CN105401566A - 一种船闸浮式系船柱 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种船闸浮式系船柱,包括：滑动于轨道滑轮上的浮筒，位于轨道滑轮外侧的船闸闸室，安装在浮筒上的系船柱；包裹在系船柱外侧的第一发电件，置于浮筒内的第二发电组件，通过配套线路将第一发电件、第二发电组件产生的电储存起来的蓄电池组。本发明提供一种能利用船闸工作中产生的水位变动及船舶挤靠和系缆力进行发电，同时兼具系船功能的一种船闸浮式系船柱；本发明利用水位的变动以及船舶的动能，将垂直和水平方向的动能转化为电能，实现了节能减排低碳的设计理念。

Description

一种船闸浮式系船柱

技术领域

本发明涉及船闸，特别是一种系船柱。

背景技术

船闸是内河航道中最常见的通航建筑物,具有提高航道尺度，改善水流条件，沟通水系联系等功能。随着我国在水上运输工程、水利工程等方面的快速发展。为了进一步发展内河运输能力、运输安全以及运输效率等方面，我国在船闸方面的发展创新研究一直在不断的进行。近年来人们对航运需求量不断增加，船舶大型化的发展趋势日益明显，同时由于水位落差百米以上的大型水坝的不断建立，船闸所需适应的水位变化也不断加大。这些因素都导致了船闸的尺寸的相应加大。显而易见，大型船闸在闸门启闭以及输水排水等方面将消耗比小型船闸多得多的能量，在一些电力供应缺乏或发电设备不足的地方，大型船闸的建设必然会受到限制。即使电力供应充足，船闸实际运营的成本也会不可避免地增加。

由于船闸上游和下游水位落差较大，大型船闸本身就蕴含有较多可供开发利用的水力资源。在西部的重庆、四川、云南、贵州及广西等地区建设的水电基地中，有一大批高水头的水电枢纽，如长江三峡、澜沧江景洪、广西红水河、龙滩、乌江彭水、右江百色等，这些航电枢纽工程大多数建设于通航河流上，水头均在30m以上。

因此在船闸的通航放泄水过程中，闸室水位变化较大，为了系缆在闸室中靠泊的船只，通常在闸室墙上设置可随水位上下浮动的浮式系船柱。同时在闸室中的船舶在放泄水时，受到水流影响，会产生挤靠和系缆力，对浮式系船柱产生作用力。如果能将船闸通航放泄水过程中水位变化所蕴藏的水力资源以及其中停靠船舶的挤靠和系缆力运用起来，必然可以大大减少船闸运行所需的外界能源供应。这对于降低运营成本、提升环境质量、提高通过能力都有重要意义。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种能利用船闸工作中产生的水位变动及船舶挤靠和系缆力进行发电，同时兼具系船功能的一种船闸浮式系船柱。

为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：

一种船闸浮式系船柱,包括：滑动于轨道滑轮上的浮筒，位于轨道滑轮外侧的船闸闸室，安装在浮筒上的系船柱；包裹在系船柱外侧的第一发电件，置于浮筒内的第二发电组件，通过配套线路将第一发电件、第二发电组件产生的电储存起来的蓄电池组。

前述的一种船闸浮式系船柱,第一发电件为包裹在系船柱外侧的压电陶瓷板。

前述的一种船闸浮式系船柱,第二发电组件组成有：嵌于船闸闸室内的环形磁铁，放于浮筒内部的发电线圈组，通过配套线路将上述发电线圈组产生的交流电转换为直流电的整流器。

前述的一种船闸浮式系船柱,环形磁铁的厚度等于环形磁铁的间距长度等于发电线圈组的发电线圈的直径长度。

前述的一种船闸浮式系船柱,轨道滑轮内设有容纳配套线路的容纳槽。

前述的一种船闸浮式系船柱,轨道滑轮设有防水密封条。

本发明的有益之处在于：本发明提供一种能利用船闸工作中产生的水位变动及船舶挤靠和系缆力进行发电，同时兼具系船功能的一种船闸浮式系船柱；本发明利用水位的变动以及船舶的动能，将垂直和水平方向的动能转化为电能，实现了节能减排低碳的设计理念。

附图说明

图1为本发明的一种实施例的主视图；此行行距不同

图2为本发明的一种实施例的侧视截面图；

图3为本发明的一种实施例的俯视截面图；

图4为本发明的一种实施例的电路示意图。

图中附图标记的含义：

1环形磁铁，2浮筒，3发电线圈组，4轨道滑轮，5系船柱，6压电陶瓷板，7船闸闸室，8整流器，9蓄电池组，10配套线路。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。

一种船闸浮式系船柱5,包括：滑动于轨道滑轮4上的浮筒2，位于轨道滑轮4外侧的船闸闸室7，安装在浮筒上的系船柱5；包裹在系船柱5外侧的第一发电件，置于浮筒2内的第二发电组件，通过配套线路10将第一发电件、第二发电组件产生的电储存起来的蓄电池组9。作为一种优选，第一发电件为包裹在系船柱5外侧的压电陶瓷板6；第二发电组件组成有：嵌于船闸闸室7内的环形磁铁1，放于浮筒2内部的发电线圈组3，通过配套线路10将上述发电线圈组3产生的交流电转换为直流电的整流器8。

水面会在最高和最近水位之间上下变动，同时会受到波浪影响上下波动，这就使得浮力材料上下运动，发电线圈组3也在上下运动，由于在浮筒2外部布置有多个环形磁铁1，发电线圈的两端分别对着环形磁铁1的N级和S级，所以发电线圈组3运动区域会有大量的磁感线，线圈在运动过程中会切割磁感线这样就会产生感应电动势，如果是闭合回路就会产生感应电流。当船舶进行停靠作业时，将挤靠撞击系船柱5，另外船舶靠泊在墩式码头上时由于风和水流的作用将产生水平方向，垂直于压电陶瓷板6的系缆力，此上述两种工况下都将使得包裹在系船柱5外侧的压电陶瓷板6受到垂直方向的力作用产生形变，进而在闭合回路中产生电流。

由于在浮筒2外部布置有多个环形磁铁1，发电线圈的两端分别对着环形磁铁1的N级和S级，所以发电线圈组3运动区域会有大量的磁感线，线圈在运动过程中会切割磁感线这样就会产生感应电动势，如果是闭合回路就会产生感应电流。其利用的公式是：E＝nBlv；E—感应电动势(V)；n—发电线圈匝数；B—磁感应强度(T)；l—有效的导线长度(m)；v—切割磁感线的速度(m/s)。

由于水位不断上下变化，所以产生的电流的方向、大小也在不断变化。在这个装置中，每个环形磁铁1的厚度、环形磁铁1之间的间距以及每个发电线圈的直径，这三者的长度相等。虽然电流在不断变化，但这样可以保证每个发电线圈所产生的电流无时无刻都是相同的，避免了线圈之间的互相干扰。

轨道滑轮4内设有容纳配套线路10的容纳槽；轨道滑轮4设有防水密封条，从而增加了安全性，避免漏电。

本发明提供一种能利用船闸工作中产生的水位变动及船舶挤靠和系缆力进行发电，同时兼具系船功能的一种船闸浮式系船柱5；本发明利用水位的变动以及船舶的动能，将垂直和水平方向的动能转化为电能，实现了节能减排低碳的设计理念。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种船闸浮式系船柱,其特征在于，包括：滑动于轨道滑轮上的浮筒，位于上述轨道滑轮外侧的船闸闸室，安装在上述浮筒上的系船柱；包裹在上述系船柱外侧的第一发电件，置于上述浮筒内的第二发电组件，通过配套线路将第一发电件、第二发电组件产生的电储存起来的蓄电池组。

2.根据权利要求1所述的一种船闸浮式系船柱,其特征在于，上述第一发电件为包裹在上述系船柱外侧的压电陶瓷板。

3.根据权利要求1所述的一种船闸浮式系船柱,其特征在于，上述第二发电组件组成有：嵌于上述船闸闸室内的环形磁铁，放于上述浮筒内部的发电线圈组，通过配套线路将上述发电线圈组产生的交流电转换为直流电的整流器。

4.根据权利要求3所述的一种船闸浮式系船柱,其特征在于，上述环形磁铁的厚度等于上述环形磁铁的间距长度等于上述发电线圈组的发电线圈的直径长度。

5.根据权利要求1所述的一种船闸浮式系船柱,其特征在于，上述轨道滑轮内设有容纳上述配套线路的容纳槽。

6.根据权利要求5所述的一种船闸浮式系船柱,其特征在于，上述轨道滑轮设有防水密封条。