CN105863944A - 一种基于简易潮汐发电装置的发电方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于基于简易潮汐发电装置的发电方法的发电方法，简易潮汐发电装置包括浮于水面上的浮动块，所述浮动块连接有传动机构，所述传动机构连接发电机组，所述浮动块随水面升降时驱动传动机构运作，传动机构运作时驱动发电机组运作，传动机构包括与发电机组相连的转轮及与转轮啮合的第三传动轮和第四传动轮，涨潮和落潮时，第三传动轮和第四传动轮其中只有一个作为驱动轮驱动转轮转动，另一个处于空转状态，减少能耗损失。

Description

一种基于简易潮汐发电装置的发电方法

【技术领域】

本发明涉及一种基于简易潮汐发电装置的发电方法，属于电力设备领域。

【背景技术】

现在社会能源越来越紧张，火力发电等已经逐渐被淘汰，转而逐渐使用一些可再生的能源来进行发电，比如风能发电、水能发电、太阳能发电等，而潮汐发电便是利用水能发电的其中一种方式，其原理是通过水的涨潮和落潮时产生的水位差来推动发电机的转子转动，实现能量转换，而现有的潮汐发电设备都是利用水轮机来实现驱动，成本较高，而且中途能耗损失较大。

【发明内容】

本发明所要解决的问题就是提供一种基于简易潮汐发电装置的发电方法，能耗损失小。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种基于基于简易潮汐发电装置的发电方法的发电方法，简易潮汐发电装置包括浮于水面上的浮动块，所述浮动块连接有传动机构，所述传动机构连接发电机组，所述浮动块随水面升降时驱动传动机构运作，传动机构运作时驱动发电机组运作，所述传动机构包括与所述浮动块连接的传动齿条和与所述发电机组连接的转轮，传动齿条啮合有第一传动轮和第二传动轮，所述第一传动轮和第二传动轮分别通过连接器同轴连接有第三传动轮和第四传动轮，所述第三传动轮和第四传动轮均与所述转轮啮合，所述连接器为单向转动机构，所述第三传动轮与第四传动轮在连接器的传动作用下，其中一个驱动转轮转动，另一个随转轮从动转动，其发电方法如下：

当涨潮时，所述浮动块随水面上升而上升，从而带动传动齿条向上运动，传动齿条上升时，带动第一传动轮和第二传动轮转动，第一传动轮通过连接器连接第三传动轮使其发生转动，从而驱动转轮发生转动，转轮转动时驱动发电机组发电，而第四传动轮在连接器作用下自身不受扭矩作用，只随转轮的转动而实现从动转动；

当落潮时，所述浮动块随水面下降而下降，从而带动传动齿条向下运动，传动齿条下降时，带动第一传动轮和第二传动轮反向转动，第三传动轮由于连接器的作用下自身不受扭矩作用，而第四传动轮在连接器的作用下受力发生转动，从而驱动转轮发生转动，转轮转动时驱动发电机组发电；

涨潮时，第三传动轮作为驱动轮，第四传动轮作为从动轮，落潮时，第三传动轮作为从动轮，第四传动轮作为驱动轮，涨潮和落潮均只有一个作为驱动轮，另一个处于空转状态，减少能耗损失。

优选的，所述连接器包括设于第一传动轮与第三传动轮之间的第一单向轴承，和设于第二传动轮与第四传动轮之间的第二单向轴承。

优选的，所述传动齿条的左测壁和右侧壁上分别设有左齿槽和右齿槽，所述第一传动轮啮合于左齿槽，所述第二传动轮啮合于右齿槽，第一单向轴承与第二单向轴承两者的自由转动方向相同。

优选的，所述传动齿条的左测壁或右侧壁上设有齿槽，所述第一传动轮和第二传动轮均啮合于所述齿槽，第一单向轴承与第二单向轴承两者的自由转动方向相反。

优选的，所述传动机构包括第一箱体，所述第三传动轮、第四传动轮、转轮均设于第一箱体内。

优选的，所述传动机构还包括固定在第一箱体上的第二箱体，所述第一传动轮和第二传动轮位于第二箱体内，所述第一单向轴承与第一传动轮相连，所述第一单向轴承通过第一传动轴与位于第一箱体内的第三传动轮相连，所述第二单向轴承与第二传动轮相连，所述第二单向轴承通过第二传动轴与位于第一箱体内的第四传动轮相连。

优选的，所述第二箱体上设有供所述传动齿条升降用的滑道。

优选的，所述传动机构还包括第三箱体，所述发电机组位于第三箱体内，所述发电机组位于第三箱体内，发电机组包括转子，所述的转子与转轮相连。

优选的，还包括用于与墙体或地面相连的固定架，所述传动机构、发电机组固定在所述固定架上。

优选的，还包括用于与墙体或地面相连的固定架，所述固定架围在所述第一箱体的外周，所述固定架与第一箱体的左侧壁、右侧壁之间连接有横向支架，所述固定架与第一箱体的左侧壁、右侧壁之间连接有竖向支架。

本发明的优点在于，浮动块浮于水面上，当涨潮或落潮时，浮动块随水面的上升或下降相应地实现上升或下降，浮动块升降时驱动传动齿条升降，传动齿轮升降时，与传动齿条相啮合的第一传动轮和第二传动轮发生转动，继而相应驱动第三传动轮和第四传动轮，第三传动轮和第四传动轮与转轮啮合，故最终转轮也发生转动，由于转轮是与发电机组相连，转轮转动时驱动发电机组运转产生电能，故本发明是利用浮动块作为驱动源，成本低，另外，本发明中所述第一传动轮、第二传动轮与第三传动轮和第四传动轮分别对应连接有连接器，连接器为单向转动机构，所述第三传动轮与第四传动轮在连接器的传动作用下，其中一个驱动转轮转动，另一个随转轮从动，即当转轮转动时，第三传动轮和第四传动轮中，其中一个是作为驱动轮，另一个是从动轮，作为从动轮，其转动过程中基本处于空转状态，使得传动过程中能耗损失较小，能源转换率较高。

本发明的这些特点和优点将会在下面的具体实施方式、附图中详细的揭露。

【附图说明】

下面结合附图对本发明做进一步的说明：

图1为本发明中潮汐发电装置第一实施例的结构示意图；

图2为本发明中潮汐发电装置第一实施例的爆炸示意图；

图3为本发明中潮汐发电装置第一实施例的正视示意图；

图4为本发明中潮汐发电装置第一实施例中传动机构的传动示意图；

图5为本发明中潮汐发电装置第一实施例中去掉第二箱体后的的结构示意图；

图6为本发明中潮汐发电装置第二实施例中传动机构的传动示意图。

【具体实施方式】

下面结合本发明实施例的附图对本发明实施例的技术方案进行解释和说明，但下述实施例仅为本发明的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其他实施例，都属于本发明的保护范围。

实施例1，参照图1至5，一种简易潮汐发电装置，包括浮于水面上的浮动块1，浮动块1的密度小于水的密度，能浮在水面上，涨潮或落潮时，浮动块1随水面上升或下面，所述浮动块1连接有传动机构，所述传动机构连接发电机组，所述浮动块1随水面升降时驱动传动机构运作，传动机构运作时驱动发电机组运作，所述传动机构包括与所述浮动块1连接的传动齿条2和与所述发电机组连接的转轮5，本实施例中浮动块1刚性固定在传动齿条2的底部，浮动块1上下升降时，传动齿条2也相应上下升降，传动齿条2啮合有第一传动轮31和第二传动轮32，所述第一传动轮31通过连接器同轴连接有第三传动轮41，第二传动轮32通过连接器同轴连接有第四传动轮42，所述第三传动轮41和第四传动轮42均与所述转轮5啮合，所述连接器为单向转动机构，单向转动机构沿某一方向转动时为自由转动，近似空转不受力，不传递扭矩，而反向转动时，则发生自锁，传递扭矩，单向转动机构可以为单向联轴器或单向离合器或单向轴承等，所述第三传动轮41与第四传动轮42在连接器的传动作用下，其中一个驱动转轮5转动，另一个随转轮5从动转动。

本实施例中第一传动轮31、第二传动轮32、第三传动轮41、第四传动轮42、转轮5均为齿轮，其中第一传动轮31和第二传动轮32优选为直齿轮，第三传动轮41、第四传动轮42、转轮5优选为斜齿轮。由于传动齿条2是上下升降，利用直齿轮传动行程较大，比较合适，第三传动轮41和第四传动轮42采用斜齿轮与转轮5啮合，其优点在于斜齿轮传动过程中能耗损失小。

浮动块1浮于水面上，当涨潮或落潮时，浮动块1随水面的上升或下降相应地实现上升或下降，浮动块1升降时驱动传动齿条2升降，传动齿轮升降时，与传动齿条2相啮合的第一传动轮31和第二传动轮32发生转动，继而相应驱动第三传动轮41和第四传动轮42，第三传动轮41和第四传动轮42与转轮5啮合，故最终转轮5也发生转动，由于转轮5是与发电机组相连，转轮5转动时驱动发电机组运转产生电能，故本发明是利用浮动块1作为驱动源，成本低，且第三传动轮41和第四传动轮42中，其中一个是作为驱动轮，另一个是从动轮，作为从动轮，其转动过程中基本处于空转状态，使得传动过程中能耗损失较小，能源转换率较高。

本实施例的具体结构：本实施例包括用于与墙体或地面相连的固定架6，本实施例中固定架6为框体，框体上设有多个安装孔61，紧固件通过安装孔61将固定架6固定在墙体或地面上，所述传动机构、发电机组均固定在所述固定架6上，本实施例中所述传动机构包括第一箱体71，所述第三传动轮41、第四传动轮42、转轮5均设于第一箱体71内，所述传动机构还包括固定在第一箱体71上的第二箱体72，为了方便下文描述，本文统一定义，第二箱体72所在侧为第一箱体71的前侧，即第二箱体72固定在第一箱体71的前侧壁上，所述第一传动轮31和第二传动轮32位于第二箱体72内，第一箱体71的后侧壁上固定有箱盖74，箱盖74的后侧壁固定有第三箱体73，所述发电机组位于第三箱体73内，发电机组包括转子，所述的转子与转轮5相连，所述箱盖74上设有供转子穿过用的穿孔741。

所述固定架6围在所述第一箱体71的外周，所述固定架6与第一箱体71的左侧壁、右侧壁之间连接有横向支架62，所述固定架6与第一箱体71的左侧壁、右侧壁之间连接有竖向支架63，本实施例中横向支架62和竖向支架63均为型钢，横向支架62和竖向支架63与固定架6之间通过焊接连接，另一端则焊接有法兰盘64，法兰盘64与第一箱体71固定。

固定架6固定在墙体或地面上后，第一箱体71、第二箱体72、第三箱体73均保持不动，只有浮动块1和传动齿条2能上下升降，本实施例中，所述传动齿条2的左测壁和右侧壁上分别设有左齿槽和右齿槽，所述第一传动轮31啮合于左齿槽，所述第二传动轮32啮合于右齿槽，如图4所示，当传动齿条2向上运动时，第一传动轮31发生逆时针转动，第二传动轮32发生顺时针转动。

本实施例中连接器以单向轴承为例，单向轴承是在一个方向上可以自由转动，而在另一个方向上锁死的一种轴承，本实施例中所述连接器包括设于第一传动轮31与第三传动轮41之间的第一单向轴承81，第一单向轴承81与第一传动轮31传动连接，所述第一单向轴承81通过第一传动轴91与位于第一箱体71内的第三传动轮41相连，连接器还包括设于第二传动轮32与第四传动轮42之间的第二单向轴承82，所述第二单向轴承82与第二传动轮32相连，所述第二单向轴承82通过第二传动轴92与位于第一箱体71内的第四传动轮42相连。

本实施例中，第一单向轴承81与第二单向轴承82两者的自由转动方向相同。本实施例中第一单向轴承81和第二单向轴承82在顺时针方向可自由转动，逆时针方向锁死。

本实施例的发电方法如下：

当涨潮时，传动齿条2向上升，第一传动轮31发生逆时针转动，由于第一单向轴承81逆时针方向是锁死的，故第一单向轴承81沿逆时针方向转动时，会带动第一传动轴91也发生逆时针转动，从而使得第三传动轮41也发生逆时针转动，第三传动轮41转动时，带动转轮5顺时针转动，转轮5转动时带动发电机组的转子转动，故传动齿条2上升时，第三传动轮41为驱动轮。而传动齿条2向上升时，第二传动轮32是顺时针转动，第二单向轴承82由于在顺时针方向是自由转动的，即第二单向轴承82不会传递扭矩到第二传动轴92上，故第四传动轮42是不受扭矩作用的，自身不会发生转动，由于第四传动轮42是与转轮5啮合的，故转轮5顺时针转动时，第四传动轮42是跟着转动的，为从动轮。

当落潮时，传动齿条2下降，第一传动轮31是顺时针转动，第一单向轴承81在顺时针方向为自由转动，第一单向轴承81不传递扭矩到第一传动轴91上，第三传动轮41自身不会发生转动，此时的第三传动轮41是从动轮，而传动齿条2下降时，第二传动轮32是逆时针转动，第二单向轴承82逆时针方向是锁死的，此时第二单向轴承82将扭矩传递到第二传动轴92上，第二传动轴92带动第四传动轮42转动，第四传动轮42转动时同样带动转轮5顺时针转动，转轮5转动带动转子转动，此时的第四传动轮42变为驱动轮。

故传动齿条2无论是上升过程还是下降过程，虽然第三传动轮41和第四传动轮42各自转动方向发生变化，但转轮5始终都是顺时针转动，使得发电机组中转子的转动方向始终是一致的，电能输出更稳定。

本实施例中，为了让传动齿条2升降过程中更稳定，不发生晃动，对第二箱体72进行优化改进，本实施例中第二箱体72的截面形状呈十字状，包括一个竖向箱体721和横向箱体722，第一传动轮31和第二传动轮32大致位于横向箱体722内，而竖向箱体721上设有供所述传动齿条2升降用的滑道，横向箱体722和竖向箱体721相交的四个位置处设有安装耳723，安装耳723上设有孔，紧固件通过该孔将第二箱体72固定在第一箱体71上，稳定性更好。

实施例2，如图6所示，本实施例与实施例1的区别在于，本实施例中的传动齿条2只在左测壁上设有齿槽，所述第一传动轮31和第二传动轮32均啮合于所述齿槽，由于本实施例中第一传动轮31和第二传动轮32均啮合在传动齿条2的同一个侧，两者的转动方向相同，故本实施例中将第一单向轴承81与第二单向轴承82两者的自由转动方向设置成相反，即第一单向轴承81在顺时针方向上是自由转动的，而第二单向轴承82在逆时针方向是自由转动。

当传动齿条2向上升时，第一传动轮31发生逆时针转动，由于第一单向轴承81逆时针方向是锁死的，故第一单向轴承81沿逆时针方向转动时，会带动第一传动轴91也发生逆时针转动，从而使得第三传动轮41也发生逆时针转动，第三传动轮41转动时，带动转轮5顺时针转动，故传动齿条2上升时，第三传动轮41为驱动轮。传动齿条2向上升时，第二传动轮32也是逆时针转动，第二单向轴承82由于逆时针方向自由转动的，即第二单向轴承82不会传递扭矩到第二传动轴92上，故第四传动轮42是不受扭矩作用的，自身不会发生转动，由于第四传动轮42是与转轮5啮合的，故转轮5顺时针转动时，第四传动轮42是跟着转动的，为从动轮。

当传动齿条2下降时，第一传动轮31是顺时针转动，第一单向轴承81自由转动，第一单向轴承81不传递扭矩到第一传动轴91上，第三传动轮41自身不会发生转动，此时的第三传动轮41是从动轮，而传动齿条2下降时，第二传动轮32也是顺时针转动，但是第二单向轴承82顺时针方向是锁死的，此时第二单向轴承82将扭矩传递到第二传动轴92上，第二传动轴92带动第四传动轮42转动，第四传动轮42转动时同样带动转轮5转动，此时的第四传动轮42为驱动轮。

当然，本领域技术人员也容易想到，本实施例中的齿槽可设在传动齿条的右侧壁上，第一传动轮和第二传动轮均啮合在传动齿条的右侧，同样也能实现上述效果，该实施方式也落入本发明的保护范围。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，熟悉该本领域的技术人员应该明白本发明包括但不限于附图和上面具体实施方式中描述的内容。任何不偏离本发明的功能和结构原理的修改都将包括在权利要求书的范围中。

Claims (10)

1.一种基于基于简易潮汐发电装置的发电方法的发电方法，其特征在于，简易潮汐发电装置包括浮于水面上的浮动块，所述浮动块连接有传动机构，所述传动机构连接发电机组，所述浮动块随水面升降时驱动传动机构运作，传动机构运作时驱动发电机组运作，所述传动机构包括与所述浮动块连接的传动齿条和与所述发电机组连接的转轮，传动齿条啮合有第一传动轮和第二传动轮，所述第一传动轮和第二传动轮分别通过连接器同轴连接有第三传动轮和第四传动轮，所述第三传动轮和第四传动轮均与所述转轮啮合，所述连接器为单向转动机构，所述第三传动轮与第四传动轮在连接器的传动作用下，其中一个驱动转轮转动，另一个随转轮从动转动，其发电方法如下：

当涨潮时，所述浮动块随水面上升而上升，从而带动传动齿条向上运动，传动齿条上升时，带动第一传动轮和第二传动轮转动，第一传动轮通过连接器连接第三传动轮使其发生转动，从而驱动转轮发生转动，转轮转动时驱动发电机组发电，而第四传动轮在连接器作用下自身不受扭矩作用，只随转轮的转动而实现从动转动；

当落潮时，所述浮动块随水面下降而下降，从而带动传动齿条向下运动，传动齿条下降时，带动第一传动轮和第二传动轮反向转动，第三传动轮由于连接器的作用下自身不受扭矩作用，而第四传动轮在连接器的作用下受力发生转动，从而驱动转轮发生转动，转轮转动时驱动发电机组发电；

涨潮时，第三传动轮作为驱动轮，第四传动轮作为从动轮，落潮时，第三传动轮作为从动轮，第四传动轮作为驱动轮，涨潮和落潮均只有一个作为驱动轮，另一个处于空转状态，减少能耗损失。

2.如权利要求1所述的基于简易潮汐发电装置的发电方法，其特征在于，所述连接器包括设于第一传动轮与第三传动轮之间的第一单向轴承，和设于第二传动轮与第四传动轮之间的第二单向轴承。

3.如权利要求2所述的基于简易潮汐发电装置的发电方法，其特征在于，所述传动齿条的左测壁和右侧壁上分别设有左齿槽和右齿槽，所述第一传动轮啮合于左齿槽，所述第二传动轮啮合于右齿槽，第一单向轴承与第二单向轴承两者的自由转动方向相同。

4.如权利要求2所述的基于简易潮汐发电装置的发电方法，其特征在于，所述传动齿条的左测壁或右侧壁上设有齿槽，所述第一传动轮和第二传动轮均啮合于所述齿槽，第一单向轴承与第二单向轴承两者的自由转动方向相反。

5.如权利要求2所述的基于简易潮汐发电装置的发电方法，其特征在于，所述传动机构包括第一箱体，所述第三传动轮、第四传动轮、转轮均设于第一箱体内。

6.如权利要求5所述的基于简易潮汐发电装置的发电方法，其特征在于，所述传动机构还包括固定在第一箱体上的第二箱体，所述第一传动轮和第二传动轮位于第二箱体内，所述第一单向轴承与第一传动轮相连，所述第一单向轴承通过第一传动轴与位于第一箱体内的第三传动轮相连，所述第二单向轴承与第二传动轮相连，所述第二单向轴承通过第二传动轴与位于第一箱体内的第四传动轮相连。

7.如权利要求5所述的基于简易潮汐发电装置的发电方法，其特征在于，所述第二箱体上设有供所述传动齿条升降用的滑道。

8.如权利要求5所述的基于简易潮汐发电装置的发电方法，其特征在于，所述传动机构还包括第三箱体，所述发电机组位于第三箱体内，发电机组包括转子，所述的转子与转轮相连。

9.如权利要求1至8之一所述的基于简易潮汐发电装置的发电方法，其特征在于，还包括用于与墙体或地面相连的固定架，所述传动机构、发电机组固定在所述固定架上。

10.如权利要求5至8之一所述的基于简易潮汐发电装置的发电方法，其特征在于，还包括用于与墙体或地面相连的固定架，所述固定架围在所述第一箱体的外周，所述固定架与第一箱体的左侧壁、右侧壁之间连接有横向支架，所述固定架与第一箱体的左侧壁、右侧壁之间连接有竖向支架。