CN112523925A - 一种新型潮汐能发电装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新型潮汐能发电装置，包括浮力机构和蓄能发电机构；蓄能发电机构包括固定座和固定筒，固定筒设置有空气舱和通气管，固定筒两侧密封滑移连接有密封滑块，密封滑块连接有连接座和拉动绳；固定筒的两个开口处设置有固定架，固定架上转动连接有转动轴，转动轴连接有驱动轮和驱动槽，转动轴连接加速器和发电机；固定架还连接有导向架、导向轮和导向槽；浮力机构包括浮力长筒和与浮力架，浮力长筒的两端连接连接杆，浮力架上设置倾斜向下的导向孔，连接杆的端部设置挡板，连接杆的端部转动连接有连接座，连接座与拉动绳固定连接。通过上述设置，能够利用较小的落差完成发电，同时具有发电效率高和整体结构简单的优点。

Description

一种新型潮汐能发电装置
技术领域
本发明涉及潮汐发电设备领域，具体为一种新型潮汐能发电装置。
背景技术
海洋的潮汐中蕴藏着巨大的能量。世界上潮差的较大值约为13—15m，但一般说来，平均潮差在3m以上就有实际应用价值。潮汐能是因地而异的，不同的地区常常有不同的潮汐系统，他们都是从深海潮波获取能量，但具有各自独特的特征。尽管潮汐很复杂，但对于任何地方的潮汐都可以进行准确预报。
潮汐能的利用方式主要是发电。如申请号为2018111188934的发明专利申请中提到一种海上潮汐风力发电装置及发电方法，包括潮汐水库，所述潮汐水库内腔中部前后端面安装有潮汐发电机仓，所述潮汐发电机仓右侧从前往后均匀安装有横向涡轮机，所述潮汐发电机仓顶部从前往后均匀安装有竖向涡轮机，所述潮汐水库内腔左侧开设有进水道，所述潮汐水库内腔顶部左侧开设有储水库，横向涡轮机反向旋转，将动能转化为电能，另一部分海水在储水库与储水箱中通过出水口下落，使得竖向涡轮机受到冲击正向旋转，将重力势能转化为电能，涨潮海水动能过大，单一横向涡轮机无法充分利用，将动能转化为重力势能再通过竖向涡轮机转化为电能，提高能量转化效率。
然而，上述的发电装置利用的是潮汐的落差进行发电，因此对于落差的高度要求较高，为了克服这个问题，因此提出本申请。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新型潮汐能发电装置，其能够利用较小的落差完成发电，同时具有发电效率高和整体结构简单的优点。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种新型潮汐能发电装置，包括设置在海面的浮力机构和设置在海底的蓄能发电机构；
所述蓄能发电机构包括固定设置在海底的固定座，所述固定座上设置有固定筒，所述固定筒的中间位置设置有空气舱，所述空气舱连接有通气管，所述通气管伸出海面与大气连通，所述固定筒内在所述空气舱两侧对称密封滑移连接有密封滑块，所述密封滑块连接有连接座，所述连接座连接有拉动所述连接座和所述密封滑块的拉动绳；
所述固定筒的两个开口处设置有固定架，所述固定架上转动连接有转动轴，所述转动轴上固定连接有轴线处于竖直方向的驱动轮，所述驱动轮上设置有使得所述拉动绳驱动所述驱动轮转动的驱动槽，所述转动轴连接有固定设置在所述固定架上的加速器，所述加速器连接有固定在所述固定架上的发电机；
所述固定架还连接有导向架，所述导向架上转动连接有对所述拉动绳进行导向的导向轮和导向槽，所述导向轮的轴线与所述驱动轮的轴线垂直；
所述浮力机构包括空心设置的浮力长筒和与所述固定座连接的浮力架，所述浮力长筒的两端对称连接有连接杆，所述浮力架上对称设置有为所述浮力长筒进行导向且与所述连接杆插接的导向孔，所述导向孔倾斜向下，且所述浮力长筒的初始位置位于所述固定座的正上方，所述连接杆的端部设置有防止所述连接杆从所述导向孔中脱出的挡板，所述连接杆的端部转动连接有连接件，所述连接件与所述拉动绳固定连接。
通过上述技术方案，当潮汐发生时，在涨潮的时候，由于浮力长筒的浮力和潮汐的冲力，浮力长筒在上升的同时也会被潮汐推动，在推动的过程中，浮力长筒连接拉动绳并通过导向轮和驱动轮的导向拉动了密封滑块的运动，在拉动的过程中，密封滑块克服海水的压力并开始运动，在拉动绳的运动过程中拉动绳同时拉动驱动轮开始转动，驱动轮通过转动轴驱动加速器进行加速，并且驱动发电机便完成了一个发电过程；当涨潮完毕再开始落潮，此时浮力长筒逐渐向初始位置运动，同时在固定筒内由于海水的压力远大于空气舱内的空气的压力，因此密封滑块开始运动，在运动的过程中拉动绳同时能够拉动驱动轮的旋转，进而完成另一个发电过程，同时拉动绳对浮力长筒的劳动能够使得浮力长筒很好的恢复到初始的位置；在一个潮涨潮落过程完成后，就完成了一个相应的发电的循环，从上述的整个过程中，我们可以看出，该装置能够将海水的动能和势能转换为线性的位移，进而进行发电，因此能够在较小的落差下完成发电的工作，并且与传统的涡轮发电装置相比，具有更高的发电效率，同时该装置结构较为简单，适于大范围的进行推广和利用。
优选的，所述驱动轮上位于所述驱动槽的底部设置有驱动齿轮，所述拉动绳上设置有与所述驱动齿轮啮合连接的驱动链条。
通过上述技术方案，在拉动绳上设置一段驱动链条，通过驱动齿轮和驱动链条的啮合，能够使得拉动绳和驱动轮间的传动更加的稳定，不会出现打滑的问题，且具有更高的使用寿命。
优选的，所述连接杆上设置有降低所述连接杆和所述导向孔间摩擦力的轴承。
通过上述技术方案，在连接杆上设置轴承，当浮力长筒带动连接杆在导向孔内运动时，当轴承与导向孔接触时，由于轴承能够良好的转动，因此相应的降低了摩擦力。从而使得连接杆在导向孔内的移动更加的顺畅。
优选的，所述浮力长筒的两侧设置有空心的浮力板。
通过上述技术方案，一方面浮力板的设置能够增加浮力长筒的浮力，另一方面，由于浮力板对称设置，使得浮力长筒的力矩更加的均衡，从而使得浮力长筒的移动过程更加的稳定。
优选的，所述密封滑块靠近海水的一侧设置有防止异物吸附在所述固定筒内壁的环形刮刀，所述环形刮刀上设置有档网。
通过上述技术方案，通过环形刮刀能够将附着在固定筒内壁的异物刮除，档网同样能够避免异物运动到密封滑块上，从而增加了该装置的使用寿命。
优选的，所述通气管的顶部设置有防止水分进入的顶罩。
通过上述技术方案，设置顶罩能够避免雨水或者海水溅入到通气管中，从而有利于该装置，长期进行使用。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)在一个潮涨潮落过程完成后，就完成了一个相应的发电的循环，从上述的整个过程中，我们可以看出，该装置能够将海水的动能和势能转换为线性的位移，进而进行发电，因此能够在较小的落差下完成发电的工作，并且与传统的涡轮发电装置相比，具有更高的发电效率，同时该装置结构较为简单，适于大范围的进行推广和利用；
(2)在拉动绳上设置一段驱动链条，通过驱动齿轮和驱动链条的啮合，能够使得拉动绳和驱动轮间的传动更加的稳定，不会出现打滑的问题，且具有更高的使用寿命；
(3)在连接杆上设置轴承，当浮力长筒带动连接杆在导向孔内运动时，当轴承与导向孔接触时，由于轴承能够良好的转动，因此相应的降低了摩擦力。从而使得连接杆在导向孔内的移动更加的顺畅；
(4)一方面浮力板的设置能够增加浮力长筒的浮力，另一方面，由于浮力板对称设置，使得浮力长筒的力矩更加的均衡，从而使得浮力长筒的移动过程更加的稳定。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为图1中A的局部放大结构示意图；
图3为本发明的中固定筒的俯视结构示意图；
图4为本发明中连接杆的截面结构示意图；
图5为本发明中固定筒的截面结构示意图；
图6为本发明中驱动轮的截面结构示意图。
图中：1、固定座；2、固定筒；3、空气舱；4、通气管；5、密封滑块；6、连接座；7、拉动绳；8、固定架；9、转动轴；10、驱动轮；11、驱动槽；12、加速器；13、发电机；14、导向架；15、导向轮；16、导向槽；17、浮力长筒；18、浮力架；19、连接杆；20、导向孔；21、挡板；22、连接件；23、驱动齿轮；24、驱动链条；25、轴承；26、浮力板；27、环形刮刀；28、档网；29、顶罩。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-6，本发明提供的一种实施例：
一种新型潮汐能发电装置，包括设置在海面的浮力机构和设置在海底的蓄能发电机13构。
蓄能发电机13构包括固定设置在海底的固定座1，固定座1上设置有固定筒2，固定筒2的中间位置设置有空气舱3，空气舱3连接有通气管4，通气管4伸出海面与大气连通，固定筒2内在空气舱3两侧对称密封滑移连接有密封滑块5，密封滑块5连接有连接座6，连接座6连接有拉动连接座6和密封滑块5的拉动绳7。
固定筒2的两个开口处设置有固定架8，固定架8上转动连接有转动轴9，转动轴9上固定连接有轴线处于竖直方向的驱动轮10，驱动轮10上设置有使得拉动绳7驱动驱动轮10转动的驱动槽11，转动轴9连接有固定设置在固定架8上的加速器12，加速器12连接有固定在固定架8上的发电机13。
固定架8还连接有导向架14，导向架14上转动连接有对拉动绳7进行导向的导向轮15和导向槽16，导向轮15的轴线与驱动轮10的轴线垂直。
浮力机构包括空心设置的浮力长筒17和与固定座1连接的浮力架18。浮力长筒17的两侧设置有空心的浮力板26。一方面浮力板26的设置能够增加浮力长筒17的浮力，另一方面，由于浮力板26对称设置，使得浮力长筒17的力矩更加的均衡，从而使得浮力长筒17的移动过程更加的稳定。
浮力长筒17的两端对称连接有连接杆19，浮力架18上对称设置有为浮力长筒17进行导向且与连接杆19插接的导向孔20，导向孔20倾斜向下，且浮力长筒17的初始位置位于固定座1的正上方，连接杆19的端部设置有防止连接杆19从导向孔20中脱出的挡板21，连接杆19的端部转动连接有连接件22，连接件22与拉动绳7固定连接。连接杆19上设置有降低连接杆19和导向孔20间摩擦力的轴承25。在连接杆19上设置轴承25，当浮力长筒17带动连接杆19在导向孔20内运动时，当轴承25与导向孔20接触时，由于轴承25能够良好的转动，因此相应的降低了摩擦力。从而使得连接杆19在导向孔20内的移动更加的顺畅。
该装置的动态过程如下：当潮汐发生时，在涨潮的时候，由于浮力长筒17的浮力和潮汐的冲力，浮力长筒17在上升的同时也会被潮汐推动，在推动的过程中，浮力长筒17连接拉动绳7并通过导向轮15和驱动轮10的导向拉动了密封滑块5的运动，在拉动的过程中，密封滑块5克服海水的压力并开始运动，在拉动绳7的运动过程中拉动绳7同时拉动驱动轮10开始转动，驱动轮10通过转动轴9驱动加速器12进行加速，并且驱动发电机13便完成了一个发电过程；当涨潮完毕再开始落潮，此时浮力长筒17逐渐向初始位置运动，同时在固定筒2内由于海水的压力远大于空气舱3内的空气的压力，因此密封滑块5开始运动，在运动的过程中拉动绳7同时能够拉动驱动轮10的旋转，进而完成另一个发电过程，同时拉动绳7对浮力长筒17的劳动能够使得浮力长筒17很好的恢复到初始的位置。在一个潮涨潮落过程完成后，就完成了一个相应的发电的循环，从上述的整个过程中，我们可以看出，该装置能够将海水的动能和势能转换为线性的位移，进而进行发电，因此能够在较小的落差下完成发电的工作，并且与传统的涡轮发电装置相比，具有更高的发电效率，同时该装置结构较为简单，适于大范围的进行推广和利用。
在本实施例中，还做出了以下的改进：
1、驱动轮10上位于驱动槽11的底部设置有驱动齿轮23，拉动绳7上设置有与驱动齿轮23啮合连接的驱动链条24。在拉动绳7上设置一段驱动链条24，通过驱动齿轮23和驱动链条24的啮合，能够使得拉动绳7和驱动轮10间的传动更加的稳定，不会出现打滑的问题，且具有更高的使用寿命。
2、密封滑块5靠近海水的一侧设置有防止异物吸附在固定筒2内壁的环形刮刀27，环形刮刀27上设置有档网28。通过环形刮刀27能够将附着在固定筒2内壁的异物刮除，档网28同样能够避免异物运动到密封滑块5上，从而增加了该装置的使用寿命。
3、通气管4的顶部设置有防止水分进入的顶罩29。设置顶罩29能够避免雨水或者海水溅入到通气管4中，从而有利于该装置，长期进行使用。
综上，本发明的有益效果是：(1)在一个潮涨潮落过程完成后，就完成了一个相应的发电的循环，从上述的整个过程中，我们可以看出，该装置能够将海水的动能和势能转换为线性的位移，进而进行发电，因此能够在较小的落差下完成发电的工作，并且与传统的涡轮发电装置相比，具有更高的发电效率，同时该装置结构较为简单，适于大范围的进行推广和利用；(2)在拉动绳7上设置一段驱动链条24，通过驱动齿轮23和驱动链条24的啮合，能够使得拉动绳7和驱动轮10间的传动更加的稳定，不会出现打滑的问题，且具有更高的使用寿命；(3)在连接杆19上设置轴承25，当浮力长筒17带动连接杆19在导向孔20内运动时，当轴承25与导向孔20接触时，由于轴承25能够良好的转动，因此相应的降低了摩擦力。从而使得连接杆19在导向孔20内的移动更加的顺畅；(4)一方面浮力板26的设置能够增加浮力长筒17的浮力，另一方面，由于浮力板26对称设置，使得浮力长筒17的力矩更加的均衡，从而使得浮力长筒17的移动过程更加的稳定。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (6)

1.一种新型潮汐能发电装置，其特征在于：包括设置在海面的浮力机构和设置在海底的蓄能发电机构；
所述蓄能发电机构包括固定设置在海底的固定座(1)，所述固定座(1)上设置有固定筒(2)，所述固定筒(2)的中间位置设置有空气舱(3)，所述空气舱(3)连接有通气管(4)，所述通气管(4)伸出海面与大气连通，所述固定筒(2)内在所述空气舱(3)两侧对称密封滑移连接有密封滑块(5)，所述密封滑块(5)连接有连接座(6)，所述连接座(6)连接有拉动所述连接座(6)和所述密封滑块(5)的拉动绳(7)；
所述固定筒(2)的两个开口处设置有固定架(8)，所述固定架(8)上转动连接有转动轴(9)，所述转动轴(9)上固定连接有轴线处于竖直方向的驱动轮(10)，所述驱动轮(10)上设置有使得所述拉动绳(7)驱动所述驱动轮(10)转动的驱动槽(11)，所述转动轴(9)连接有固定设置在所述固定架(8)上的加速器(12)，所述加速器(12)连接有固定在所述固定架(8)上的发电机(13)；
所述固定架(8)还连接有导向架(14)，所述导向架(14)上转动连接有对所述拉动绳(7)进行导向的导向轮(15)和导向槽(16)，所述导向轮(15)的轴线与所述驱动轮(10)的轴线垂直；
所述浮力机构包括空心设置的浮力长筒(17)和与所述固定座(1)连接的浮力架(18)，所述浮力长筒(17)的两端对称连接有连接杆(19)，所述浮力架(18)上对称设置有为所述浮力长筒(17)进行导向且与所述连接杆(19)插接的导向孔(20)，所述导向孔(20)倾斜向下，且所述浮力长筒(17)的初始位置位于所述固定座(1)的正上方，所述连接杆(19)的端部设置有防止所述连接杆(19)从所述导向孔(20)中脱出的挡板(21)，所述连接杆(19)的端部转动连接有连接件(22)，所述连接件(22)与所述拉动绳(7)固定连接。
2.根据权利要求1所述的一种新型潮汐能发电装置，其特征在于：所述驱动轮(10)上位于所述驱动槽(11)的底部设置有驱动齿轮(23)，所述拉动绳(7)上设置有与所述驱动齿轮(23)啮合连接的驱动链条(24)。
3.根据权利要求2所述的一种新型潮汐能发电装置，其特征在于：所述连接杆(19)上设置有降低所述连接杆(19)和所述导向孔(20)间摩擦力的轴承(25)。
4.根据权利要求3所述的一种新型潮汐能发电装置，其特征在于：所述浮力长筒(17)的两侧设置有空心的浮力板(26)。
5.根据权利要求4所述的一种新型潮汐能发电装置，其特征在于：所述密封滑块(5)靠近海水的一侧设置有防止异物吸附在所述固定筒(2)内壁的环形刮刀(27)，所述环形刮刀(27)上设置有档网(28)。
6.根据权利要求5所述的一种新型潮汐能发电装置，其特征在于：所述通气管(4)的顶部设置有防止水分进入的顶罩(29)。
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