CN110259630A - 一种面向海洋钻井平台的新型双棘-齿轮发电装置 - Google Patents

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Abstract

一种面向海洋钻井平台的新型双棘‑齿轮发电装置，分别包括浮箱总成、双棘‑齿轮运动转化机构总成、发电机总成、基座总成；浮箱总成包括锥形浮箱，位于锥形浮箱上端面设置有双面齿条；双棘‑齿轮运动转化机构总成包括对称设置在双面齿条两侧的第一棘‑齿轮和第二棘‑齿轮，第一棘‑齿轮和第二棘‑齿轮分别通过第一棘‑齿轮轴、第二棘‑齿轮轴与第一传动齿轮、第二传动齿轮连接，第一传动齿轮、第二传动齿轮与输出齿轮啮合，输出轴与输出齿轮连接进行动力输出；发电机总成包括与输出轴连接的齿轮加速器，齿轮加速器与输出轴连接将转动加速后传递给发电机进行发电动作。具有结构简单、海波能转化方式独特、易于安装、工作稳定可靠、绿色高效等特点。

Description

一种面向海洋钻井平台的新型双棘-齿轮发电装置
技术领域
本发明涉及海洋能源开发装备技术领域，特别涉及一种面向海洋钻井平台的新型双棘-齿轮发电装置。
背景技术
目前，海洋钻井活动中所需的能量全部来源于平台柴油机带动发电机所产生的电能，因钻井平台发电所用燃油需由专门的燃油输送船从陆地将其运送至平台，所以大大提高了海洋钻井平台发电成本，并且燃油利用效率低同时环境污染严重。此外，为契合当今社会环境友好型、能源节约型发展理念，新型能源如风能、海波能的利用日益广泛。考虑到海洋钻井平台一般工作水深较深、风力较大、浪高较高，其中所蕴藏的海波能极其丰富，所以利用装备将其工作区域丰富的海波能转化成电能并供给平台将减轻平台柴油机发电负担，降低作业成本。目前，关于面向海洋钻井平台的海波能发电装置研究较少。
发明内容
为了解决以上技术问题，本发明的目的在于提供一种面向海洋钻井平台的新型双棘-齿轮发电装置，能够提高海洋钻井活动的能源利用率，降低钻井活动成本，具有结构简单、海波能转化方式独特、易于安装、工作稳定可靠、绿色高效等特点。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种面向海洋钻井平台的新型双棘-齿轮发电装置，分别包括浮箱总成Ⅰ、双棘-齿轮运动转化机构总成Ⅱ、发电机总成Ⅲ、基座总成Ⅳ；
所述的浮箱总成I包括锥形浮箱1，位于锥形浮箱1上端面设置有双面齿条2；
所述的双棘-齿轮运动转化机构总成II包括对称设置在双面齿条2两侧的第一棘-齿轮3和第二棘-齿轮4，第一棘-齿轮3和第二棘-齿轮4分别通过第一棘-齿轮轴5、第二棘-齿轮轴6与第一传动齿轮7、第二传动齿轮8连接，第一传动齿轮7、第二传动齿轮8与输出齿轮9啮合，输出轴10与输出齿轮9连接进行动力输出；
所述的发电机总成III包括与输出轴10连接的齿轮加速器11，齿轮加速器11与输出轴10连接将转动加速后传递给发电机12进行发电动作。
所述的第一棘-齿轮3和第二棘-齿轮4同一平面布置并同时与双面齿条2啮合。
所述的双棘-齿轮运动转化机构总成II和发电机总成III装入基座总成Ⅳ内并固定。
所述的基座总成Ⅳ包括为双面齿条2的上下运动提供通道的双面齿条运动通道15，双面齿条运动通道15上设置有与钻井平台桩腿或立柱相连接的第一连接法兰13和第二连接法兰14，所述的基座总成Ⅳ上设置有观察孔16。
本发明的有益效果：
1、结构组成简单，主要由浮箱、双面齿条、基座、双棘-齿轮运动转化机构、齿轮加速器、发电机组成，安装方便；
2、本发明通过双棘-齿轮运动转化机构巧妙的将不规则的起伏运动转化为连续单向的转动，转化方式独特高效；
3、本发明以钻井平台为依托来收集其附近海波能并转化为电能供给平台，以以丰富的海波能作为能量来源，且装置投入使用后无需人工能量供给，绿色环保无污染；
4、可将此装置推广到海洋无线监测传感网中节点设备的供电应用等领域，以减少节点设备更换电池的繁琐步骤，应用前景广阔。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的浮箱总成示意图。
图3为本发明的双棘-齿轮运动转化机构总成示意图。
图4为本发明的发电机总成示意图。
图5为本发明的基座总成示意图
图6为本发明中双面齿条上行过程中双-棘齿轮运动转化机构运动平面分析图。
图7为本发明中双面齿条下行过程中双-棘齿轮运动转化机构运动平面分析图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
参照图1，一种面向海洋钻井平台的新型双棘-齿轮发电装置包括浮箱总成I、双棘-齿轮运动转化机构总成II、发电机总成III及图5所示基座总成Ⅳ。
如图2所示：所述的浮箱总成I包括：锥形浮箱1、双面齿条2，其中，双面齿条2焊接于锥形浮箱1上端面上。
如图3所示：所述的双棘-齿轮运动转化机构总成II包括：第一棘-齿轮3、第二棘-齿轮4、第一棘-齿轮轴5、第二棘-齿轮轴6、第一传动齿轮7、第二传动齿轮8、输出齿轮9、输出轴10。第一棘-齿轮3、第二棘-齿轮4同一平面布置并同时与双面齿条2啮合。
第一棘-齿轮3、第二棘-齿轮4分别通过第一棘-齿轮轴5、第二棘-齿轮轴6与第一传动齿轮7、第二传动齿轮8连接，第一传动齿轮7、第二传动齿轮8同时与输出齿轮9啮合，输出轴10与输出齿轮9连接进行动力输出。
如图4所示：所述的发电机总成III包括：齿轮加速器11、发电机12。其中齿轮加速器11与输出轴10连接将转动加速后传递给发电机12进行发电动作。
如图5所示：将双-棘齿轮运动转化机构总成II及发电机总成III装入基座总成Ⅳ内并固定，并将双面齿条2通过双面齿条运动通道15与第一棘-齿轮3、第二棘-齿轮4啮合，最后通过第一连接法兰13、第二连接法兰14将基座总成与钻井平台桩腿或立柱相连接。至此，装置安装完成。
本发明的工作原理：
在实际工作中，将锥形浮箱1置于海水中，锥形浮箱1随海浪做上下起伏运动，双面齿条2与锥形浮箱1焊接，也将随浮箱做上下起伏运动，此双面齿条2同时与第一棘-齿轮3、第二棘-齿轮4啮合，参照图6及图7，当双面齿条2做上下往复运动时两第一棘-齿轮3、第二棘-齿轮4交替进行空转和带动棘-齿轮轴转动的动作，并通过传动齿轮实现输出轴10的连续单向转动，由输出轴10将此连续单向转动输出给齿轮加速器11，经加速后传递给发电机12进行发电动作。

Claims (4)

1.一种面向海洋钻井平台的新型双棘-齿轮发电装置，其特征在于，分别包括浮箱总成(I)、双棘-齿轮运动转化机构总成(II)、发电机总成(III)、基座总成(Ⅳ)；
所述的浮箱总成(I)包括锥形浮箱(1)，位于锥形浮箱(1)上端面设置有双面齿条(2)；
所述的双棘-齿轮运动转化机构总成(II)包括对称设置在双面齿条(2)两侧的第一棘-齿轮(3)和第二棘-齿轮(4)，第一棘-齿轮(3)和第二棘-齿轮(4)分别通过第一棘-齿轮轴(5)、第二棘-齿轮轴(6)与第一传动齿轮(7)、第二传动齿轮(8)连接，第一传动齿轮(7)、第二传动齿轮(8)与输出齿轮(9)啮合，输出轴(10)与输出齿轮(9)连接进行动力输出；
所述的发电机总成(III)包括与输出轴(10)连接的齿轮加速器(11)，齿轮加速器(11)与输出轴(10)连接将转动加速后传递给发电机(12)进行发电动作。
2.根据权利要求1所述的一种面向海洋钻井平台的新型双棘-齿轮发电装置，其特征在于，所述的第一棘-齿轮(3)和第二棘-齿轮(4)同一平面布置并同时与双面齿条(2)啮合。
3.根据权利要求1所述的一种面向海洋钻井平台的新型双棘-齿轮发电装置，其特征在于，所述的双棘-齿轮运动转化机构总成(II)和发电机总成(III)装入基座总成(Ⅳ)内并固定。
4.根据权利要求1所述的一种面向海洋钻井平台的新型双棘-齿轮发电装置，其特征在于，所述的基座总成(Ⅳ)包括为双面齿条(2)的上下运动提供通道的双面齿条运动通道(15)，双面齿条运动通道(15)上设置有与钻井平台桩腿或立柱相连接的第一连接法兰(13)和第二连接法兰(14)，所述的基座总成Ⅳ上设置有观察孔(16)。
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