CN201034063Y - 潮汐发电装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种潮汐发电装置，包括一系列直立于海底土层并高于满潮时海平面的立柱、设于立柱顶部的机座平台、设于机座平台上的变速箱和发电机，其特征在于：所述变速箱转轴上设有至少两组传动机构，升降箱体顶部设有升力臂，该升力臂通过传动缆与设于机座平台侧面的从动轮以及变速箱上的一组传动机构连接并连动，升降箱体通过传动缆与变速箱上的另一组传动机构连接并连动。本实用新型的能量来源于潮汐，利用涨潮、满潮、退潮、枯潮的自然规律引发箱体反复产生的浮力和重力达到发电目的；避免火力发电的废渣废气对自然环境和人类社会造成的污染问题；巧妙解决了目前满潮和枯潮无功时段不能发电的难题，使海潮发电时间得到了增加。

Description

潮汐发电装置
技术领域
本实用新型涉及一种综合利用浮力和重力的发电装置，属于能源领域，尤其是一种利用海洋能源发电的潮汐发电装置。
背景技术
电力能源，作为当今社会进步和经济发展的一种不可缺少的资源，严重影响着工、农业生产和人们的日常生活，尤其是沿海的较发达地区。而目前最主要的发电形式是火力发电，是靠开采地下煤矿、石油、天然气来转换成电能的一种发电形式。该发电形式虽然在一定程度上可以缓解日益增加的电力需求，但是大量开采地下资源势必会破坏地质结构，导致地表下陷，同时火力发电的废渣、废气直接污染了大气和自然环境，威胁着人们的身体健康。因此，为了达到既能解决日益严重的电力问题又不污染环境的目的，国内外的专家学者都在不断寻求新的能源代替火力发电，比如：水力发电、核电、太阳能发电、风力发电、海浪发电、海潮发电等等。
但是，水力发电选址条件苛刻，要付出村庄、良田、文物古迹等被淹没的代价，同时库区的淤泥、流沙会使库区的底层升高、水容量减少，严重威胁水力发电的效果和使用期限。如果降雨量少会加剧工农业、民用等与水力发电厂争夺水源的矛盾；太阳能发电占地面积大，因夜间和阴雨天的影响难以实现连续性发电；风力发电和海浪发电对风力依赖性过强，而且难以避免强风破坏和微风发电不正常的问题，而潮汐和风力的溶合、风向不定等给海浪发电增加了更多难以解决的因素。海潮发电基本上是借鉴水力发电的落差压强原理，因大海涨潮、满潮、退潮和沽潮等不可改变的规律性影响，使其连续性发电时间短。还有另一个问题就是水力发电的涡轮长期浸泡在水中，腐蚀严重，特别是海浪发电和海潮发电的配件的腐蚀更为突出。
上述的各种发电形式由于都存在着自身的缺点和外在因素的影响，所以至今未能代替火力发电。
发明内容
为了解决上述存在问题，克服各种外在因素的影响，本实用新型的目的在于提供一种高效无污染的、可连续性发电及不易腐蚀、便于维修的潮汐发电装置。
为了实现上述目的，本实用新型按以下技术方案实现：
一种潮汐发电装置，包括一系列直立于海底土层并高于满潮时海平面的立柱、设于立柱顶部的机座平台、设于机座平台上的变速箱和发电机，其特征在于：所述变速箱转轴上设有至少两组传动机构，升降箱体顶部设有升力臂，该升力臂通过传动缆与设于机座平台侧面的从动轮以及变速箱上的一组传动机构连接并连动，升降箱体通过传动缆与变速箱上的另一组传动机构连接并连动。
上述传动机构由棘轮和传动轮组成。
上述升降箱体由隔板分为上、下两腔室。
上述传动机构间留有间隙。
上述变速箱与发电机间设有离合器。
上述立柱间设有抑浪防涌板。
上述箱体在靠近立柱的一侧面设有一组或一组以上定位轮。
上述箱体顶部设有穿透上下腔室的阀门。
上述阀门的进水口设于箱体底部。
上述箱体包括两个或两个以上，相互拼装成一整体。
本实用新型的能量来源于潮汐，可避免火力发电的废渣和废气对自然环境和人类社会造成的污染问题；巧妙解决了目前满潮和沽潮无功时段不能发电的难题，使海潮发电时间得到增加；同时发电装置的主要部件都在水面以上，避免海水的腐蚀，而且维护、维修都十分方便。该潮汐发电装置可根据用电量的需求设定发电厂的规模和地点，综合开发可在浮箱上设立工厂或海上仓库。
为了能更清晰的理解本实用新型，以下将参照附图说明本实用新型的具体实施方式。
附图说明
图1是本实用新型在涨潮时的局部侧面视图。
图2是本实用新型在涨潮时的断面示意图。
图3是本实用新型在满潮时的局部侧面视图。
图4是本实用新型在满潮时的断面示意图。
图5是本实用新型在退潮时的局部侧面视图。
图6是本实用新型在退潮时的断面示意图。
图7是本实用新型在沽潮时的局部侧面视图。
图8是本实用新型在沽潮时的断面示意图。
图9是潮汐发电厂的平面示意图。
图中：1、立柱；2、机座平台；3、发电机；4、离合器；5、变速箱；61、棘轮；62、棘轮；7、传动轮；8、传动轮；9、钢缆；10、钢缆；11、从动轮；12、升力臂；13、箱体；14、浮箱；15、阀门；16、纳水仓；17、定位轮；18、海底土层；19、阀门进水口；20、抑浪防涌板。
具体实施方式
实施例1
根据图1～8所示，本实用新型包括一系列直立于海底土层18并高于满潮时海平面的立柱1、设于立柱1顶部的机座平台2、设于机座平台2上的变速箱5和发电机3。其中，立柱1建于沽潮时水深仍有十米以上的海域中，机座平台2在满潮时海平面六米以上。在靠外的两立柱1之间，有一抑浪防涌板20悬设于机座平台2底部，把浪涌挡于立柱1之外，可以保证箱体13处于平稳的海水之中，不受海浪起伏影响。变速箱5与发电机3间设有离合器4，转轴上设有两组传动机构，由棘轮61、62和传动轮7、8组成，传动机构间留有间隙。机座平台2围成一圈，中间有一升降箱体13，由中间隔板分为上下两腔室，上腔室为浮箱14，下腔室为纳水仓16，升降箱体13顶部设有穿透上下腔室的阀门15，有解决纳、排水时产生的空气正、负压作用，阀门15的进水口19设于箱体13底部。箱体13顶部还设有升力臂12，该升力臂12通过传动缆9与设于机座平台2侧面的从动轮11以及变速箱5上的一组传动机构连接并连动；升降箱体13通过传动缆10与变速箱5上另一组传动机构连接并连动。从动轮11的作用在于提供一个反作用力，防止变速箱5、离合器4和发电机3由于升力臂12的牵拉作用而被掀翻，有利于该装置的安全运行。箱体13在靠近立柱1的侧面上各设有两组定位轮17，防止箱体13在上浮和下沉过程中走位，保持箱体与立柱1的相对位置。
该潮汐发电装置的工作方式如下所述：
(一)涨潮时，如图1、2所示，在海水的浮力作用下，箱体13带动升力臂12上升，带动钢缆9收紧，使棘轮61卡住传动轮7，驱动变速箱5工作，再合上离合器4联接变速箱5和发电机3，从而驱使发电机3转动发电；同时，传动轮8顺转收回钢缆10。
(二)满潮时，如图3、4所示，打开阀门15，让海水冲进纳水仓16，箱体13开始下沉，当海水充满整个纳水仓16后关闭阀门15，箱体13在自重力的作用下带动钢缆10收紧，使棘轮62卡住传动轮8，驱动变速箱5工作，再合上离合器4联接变速箱5和发电机3，从而驱使发电机3转动发电；同时，传动轮7顺转收回钢缆9。
(三)退潮时，如图5、6所示，在箱体13自重和纳水仓16海水重力的作用下，带动钢缆10收紧，使棘轮62卡住传动轮8，驱动变速箱5工作，再合上离合器4联接变速箱5和发电机3，从而驱使发电机3转动发电(此时段产生的作用力逐步加强，比涨潮时大)；同时，传动轮7顺转收回钢缆9。
(四)沽潮时，如图7、8所示，在涨潮即将来临前打开阀门15，排空纳水仓16内的海水后关闭阀门，迎接涨潮的到来。涨潮到来时在海水的浮力作用下，箱体13带动升力臂12上升，带动钢缆9收紧，使棘轮61卡住传动轮7，驱动变速箱5工作，再合上离合器4联接变速箱5和发电机3，从而驱使发电机3转动发电；同时，传动轮8顺转收回钢缆10。沽潮时段产生的作用力由大到小，而后进入潮汐涨潮时段的作用力由小到大。
本潮汐发电装置利用大海涨潮、满潮、退潮和沽潮的反复运动，实现了长时间连续性发电。根据潮汐的涨潮、退潮速度及满潮、沽潮的无功时段，该发电装置通过变速、调整发电机3的工作与退出的数量，实施增加、减少阻力的措施，合理调控箱体13的升降速度，同时利用纳水增重、排水卸荷增浮的手段克服了满潮和沽潮无功时段不能发电的难题，从而综合利用浮力、重力作用达到连续性发电的目的。
实施例2
根据图9所示，在该实施方式中，多个箱体13并列排放，相互拼装成一个整体，其它实施方式与实施例1相同。通过拼装箱体13，增大了箱体13的体积，从而也增加了浮力、重力及自重，达到增大发电规模的目的。

Claims (10)

1.潮汐发电装置，包括一系列直立于海底土层(18)并高于满潮时海平面的立柱(1)、设于立柱(1)顶部的机座平台(2)、设于机座平台(2)上的变速箱(5)和发电机(3)，其特征在于：所述变速箱(5)转轴上设有至少两组传动机构，升降箱体(13)顶部设有升力臂(12)，该升力臂(12)通过传动缆(9)与设于机座平台(2)侧面的从动轮(11)以及变速箱(5)上的一组传动机构连接并连动，升降箱体(13)通过传动缆(10)与变速箱(5)上的另一组传动机构连接并连动。
2.根据权利要求1所述的潮汐发电装置，其特征在于：所述传动机构由棘轮(61、62)和传动轮(7、8)组成。
3.根据权利要求1所述的潮汐发电装置，其特征在于：所述升降箱体(13)由隔板分为上、下两腔室。
4.根据权利要求1所述的潮汐发电装置，其特征在于：所述传动机构间留有间隙。
5.根据权利要求1所述的潮汐发电装置，其特征在于：所述变速箱(5)与发电机(3)间设有离合器(4)。
6.根据权利要求1所述的潮汐发电装置，其特征在于：所述立柱(1)间设有抑浪防涌板(20)。
7.根据权利要求6所述的潮汐发电装置，其特征在于：所述箱体(13)在靠近立柱(1)的一侧面设有一组或一组以上定位轮(17)。
8.根据权利要求1所述的潮汐发电装置，其特征在于：所述箱体(13)顶部设有穿透上下腔室的阀门(15)。
9.根据权利要求8所述的潮汐发电装置，其特征在于：所述阀门(15)的进水口(19)设于箱体(13)底部。
10.根据权利要求1所述的潮汐发电装置，其特征在于：所述箱体(13)包括两个或两个以上，相互拼装成一整体。
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