CN108561267A - 潮汐能发电装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种潮汐能发电装置，涉及发电设备领域，包括潮汐发电机构和浮体，潮汐发电机构包括第一传动件、第一发电主机以及驱动件，驱动件包括驱动辊，驱动辊的外壁设有多个叶片，驱动辊可转动的设置于浮体，第一传动件的一端与驱动件连接，第一传动件的另一端与第一发电主机连接，第一传动件包括定位筒和活动件，定位筒为中空结构，活动件可转动的嵌设于定位筒内，且活动件可沿定位筒的长度方向运动。本装置的驱动件上的叶片在浮体的作用下，始终只有一部分位于水流内，使得水流在经过本装置时，叶片受到水流的阻力很小，提高水流发电的利用效率，本装置利用的是清洁的可再生新能源，具可持续性，值得推广利用。
Description
技术领域
本发明主要涉及发电设备领域，具体而言，涉及一种潮汐能发电装置。
背景技术
海水潮汐是由于月球的引力引起的海水平面上升和下降的过程，利用这种月球引力引起的潮汐能源，是取之不尽用之不竭的清洁能源，并且不存在气候等其它因素的影响又属于稳定的能源。传统的利用潮汐发电的装置一般是采用，离海岸近的地域筑起大坝，利用潮汐的涨潮或落潮时的水位差进行发电，这种方案主要有以下缺点：1、当大坝和海水持平时，海水不流动，发电站就不能正常发电；2、当海水涌入大坝时，会带入较多的泥沙，造成大坝的容积日渐减小，造成发电量变小，同时清理淤泥困难；3、严重依赖于地理条件，不利于大面积推广。
另外，还有一种较常用的发电方式，是直接将发电设备是直接安装在水下，利用水流的流动冲击作用进行发电。
上述两种方式，都是将发电方式的的叶轮均安装在水下，利用水流的动力带动叶轮转动，从而带动发电主机发电，当叶轮转动的时候由于处于水下，会受到水流的巨大阻力，从而使发电主机得到的能量供给大大减少。
现有技术中，专利号为ZL200410075783.6、授权公告日为2010年5月5日、发明名称为利用潮汐发电的方法及装置的发明专利申请，提供了利用海水潮汐上涨和下降实现发电的结构及方法；其是在涨潮时，使海水积蓄于水槽中；使水槽内的海水逐渐排出水槽，水槽中的水位逐渐降低；水槽中的水位降低时，浮设于水槽内水面上的一浮锤随之逐渐下降；浮锤下降时带动连设于浮锤上的杆体运动，杆体的直线运动带动一发电齿轮转动，该发电齿轮带动发电机发电。上述发明专利可利用潮汐的涨落进行发电，但其仅仅利用了水槽中的水位下降时，浮锤下降带动杆体下降而转化的电能，而对于水槽中的水位上升时所产生的能量没有加以利用，虽然其发电效率较传统结构及方式有所提高，但其还是存在安装复杂麻烦等缺陷，尤其发电效率仍然有待进一步提高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种潮汐能发电装置，使上述的问题得到有效改善。
本发明是这样实现的：
基于上述目的，本发明的实施例提供了一种潮汐能发电装置，包括潮汐发电机构和浮体，所述潮汐发电机构包括第一传动件、第一发电主机以及驱动件，所述驱动件包括驱动辊，所述驱动辊的外壁等间距环设有多个叶片，所述驱动辊可转动的设置于所述浮体，且多个所述叶片嵌入海水内，所述第一传动件的一端与所述驱动件连接，所述第一传动件的另一端与所述第一发电主机连接，所述第一传动件包括定位筒和活动件，所述定位筒为中空结构，所述活动件可转动的嵌设于所述定位筒内，且所述活动件可沿所述定位筒的长度方向运动，所述活动件用于将所述驱动件的转动能传送至所述第一发电主机。
在本发明的可选实施例中，所述浮体的中间位置开设有与所述驱动辊的大小相匹配的缺口，驱动辊的两端设置有连接轴，所述缺口的与所述驱动辊对应的两端开设有与所述连接轴相匹配的通孔，所述连接轴的长度大于所述通孔的长度，所述连接轴穿设于所述通孔内，所述连接轴的远离所述驱动辊的一端设置有第一齿轮，所述活动件包括传动杆和第二齿轮，所述第二齿轮设置有所述传动杆的顶端，所述第一齿轮和所述第二齿轮均为相互匹配的锥形，所述第一齿轮与所述第二齿轮啮合，所述传动杆的远离所述第二齿轮的一端与所述定位筒活动连接，所述定位筒的远离所述传动杆的一端设置有第三齿轮，所述第一发电主机设置有从动轴，所述从动轴的与所述第一传动件对应的一端设置有第四齿轮，所述第三齿轮为与所述第四齿轮相匹配的锥形，所述第三齿轮与所述第四齿轮啮合。
在本发明的可选实施例中，所述定位筒的内壁开设有多个沿所述定位筒长度方向延伸的卡槽，所述传动杆的外表面设置有多根与多个所述卡槽相匹配的凸条，所述凸条与所述卡槽可滑动的插接所述传动杆的底部设置有第一限位部，所述定位筒的顶部设置有第二限位部，所述第一限位部用于与所述第二限位部抵接。
在本发明的可选实施例中，所述第一传动件还包括第一弯头和第二弯头，所述第一弯头和第二弯头均为具有两端开口的中空结构，所述第一弯头的一端与所述连接轴的远离所述驱动辊的一端转动连接，所述第一弯头的另一端与所述传动杆的顶端转动连接，所述第一弯头扣合于所述第一齿轮和所述第二齿轮的外部，所述第二弯头的一端与所述定位筒的底端转动连接，所述第二弯头的另一端与所述从动轴的靠近所述定位筒的一端转动连接，所述第二弯头扣合于所述第三齿轮和所述第四齿轮的外部。
在本发明的可选实施例中，所述定位筒的中间位置还连接有套筒和至少两个固定件，所述套筒与所述定位筒转动连接，两个所述固定件相对设置，所述固定件包括底座和支撑杆，所述底座用于埋设于海底，所述支撑杆的一端与所述套筒连接，所述支撑杆的另一端与所述底座连接。
在本发明的可选实施例中，所述潮汐能发电装置还包括风力发电机构，所述风力发电机构包括第二发电主机、第二传动件和风轮件，所述第二发电主机安装于所述浮体的底部，所述第二传动件包括安装柱和主动柱，所述安装柱为中空结构，所述浮体开设有与所述第二发电主机对应的安装孔，所述安装柱的底部嵌设于所述安装孔内，所述主动柱可转动的嵌设于所述安装柱内，且所述主动柱的底端与所述第二发电主机的转轴连接，所述主动柱的顶部与所述风轮件连接，所述风轮件包括顶盖、多根连接轴和多个迎风件，所述顶盖固定套设于所述主动柱的顶部，多根所述连接轴的一端等间距环设于所述顶盖的外部，每个所述连接轴的远离所述顶盖的一端均与所述迎风件连接，所述迎风件为具有一侧开口的空心的半球结构，每个所述迎风件的开口方向相同。
在本发明的可选实施例中，所述潮汐能发电装置还包括太阳能发电机构，所述太阳能发电机构包括安装板和多块太阳能板，所述安装柱的数量为四根，且四根所述安装柱分别位于所述浮体的四个角，所述安装板开设有与所述安装柱相匹配的固定孔，所述安装柱穿过所述固定孔并固定，多块所述太阳能板均匀安装于所述安装板的远离所述浮体的一侧。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明的实施例提供的潮汐能发电装置，设置了发电机构和浮体，发电机构通过驱动件驱动，驱动件上的叶片在浮体的作用下，始终只有一部分位于水流内，使得水流在经过本装置的时候，始终给予叶片一个方向的动力，使得叶片受到水流的阻力很小，可以大大提高水流发电的利用效率，另外，本装置还可以通过风力和太阳能进行发电，使得发电的功率得到提高，本装置利用的都是清洁的可再生能源，所以具有可持续性，值得大量推广利用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1是本发明实施例提供的潮汐能发电装置的结构示意图；
图2是图1的第一传动件的结构示意图；
图3是图1的活动件的结构示意图。
图标：10-潮汐发电机构；11-第一传动件；110-定位筒；1100-卡槽；1101-第二限位部；1102-第三齿轮；1103-套筒；1104-固定件；1105-底座；1106-支撑杆；111-活动件；1110-传动杆；1111-凸条；1112-第一限位部；1113-第二齿轮；112-第一弯头；113-第二弯头；12-第一发电主机；120-从动轴；121-第四齿轮；13-驱动件；130-驱动辊；131-叶片；132-连接轴；133-第一齿轮；20-浮体；21-缺口；22-通孔；23-安装孔；30-风力发电机构；31-第二发电主机；32-第二传动件；320-安装柱；321-主动柱；33-风轮件；330-顶盖；331-传力轴；332-迎风件；40-太阳能发电机构；41-安装板；42-太阳能板。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。
实施例
本发明的实施例提供了一种潮汐能发电装置，包括潮汐发电机构10和浮体20，这里的浮体20可以采用高聚物制成中空的结构，使其具有浮力，并且比较耐用。潮汐发电机构10用于利用潮汐能进行发电，浮体20用于使潮汐发电机构10的用于发电的部分始终与海水保持最佳的相对位置，可以提高发电的效率。
潮汐发电机构10包括第一传动件11、第一发电主机12以及驱动件13，驱动件13直接与海水接触，第一发电主机12安装于海水中，第一传动件11用于将驱动件13和第一发电主机12连接，并起到将驱动件13的驱动力传递至第一发电主机12并使第一发电主机12运转的作用。驱动件13包括驱动辊130，驱动辊130的外壁等间距环设有多个叶片131，驱动辊130可转动的设置于浮体20，且多个叶片131嵌入海水内，这里的多个叶片131是交替进入水中的，较佳的，驱动辊130的一半的高度进入水中，使得当海水向一个方向冲向驱动件13的时候，在海水的冲力的作用下，驱动辊130会不断的转动，而海水的冲力都作为了驱动辊130转动的动力，不会对驱动辊130的转动形成阻力，相比现有技术中的完全没入海水中的转动方式利用率得以大大提高。
第一传动件11的一端与驱动件13连接，第一传动件11的另一端与第一发电主机12连接，第一传动件11包括定位筒110和活动件111，定位筒110为中空结构，活动件111可转动的嵌设于定位筒110内，且活动件111可沿定位筒110的长度方向运动，活动件111用于将驱动件13的转动能传送至第一发电主机12。安装的时候，活动件111伸入定位筒110的底部，此时，驱动件13的竖直高度处于最低位置，当海水涨潮的时候，浮体20在浮力的作用下不断的上升，由于活动件111与定位筒110是活动连接的，所以活动件111可以沿定位筒110的长度方向运动。而这里浮体20的上升高度，需要根据测量得知，但是，需要保证浮体20始终位于水面以上。
需要说明的是，活动件111在沿着定位筒110上升的过程中不会相对于定位筒110旋转，在本实施例中，活动件111包括传动杆1110。定位筒110的内壁开设有多个沿定位筒110长度方向延伸的卡槽1100，传动杆1110的外表面设置有多根与多个卡槽1100相匹配的凸条1111，凸条1111与卡槽1100可滑动的插接传动杆1110的底部设置有第一限位部1112，定位筒110的顶部设置有第二限位部1101，第一限位部1112用于与第二限位部1101抵接。多个凸条1111和多个卡槽1100的连接方式类似于两个齿轮的咬合，使得在不影响活动件111和定位筒110转动作用的传递的前提下，活动件111能够沿定位筒110的长度方向运动。
在本实施例中，浮体20的中间位置开设有的缺口21，缺口21的大小与驱动辊130的大小相匹配，驱动辊130刚好可以安装在缺口21内，并可以进行转动。驱动辊130的两端设置有连接轴132。缺口21的与驱动辊130对应的两端开设有与连接轴132相匹配的通孔22，连接轴132的长度大于通孔22的长度，连接轴132穿设于通孔22内，使驱动辊130可以以连接轴132的轴心为中心进行转动。
需要说明的是，这里的传动件和发电主机可以设置两个，并且分别设置在浮体20的两侧。
连接轴132的远离驱动辊130的一端设置有第一齿轮133，活动件111还包括第二齿轮1113，第二齿轮1113设置于传动杆1110的顶端，第一齿轮133和第二齿轮1113均为相互匹配的锥形，第一齿轮133与第二齿轮1113啮合，传动杆1110的远离第二齿轮1113的一端与定位筒110活动连接，定位筒110的远离传动杆1110的一端设置有第三齿轮1102，第一发电主机12设置有从动轴120，从动轴120的与第一传动件11对应的一端设置有第四齿轮121，第三齿轮1102为与第四齿轮121相匹配的锥形，第三齿轮1102与第四齿轮121啮合。
较佳的，这里的传动杆1110和定位筒110之间的夹角为90度，定位筒110和从动轴120之间的夹角也为90度，而且上述的第一齿轮133、第二齿轮1113、第三齿轮1102和第四齿轮121之间的啮合关系，使得潮汐能便于进行传递。
在本实施例中，第一传动件11还包括第一弯头112和第二弯头113，第一弯头112和第二弯头113均为具有两端开口的中空结构，这里的第一弯头112和第二弯头113和第二弯头113可以起到保护齿轮的作用，并且使第一齿轮133和第二齿轮1113，第三齿轮1102和第四齿轮121之间结合更加的紧密。第一弯头112的一端与连接轴132的远离驱动辊130的一端转动连接，第一弯头112的另一端与传动杆1110的顶端转动连接，第一弯头112扣合于第一齿轮133和第二齿轮1113的外部，不管是连接轴132还是传动杆1110，在转动的时候，第一弯头112都不会跟随着进行转动，使得第一弯头112既起到了保护齿轮的作用，又不会影响能量的传递作用。第二弯头113的一端与定位筒110的底端转动连接，第二弯头113的另一端与从动轴120的靠近定位筒110的一端转动连接，第二弯头113扣合于第三齿轮1102和第四齿轮121的外部。同理，这里的第二弯头113也是为了保护第三齿轮1102和第四齿轮121，使二者在转动的过程中不被海水中的杂物缠住，而影响使用。
在本实施例中，定位筒110的中间位置还连接有套筒1103和至少两个固定件1104，套筒1103与定位筒110转动连接，两个固定件1104相对设置，固定件1104包括底座1105和支撑杆1106，底座1105用于埋设于海底，支撑杆1106的一端与套筒1103连接，支撑杆1106的另一端与底座1105连接。固定件1104可以作为整个装置的基础，可以将整个装置很好的进行固定，以使其能够稳定的进行发电。
在本实施例中，潮汐能发电装置还包括风力发电机构30，风力发电机构30能够利用海风进行发电，以增加整个装置的发电量。
风力发电机构30包括第二发电主机31、第二传动件32和风轮件33，第二发电主机31安装于浮体20的底部，第二传动件32包括安装柱320和主动柱321，安装柱320为中空结构，浮体20开设有与第二发电主机31对应的安装孔23，安装柱320的底部嵌设于安装孔23内，主动柱321可转动的嵌设于安装柱320内，且主动柱321的底端与第二发电主机31的转轴连接，主动柱321的顶部与风轮件33连接，风轮件33包括顶盖330、多根传力轴331和多个迎风件332，顶盖330固定套设于主动柱321的顶部，多根传力轴331的一端等间距环设于顶盖330的外部，每个传力轴331的远离顶盖330的一端均与迎风件332连接，迎风件332为具有一侧开口的空心的半球结构，每个迎风件332的开口方向相同。
风力发电机构30的主要受力部位为迎风件332，风吹动迎风件332，使得迎风件332带动主动柱321转动，主动柱321再带动第二发电主机31发电，由于迎风件332是半球型的，所以迎风件332在转动的过程中可以尽量减小空气阻力，提高发电效率。
在本实施例中，潮汐能发电装置还包括太阳能发电机构40，太阳能发电机构40包括安装板41和多块太阳能板42，太阳能发电机构40是利用安装柱320进行固定的，安装柱320的数量为四根，也可以为三根或者五根以上，且四根安装柱320分别位于浮体20的四个角，安装板41开设有与安装柱320相匹配的固定孔，安装柱320穿过固定孔并固定，多块太阳能板42均匀安装于安装板41的远离浮体20的一侧。太阳能板42可以将太阳能直接转化为电能，由于这里的太阳能板42安装在海水中，不需要占用陆地资源。
需要说明的是，上述的潮汐发电机构10、风力发电机构30和太阳能发电机构40均连接有接出线，接出线的另一端设置有储电装置，可以对发出的电进行存储，当然，也可以世界将发出的电连接用电设备进行使用。本装置的结构简单，体积较小，可以将多个潮汐能发电装置安装在一起，成为一个发电系统，以便能够产出大量的电能以供使用。
Claims (7)
1.一种潮汐能发电装置，其特征在于，包括潮汐发电机构和浮体，所述潮汐发电机构包括第一传动件、第一发电主机以及驱动件，所述驱动件包括驱动辊，所述驱动辊的外壁等间距环设有多个叶片，所述驱动辊可转动的设置于所述浮体，且多个所述叶片嵌入海水内，所述第一传动件的一端与所述驱动件连接，所述第一传动件的另一端与所述第一发电主机连接，所述第一传动件包括定位筒和活动件，所述定位筒为中空结构，所述活动件可转动的嵌设于所述定位筒内，且所述活动件可沿所述定位筒的长度方向运动，所述活动件用于将所述驱动件的转动能传送至所述第一发电主机。
2.根据权利要求1所述的潮汐能发电装置，其特征在于，所述浮体的中间位置开设有与所述驱动辊的大小相匹配的缺口，驱动辊的两端设置有连接轴，所述缺口的与所述驱动辊对应的两端开设有与所述连接轴相匹配的通孔，所述连接轴的长度大于所述通孔的长度，所述连接轴穿设于所述通孔内，所述连接轴的远离所述驱动辊的一端设置有第一齿轮，所述活动件包括传动杆和第二齿轮，所述第二齿轮设置有所述传动杆的顶端，所述第一齿轮和所述第二齿轮均为相互匹配的锥形，所述第一齿轮与所述第二齿轮啮合，所述传动杆的远离所述第二齿轮的一端与所述定位筒活动连接，所述定位筒的远离所述传动杆的一端设置有第三齿轮，所述第一发电主机设置有从动轴，所述从动轴的与所述第一传动件对应的一端设置有第四齿轮，所述第三齿轮为与所述第四齿轮相匹配的锥形，所述第三齿轮与所述第四齿轮啮合。
3.根据权利要求2所述的潮汐能发电装置，其特征在于，所述定位筒的内壁开设有多个沿所述定位筒长度方向延伸的卡槽，所述传动杆的外表面设置有多根与多个所述卡槽相匹配的凸条，所述凸条与所述卡槽可滑动的插接所述传动杆的底部设置有第一限位部，所述定位筒的顶部设置有第二限位部，所述第一限位部用于与所述第二限位部抵接。
4.根据权利要求2所述的潮汐能发电装置，其特征在于，所述第一传动件还包括第一弯头和第二弯头，所述第一弯头和第二弯头均为具有两端开口的中空结构，所述第一弯头的一端与所述连接轴的远离所述驱动辊的一端转动连接，所述第一弯头的另一端与所述传动杆的顶端转动连接，所述第一弯头扣合于所述第一齿轮和所述第二齿轮的外部，所述第二弯头的一端与所述定位筒的底端转动连接，所述第二弯头的另一端与所述从动轴的靠近所述定位筒的一端转动连接，所述第二弯头扣合于所述第三齿轮和所述第四齿轮的外部。
5.根据权利要求2所述的潮汐能发电装置，其特征在于，所述定位筒的中间位置还连接有套筒和至少两个固定件，所述套筒与所述定位筒转动连接，两个所述固定件相对设置，所述固定件包括底座和支撑杆，所述底座用于埋设于海底，所述支撑杆的一端与所述套筒连接，所述支撑杆的另一端与所述底座连接。
6.根据权利要求1所述的潮汐能发电装置，其特征在于，所述潮汐能发电装置还包括风力发电机构，所述风力发电机构包括第二发电主机、第二传动件和风轮件，所述第二发电主机安装于所述浮体的底部，所述第二传动件包括安装柱和主动柱，所述安装柱为中空结构，所述浮体开设有与所述第二发电主机对应的安装孔，所述安装柱的底部嵌设于所述安装孔内，所述主动柱可转动的嵌设于所述安装柱内，且所述主动柱的底端与所述第二发电主机的转轴连接，所述主动柱的顶部与所述风轮件连接，所述风轮件包括顶盖、多根连接轴和多个迎风件，所述顶盖固定套设于所述主动柱的顶部，多根所述连接轴的一端等间距环设于所述顶盖的外部，每个所述连接轴的远离所述顶盖的一端均与所述迎风件连接，所述迎风件为具有一侧开口的空心的半球结构，每个所述迎风件的开口方向相同。
7.根据权利要求6所述的潮汐能发电装置，其特征在于，所述潮汐能发电装置还包括太阳能发电机构，所述太阳能发电机构包括安装板和多块太阳能板，所述安装柱的数量为四根，且四根所述安装柱分别位于所述浮体的四个角，所述安装板开设有与所述安装柱相匹配的固定孔，所述安装柱穿过所述固定孔并固定，多块所述太阳能板均匀安装于所述安装板的远离所述浮体的一侧。
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Cited By (1)
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