电力，然后通过海底电缆向岸上传送。
用于通过单向直接传动轴转换器(ODSC系统)将海浪总动能转换为电力的系统可以按比例扩大或一起链接到更大的网络中以获得更高的发电量。
发明内容
用于通过单向直接传动轴转换器(ODSC系统)将海浪总动能转换为电力的系统是一种用于在传播方向与振荡方向两者上将来自海浪的总动能转换为电能的有效系统。通过ODSC系统收获海洋能几乎没有限制(不管海浪的物理特性如何，或它们如何波动)，并且在相当平静的条件下也是有效的，因为多个衰减器的通道间距是创新性可调节的并且可以视海浪的严厉程度而变化。所收获的来自波前的扇形能量通过突破性单向旋转直接传动轴被线性整合为强有力的转矩。并且，通过单向离合器和齿轮系统，自由运行式旋转不存在能量损失。
ODSC系统包括2个主要结构：塔和浮式电站。塔通过联接到巨大垫座中被固定到海床。塔被用作浮式电站的站址和枢轴。具有基于三角形的棱锥体框架的浮式电站通过某种船状浮船保持与海潮一起漂浮，并且使浮式电站的前部始终对准转向海浪的传播方向，且ODSC转换器系统在任何时候垂直对准海浪的传播方向。这种自对准使有效的能量传递最大化。
ODSC转换器包括3个主要结构：传动轴、多个衰减器及单向离合器和啮合齿轮系统。传动轴对准在底层上、平行于浮式电站的基于三角形的向后处。几百个衰减器联接到传动轴。衰减器是由多种材料制成的具有圆扇形框架的圆杆，衰减器的总密度小于海水密度。衰减器结构的这些特定设计使初始能量或对开始运动的阻碍力最小化。每个衰减器的中心点尖端竖立并且充当支轴，而每个衰减器的弧端浸到水面中以吸收海浪的总动能并将其转化成摇摆机械能。单向离合器和啮合齿轮系统联接到衰减器与传动轴两者，以传送能量、转换旋转方向和将所有扇形一起整合为强有力的转矩，然后该转矩直接驱动发电系统。然后，经由海底电缆向岸上传送电力。

Claims (18)

1.一种用于通过单向直接传动轴转换器(ODSC系统)将海浪总动能转换为电力的系统，其包括两个主要结构：
a)塔，
b)浮式电站；
所述塔是浮式电站的站址和枢轴；
所述浮式电站的结构是基于三角形的棱锥体钢框架；
所述浮式电站的结构借助于支撑在其基于三角形的所有三个角处的浮桥而保持漂浮；
浮桥的结构是纺锤状或船状浮船。
2.根据权利要求1所述的用于通过单向直接传动轴转换器(ODSC系统)将海浪总动能转换为电力的系统，其特征在于所述浮式电站用于自对准的枢轴点定居在所述浮式电站的质心的前面。
3.根据权利要求2所述的用于通过单向直接传动轴转换器(ODSC系统)将海浪总动能转换为电力的系统，其特征在于，所述浮式电站的所述前面保持转向所述波传播方向，同时使ODSC转换器系统在任何时候垂直对准所述波传播方向。
4.根据权利要求3所述的用于通过单向直接传动轴转换器(ODSC系统)将海浪总动能转换为电力的系统，其特征在于所述ODSC系统安装在底层上、平行于所述浮式电站的所述基于三角形的向后处。
5.根据权利要求3或4所述的用于通过单向直接传动轴转换器(ODSC系统)将海浪总动能转换为电力的系统，其特征在于，包括：
a)多个衰减器，
b)单向旋转离合器和啮合齿轮系统，
c)传动轴。
6.根据权利要求5所述的用于通过单向直接传动轴转换器(ODSC系统)将海浪总动能转换为电力的系统，其特征在于每个所 述衰减器的结构框架是具有半径恒定的扇形的圆杆。
7.根据权利要求6所述的用于通过单向直接传动轴转换器(ODSC系统)将海浪总动能转换为电力的系统，其特征在于每个所述衰减器的结构框架由多种材料制成，每个所述衰减器的总密度小于海水密度。
8.根据权利要求7所述的用于通过单向直接传动轴转换器(ODSC系统)将海浪总动能转换为电力的系统，其特征在于每个所述衰减器的圆弧端浸到海面中以捕获海洋能。
9.根据权利要求8所述的用于通过单向直接传动轴转换器(ODSC系统)将海浪总动能转换为电力的系统，其特征在于每个所述衰减器的中心尖端是直立的并且联接到被用作支轴的枢轴。
10.根据权利要求9所述的用于通过单向直接传动轴转换器(ODSC系统)将海浪总动能转换为电力的系统，其特征在于所述枢轴的轴是单向旋转离合器系统和啮合齿轮系统的枢轴。
11.根据权利要求9所述的用于通过单向直接传动轴转换器(ODSC系统)将海浪总动能转换为电力的系统，其特征在于所述支轴的单向旋转离合器、啮合齿轮系统和传动轴联接在一起。
12.根据权利要求10或11所述的用于通过单向直接传动轴转换器(ODSC系统)将海浪总动能转换为电力的系统，其特征在于所述单向旋转离合器系统包括一个或多个单向离合器或轴承以控制所述传动转矩的所述旋转方向。
13.根据权利要求10或11所述的用于通过单向直接传动轴转换器(ODSC系统)将海浪总动能转换为电力的系统，其特征在于所述啮合齿轮系统包括一个或多个单向离合器和轴承以将相对自由旋转转换为全时单向传动转矩。
14.根据权利要求13所述的用于通过单向直接传动轴转换器(ODSC系统)将海浪总动能转换为电力的系统，其特征在于所述啮合齿轮系统的啮合齿轮联接到传动轴以传送所述已转换方向的转矩。
15.根据权利要求14所述的用于通过单向直接传动轴转换器(ODSC系统)将海浪总动能转换为电力的系统，其特征在于，所述 多个衰减器、单向旋转离合器和啮合齿轮系统沿所述传动轴的所有零件的所述实施例呈离散图案对准。
16.根据权利要求15所述的用于通过单向直接传动轴转换器(ODSC系统)将海浪总动能转换为电力的系统，其特征在于所述沿所述传动轴的离散图案对准的通道间距是可调节的并且是直接随所述海浪严厉程度来变化的。
17.根据权利要求16所述的用于通过单向直接传动轴转换器(ODSC系统)将海浪总动能转换为电力的系统，其特征在于所述传动轴的其中一个所述端部联接到发电系统以产生电力，然后通过海底电缆向岸上传送。
18.根据权利要求17所述的用于通过单向直接传动轴转换器(ODSC系统)将海浪总动能转换为电力的系统，其用于通过单向直接传动轴转换器(ODSC系统)将所述海浪总动能转换为电力，其中所述系统中的一个或多个以按比例扩大或被包括在更大的网络中以获得更大的发电量。
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