CN201925081U

CN201925081U - 潮汐发电机

Info

Publication number: CN201925081U
Application number: CN2010206880002U
Authority: CN
Inventors: 孙克恂; 孙晓红
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-12-29
Filing date: 2010-12-29
Publication date: 2011-08-10
Anticipated expiration: 2020-12-29

Abstract

本实用新型属于机电技术领域，具体涉及一种潮汐发电机。本实用新型包括带底座的空心立柱，空心主轴用滚珠轴承连接在立柱上，主轴下端用止推轴承支撑在立柱底座上。主轴下部装有轮廓架，轮廓架外围固连有6个或12个纵向的框架，每个框架内铰接有只能朝一个方向开启的门框，门框内安装有门叶。主轴上部设置有平衡轮，平衡轮外围套装有一个或多个储能环。主轴顶部有主动齿轮，主动齿轮联结有从动齿轮，从动齿轮带动发电机运行。本实用新型无论涨潮或退潮轮廓架带动主轴都只朝向一个方向转动，潮汐能利用率高，并且结构简单、性能稳定、造价低廉、安放或搬迁容易，适用范围广。

Description

潮汐发电机

技术领域

本实用新型属于机电技术领域，具体涉及一种潮汐发电机。

背景技术

海洋水体在太阳、月亮的引力作用下，每天都在做振荡运动，由此引起的海面升降现象叫做潮汐。人们很早以前就知道利用潮汐产生的能量了，例如，在“海上丝绸之路起点”的历史名城泉州海边，有一座历经900多年的石桥——洛阳桥，横卧桥墩上的巨大石条重达几吨，据史料记载，建桥时石条先装在船上，待潮水上涨，石条抬升到墩顶高度时，再把石条推移到桥墩上。500多年前，欧洲还出现过“潮汐磨坊”，潮汐磨坊又叫“潮汐驴子”，是利用潮汐推磨，来加工粮食的。人们还利用涨潮时水体抬高所积蓄的能量来做功。潮汐能的大小与水体大小及潮差大小有关。实验表明，潮汐能量和海面的面积及潮差高度的平方成正比。同样面积情况下，10米潮差蕴含的能量是3米潮差的11倍还多。潮汐现象在海岸带表现特别明显，世界上潮差超过3米的地区有23个，其中潮差超过7米的就有12个，其中就包括中国的杭州湾9.1米。有人计算，世界可开发的潮汐能量达27亿千瓦，每年约可发电260万亿度。我国沿海潮汐能蕴藏量达1.9亿千瓦，可装机容量2157万千瓦，年发电量可达618亿度。沿海潮差以东海最大，黄海、渤海次之，南海最小。东海平均潮差1.65-5.54米，杭州湾平均潮差4米，最大9.1米。有8米以上潮差的地方，还有江苏小洋口9.28米、漩门港8.43米，福建二都澳8.54米。我国东海杭州湾钱塘江涌潮能量相当可观。有人粗略估算，如果利用钱塘江的涌潮发电，发电量可相当三门峡水电站发电量的1/2。

利用潮汐发电是开发利用潮汐的主要方向。目前，利用潮汐发电主要是建造电站，利用潮差来推动水轮机转动，再由水轮机带动发电机发电。潮汐能是一种无污染、零代价、取之不尽、用之不竭的巨大能源。我国潮汐能利用潜力巨大。我们应加大对潮汐能的研究力度，充分开发这种无污染的能源。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种结构简单、高效率的潮汐发电机。

本实用新型是通过如下的技术方案来实现上述目的的：该潮汐发电机，包括主轴，主轴上安装有叶片和主动齿轮，以及与主动齿轮联结的从动齿轮；所述主轴为空心结构，主轴通过其内的滚珠轴承与带有底座的空心立柱联结；主轴底部通过止推轴承支撑在立柱底座上；主轴下部通过单向斜齿与用于安装叶片的轮廓架铰合；所述叶片是在轮廓架外围固连的六个或十二个均匀分布的纵向的框架，每个框架内铰接有均只能朝同一个方向开启的门框，门框的左、右、下方设有凹槽，门叶由门框顶部插入门框的凹槽中；所述主动齿轮安装于主轴上部，其从动齿轮与发电机联结。

更进一步，在位于主动齿轮之下、轮廓架之上的主轴上设置有一个蓄能机构；所述蓄能机构包括一个套装于主轴上的平衡轮，平衡轮是一个金属圆盘，在平衡轮之外还套置有蓄能环；蓄能环的外壳由金属或塑料制成，外壳内注入其容量的三分之一的海水，在蓄能环底部铺设有钢轨，钢轨上设有凹槽或圆孔，钢轨的凹槽或圆孔内放置硬质钢球以支撑蓄能环；在平衡轮外圆周及蓄能环的内圆周上设置有若干对应的槽孔，在平衡轮的槽内设置有被弹簧扣住的离心销，当平衡轮的旋转速度超过一定值时，离心销被甩出，插入到蓄能环的槽孔内；蓄能环的个数或为一个或为一个以上，各蓄能环之间是一环套一环，其间也设置有与平衡轮和蓄能环一样的槽孔和离心销。

本实用新型的潮汐发电机部分置于海水潮汐区，其储能机构安置到海水最高潮涌之上。无论涨潮或退潮轮廓架带动主轴都只朝向一个方向转动，当潮水正向用力时门框门叶紧闭，潮水推动轮廓架带着主轴转动，当潮水相对而言“反向”用力时门框门叶无阻尼敞开，潮水流过，不作功。因此潮汐能利用率高。本实用新型还可以安置到大江或小河，只要有流水，无论顺流或漩涡逆流，轮廓架只朝一个方向转。本实用新型的潮汐发电机结构简单、性能稳定、造价低廉、安放或搬迁容易，适用范围广。

附图说明

图1是本实用新型实施例的主视图。

图2是图1的A-A向俯视图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细的描述。

参见图1和图2，本实施例包括空心结构的主轴1，主轴1通过上、中、下三组滚珠轴承3与带底座4的空心立柱2联结。主轴1的底部通过止推轴承5支撑在立柱底座4上。立柱底座4通过地脚螺栓6固定。主轴1的下部通过单向斜齿与用于安装叶片的轮廓架咬合，轮廓架可带动主轴旋转，而主轴不能带动轮廓架旋转，类似自行车的“飞轮”。由图2可见，上述叶片即是在轮廓的外围固连的六个均匀分布的框架7，每个框架7内铰接有两张均只能朝同一个方向开启的门框8，门框8的左、右、下方设有凹槽，门叶9由门框8顶部插入门框8的凹槽中，这样，增、减或更换叶片时就从门框顶上插入或拔出。门叶9采用优质材料做成，门叶9装入门框8后，潮水从正向袭来时，门框门叶紧闭，潮水推动门框门叶使轮廓架带动主轴旋转；潮水从反向袭来时，门框门叶无阻尼敞开，潮水通过，不作功。而无论潮水从什么方向袭来，在六个均匀分布的框架7中，总有几个门框门叶相对于潮水袭来的方向是正向的，而其余则是反向的且无阻力敞开，并且，门框门叶使轮廓架带动主轴只能朝一个方向旋转，因此，本实用新型的潮汐发电机接收任何方向潮水或运行中潮水作任何方向改变时，轮廓架带动主轴都只朝一个方向旋转。

由图1可见，主动齿轮10安装于框架7之上的主轴1上，主动齿轮10与从动齿轮11联结。主动齿轮10与从动齿轮11配合将能量传送到发电机16。由图1还可见，在主动齿轮10与框架7之间的主轴1上设置有一个蓄能机构。蓄能机构包括一个套装于主轴1上的平衡轮12，平衡轮12是一个金属圆盘，对主轴运行起平衡、稳定作用。平衡轮12之外还套置有蓄能环13，蓄能环13的外壳由金属制成，外壳内注入其容量的三分之一的海水。在蓄能环底部铺设有钢轨，钢轨的凹槽内放置硬质钢球以支撑蓄能环，因此，摩擦系数小，耗能不多。钢轨、储能机构、发电设备均安置在最高潮面之上，确保不被潮水浸入。

在平衡轮12外圆周及蓄能环13的内圆周上设置有对应的槽孔，在平衡轮12的槽孔内设置有被弹簧扣住的离心销15。本实施例的蓄能环的个数为二个，蓄能环13与蓄能环14之间是一环套一环，都是包围主轴的同心圆环，其间也设有与平衡轮12和蓄能环13一样的槽孔和离心销。当潮水涨高时轮廓架转速超过额定值，平衡轮12内被弹簧扣住的离心销15因离心力甩出，插入到蓄能环13预留的槽孔中，带动蓄能环13旋转，把多余能量储存在到蓄能环13中。当；转速再增大时，第一个蓄能环13内也有被离心力甩出的离心销插入到第二个更大的蓄能环14的槽孔中，这时，轮廓架带动两个蓄能环旋转，可储蓄更多的能量。配置了蓄能环的潮汐发电机，大潮不飞车，小潮不停车。无潮时因有储能环向主轴反馈能量(即使轮廓架完全停转)，主轴仍然继续正常转动，带动发电机运行——无潮也能发电。储能环的功能是：储能——放能——再储能——再放能。

为进一步对本实用新型进行说明，提供一种潮道的建造方法。为加大潮汐能量，可在江河水流中出口处或海湾峡口处建造能加高潮位的“潮道”。例如：浙江钱塘江入海处便是典型的天然“潮道”。在海潮进入和涌出之处建造喇叭形堤坝，中间峡道便成了人工潮道。潮汐发电设备便可安装在潮道中。

另外，可设置安全网罩。在轮廓架外围安放一个用不锈钢丝制成的网罩，进潮出潮两端成60度尖型，防止大型漂浮物或海洋动物进入轮廓架造成事故。

Claims

1.一种潮汐发电机，包括主轴，主轴上安装有叶片和主动齿轮，以及与主动齿轮联结的从动齿轮；其特征在于：所述主轴为空心结构，主轴通过其内的滚珠轴承与带有底座的空心立柱联结；主轴底部通过止推轴承支撑在立柱底座上；主轴下部通过单向斜齿与用于安装叶片的轮廓架铰合；所述叶片是在轮廓架外围固连的六个或十二个均匀分布的纵向的框架，每个框架内铰接有均只能朝同一个方向开启的门框，门框的左、右、下方设有凹槽，门叶由门框顶部插入门框的凹槽中；所述主动齿轮安装于主轴上部，其从动齿轮与发电机联结。

2.根据权利要求1所述的潮汐发电机，其特征在于：在位于主动齿轮之下、轮廓架之上的主轴上设置有一个蓄能机构；所述蓄能机构包括一个套装于主轴上的平衡轮，平衡轮是一个金属圆盘，在平衡轮之外还套置有蓄能环；蓄能环的外壳由金属或塑料制成，外壳内注入其容量的三分之一的海水，在蓄能环底部铺设有钢轨，钢轨上设有凹槽或圆孔，钢轨的凹槽或圆孔内放置硬质钢球以支撑蓄能环；在平衡轮外圆周及蓄能环的内圆周上设置有若干对应的槽孔，在平衡轮的槽内设置有被弹簧扣住的离心销，当平衡轮的旋转速度超过一定值时，离心销被甩出，插入到蓄能环的槽孔内；蓄能环的个数或为一个或为一个以上，各蓄能环之间是一环套一环，其间也设置有与平衡轮和蓄能环一样的槽孔和离心销。