CN108869227A - 一种潮汐式储水装置及发电设备 - Google Patents
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Abstract
一种潮汐式储水装置及发电设备，储水装置包括架体、活塞泵、浮体和储水容器，架体上固定安装有活塞泵；活塞泵包括泵体、活塞和活塞杆，泵体内的泵腔被活塞分隔成上、下两个腔室，泵体的泵腔上开设有带有进水阀的进水通道、带有上水阀的上水通道，泵体泵腔上的上水通道出口置于储水容器入水口处，活塞杆的固定端与活塞固定连接、延伸端竖向延伸出该活塞泵；浮体与该活塞杆的延伸端连接。发电设备，包括水力水轮发电装置和上述潮汐式储水装置。利用潮汐涨潮和落潮的过程储蓄储水，通过人为的方式设置储水容器到发电设备上水轮机的水位落差高度，从而将不稳定的潮汐力转换成稳定的储水势能储存起来发电，充分地利用了潮汐力，极大地提高发电效率。
Description
技术领域
本发明涉及潮汐发电设备领域，具体是一种潮汐式储水装置及发电设备。
背景技术
传统的潮汐发电与普通水力发电原理类似，在涨潮时将海水储存在水库内，以势能的形式保存，然后，在落潮时放出海水，利用高、低潮位之间的落差，推动水轮机旋转，带动发电机发电。但是传统的潮汐发电中，潮差和水头在一日内经常变化，存在间歇，导致潮汐力不稳定，发电利用率低；潮汐电站建在港湾海口，通常水深坝长，施工、地基处理及防淤等问题较困难，导致土建和机电投资大，造价较高。
发明内容
本发明的目的在于：针对上述现有技术的不足，提供一种发电利用率高、造价低的潮汐式储水装置及发电设备，它是利用潮汐涨潮和落潮的过程储蓄储水，通过人为的方式设置储水容器到发电设备上水轮机的水位落差高度，从而将不稳定的潮汐力转换成稳定的储水势能储存起来发电，充分地利用了潮汐力，极大地提高发电效率。
本发明采用的技术方案是，一方面：一种潮汐式储水装置，所述储水装置包括架体、活塞泵、浮体和储水容器，所述架体上固定安装有活塞泵；所述活塞泵主要由泵体、活塞和活塞杆组成，所述泵体内的泵腔被活塞分隔成上、下两个腔室，该泵体的泵腔上开设有带有进水阀的进水通道、带有上水阀的上水通道，该泵体泵腔上的上水通道出口置于该储水容器入水口处，所述活塞杆的固定端与活塞固定连接、延伸端竖向延伸出所述活塞泵；所述浮体与所述活塞杆的延伸端连接。
所述浮体滑动装配在活塞泵上方的架体上，并能够沿架体的竖向方向往复运动。
所述浮体滑动装配在活塞泵下方的架体上，并能够沿架体的竖向方向往复运动。
所述储水容器固定安装在架体的顶部，并且位于所述浮体和活塞杆组成的整体的上方。
所述活塞泵泵腔上开设的进水通道主要由位于上腔室顶部上的上腔室进水通道和位于下腔室底部上的下腔室进水通道组成；所述活塞泵泵腔上开设的上水通道主要由位于上腔室顶部上的上腔室上水通道和位于下腔室底部上的下腔室上水通道组成，并且该上腔室上水通道、该下腔室上水通道分别对应置于所述储水容器入水口处。
另一方面： 一种发电设备，包括水轮发电装置，该水轮发电装置主要由水轮机和发电机组成，所述发电设备还包括上述的潮汐式储水装置。
所述水轮发电装置固定安装在储水容器下方的架体上，利用储水容器内的储水到水轮发电装置的水轮机之间的水位落差，推动水轮发电装置上的水轮机旋转，从而带动水轮发电装置上的发电机发电。
本发明的有益效果是：本发明利用潮汐涨潮和落潮的过程储蓄储水，通过人为的方式设置储水容器到发电设备上水轮机的水位落差高度，从而将不稳定的潮汐力转换成稳定的储水势能储存起来发电，充分地利用了潮汐力，极大地提高发电效率。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1是本发明的结构示意图。
图2是活塞泵的示意图。
图中代号含义：1—立柱；2—活塞泵；3—浮体；4—储水容器；5—滑套；6—活塞；7—活塞杆；8—上腔室；9—上腔室上水通道；10—上腔室进水通道；11—下腔室；12—下腔室上水通道；13—下腔室进水通道；14—固定梁；15—活动梁；16—进水阀；17—上水阀。
具体实施方式
实施例1
参见图1、图2所示：本发明是一种潮汐式储水装置及发电设备。本发明利用潮汐涨潮和落潮的过程储蓄储水，通过人为的方式设置储水容器4到发电设备上水轮机的水位落差高度，从而将不稳定的潮汐力转换成稳定的储水势能储存起来发电，充分地利用了潮汐力，极大地提高发电效率。
潮汐式储水装置包括架体、活塞泵2、浮体3和储水容器4。本实施方式中，所述架体由四条立柱1组成，该立柱1的底部通过地基或地桩与潮汐式储水装置处的大地（河底、海底等）固连在一起，这些立柱1下段位置围成的区域内置有固定梁14，该固定梁14的四边分别对应与这四根立柱1固定连接，所述活塞泵2固定连接在固定梁14上。
上述活塞泵2（本实施方式中，有四个活塞泵2，这四个活塞泵2活塞杆7的延伸端均与浮体3连接，以增强活塞杆传力的稳定性）主要由泵体、活塞6和活塞杆7组成，所述泵体内的泵腔被活塞6分隔成上、下两个腔室，该泵体的泵腔上开设有带有进水阀16的进水通道、带有上水阀17的上水通道，该泵体泵腔上的上水通道出口置于所述储水容器4入水口处，储水容器4出水口与水轮发电装置对应、配合使用，所述活塞杆7的固定端与活塞6固定连接、延伸端竖向延伸出所述活塞泵2；所述浮体3与所述活塞杆7的延伸端连接。
所述浮体3滑动装配在活塞泵2上方的架体上，并能够沿架体的竖向方向往复运动。本实施方式中，浮体3为浮筒，该浮筒通过活动梁15滑动装配在活塞泵2上方的四根立柱1上，所述活动梁15通过滑套5与立柱1滑动连接，该滑套5的内部与立柱1滑动安装、外部与活动梁15固定连接。另外，活塞杆7也可以采用先固定连接到活动梁15上，然后活动梁与浮体3固定连接。
所述储水容器4固定安装在架体的顶部，并且位于所述浮体3和活塞杆7组成的整体的上方。所述储水容器4也可以为位于陆地高地上的水箱或者水库。
所述活塞泵2泵腔上开设的进水通道主要由位于上腔室8顶部上的上腔室进水通道10和位于下腔室11底部上的下腔室进水通道13组成；所述活塞泵2泵腔上开设的上水通道主要由位于上腔室8顶部上的上腔室上水通道9和位于下腔室11底部上的下腔室上水通道12组成，并且该上腔室上水通道9、该下腔室上水通道12出口分别对应置于所述储水容器4入水口处。充分利用潮汐涨潮和落潮的规律，以提高储水效率。
发电设备包括水轮发电装置（现有成熟技术），该水轮发电装置主要由水轮机和发电机组成，所述发电设备还包括上述的潮汐式储水装置。
所述水轮发电装置固定安装在储水容器4下方的架体上，利用储水容器4内的储水到水轮发电装置的水轮机之间的水位落差，推动水轮发电装置上的水轮机旋转，从而带动水轮发电装置上的发电机发电。
工作过程：
在平潮期上述活塞泵2的上、下腔室（8、11）内均储满水，并浸入水源中；
涨潮时，上述的浮筒、活动梁15上升（随潮水上升），带动活塞杆7以及活塞6上移，活塞泵2的上腔室8进水阀16关闭、上水阀17打开，活塞泵2上腔室8的容积减小，压强增大，在压差的作用下，活塞泵2上腔室8的水流经上水阀17、上腔室上水通道9压入储水容器4内。同时，活塞泵2的下腔室11的进水阀16打开、上水阀17关闭，活塞泵2的下腔室11容积增大，压强减小，在压差的作用下，在活塞泵2外面的水通过进水阀16、下腔室进水通道13流入活塞泵2下腔室11内；
落潮时，上述浮体3、活动横梁下降，带动活塞杆7以及活塞6下移，活塞泵2上腔的上水阀17关闭、进水阀16打开，活塞泵2的上腔容积增大，压强减小，在压差的作用下，在活塞泵2外面的水流经进水阀16、上腔室进水通道10流入活塞泵2上腔室8内。同时，活塞泵2的下腔上水阀17打开、进水阀16关闭，活塞泵2的下腔容积减小，压强增大，在压差的作用下，活塞泵2下腔的水流经上水阀17、下腔室上水管压入储水箱内。
实施例2
本实施例2的其它结构与实施例1相同，不同之处在于：所述浮体滑动装配在活塞泵下方的架体上，并能够沿架体的竖向方向往复运动。
实施例3
本实施例3的其它结构与实施例1相同，不同之处在于：所述活塞泵泵腔上开设有一根位于上腔室顶部上或位于下腔室底部上进水通道。如果所述活塞泵上腔室顶部上开设上腔室进水通道，那么所述活塞泵上腔室顶部上对应开设有上腔室上水通道，这个上腔室上水通道的输出端置于所述储水容器内；如果所述活塞泵下腔室底部上开设下腔室进水通道，那么所述活塞泵下腔室底部上对应开设有下腔室上水通道，这个下腔室上水通道出口置于所述储水容器入水口处。
以上各实施例的技术方案仅用以说明本发明，而非对其限制。尽管参照前述各实施例的技术方案对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明的精神和范围。
Claims (7)
1.一种潮汐式储水装置，其特征在于：所述储水装置包括架体、活塞泵、浮体和储水容器，所述架体上固定安装有活塞泵；所述活塞泵主要由泵体、活塞和活塞杆组成，所述泵体内的泵腔被活塞分隔成上、下两个腔室，该泵体的泵腔上开设有带有进水阀的进水通道、带有上水阀的上水通道，该泵体泵腔上的上水通道出口置于该储水容器入水口处，所述活塞杆的固定端与活塞固定连接、延伸端竖向延伸出所述活塞泵；所述浮体与所述活塞杆的延伸端连接。
2.根据权利要求1所述潮汐式储水装置，其特征在于：所述浮体滑动装配在活塞泵上方的架体上，并能够沿架体的竖向方向往复运动。
3.根据权利要求1所述潮汐式储水装置，其特征在于：所述浮体滑动装配在活塞泵下方的架体上，并能够沿架体的竖向方向往复运动。
4.根据权利要求1所述潮汐式储水装置，其特征在于：所述储水容器固定安装在架体的顶部，并且位于所述浮体和活塞杆组成的整体的上方。
5.根据权利要求1所述潮汐式储水装置，其特征在于：所述活塞泵泵腔上开设的进水通道主要由位于上腔室顶部上的上腔室进水通道和位于下腔室底部上的下腔室进水通道组成；所述活塞泵泵腔上开设的上水通道主要由位于上腔室顶部上的上腔室上水通道和位于下腔室底部上的下腔室上水通道组成，并且该上腔室上水通道、该下腔室上水通道分别对应置于所述储水容器入水口处。
6.一种发电设备，包括水轮发电装置，该水轮发电装置主要由水轮机和发电机组成，其特征在于：所述发电设备还包括权利要求1～5任意一项所述的潮汐式储水装置。
7.根据权利要求1所述潮汐式储水装置，其特征在于：所述水轮发电装置固定安装在储水容器下方的架体上，利用储水容器内的储水到水轮发电装置的水轮机之间的水位落差，推动水轮发电装置上的水轮机旋转，从而带动水轮发电装置上的发电机发电。
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