CN2869363Y - 水位差发电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供的水位差发电装置，有一池8，池内有一沉浮箱，沉浮箱与固定座1之间设有运动转换传动机构11、12，并与发电机13联结，沉浮箱经垂直固定的导杆安装在池内，沉浮箱有一密闭的浮力舱7和一重力舱9，重力舱与高位水体之间有通道15，重力舱的容水量和沉浮箱重力之和大于浮力舱的排水量，沉浮箱重力小于浮力舱的排水量，有排水阀安装在连通重力舱最低处和沉浮箱外池体空间之间的通路6上，池有向低位水体排水的溢流口。当向箱内注水时下沉，排水阀打开连通箱内外后上浮使沉浮箱的上下运动，经传动机构推动发电机工作。所需要的高低位水体的水位差为能使水流动即可。

Description

水位差发电装置

技术领域    本实用新型涉及的是一种水位差发电装置，属发动机。

背景技术    利用水位差发电是水力发电最常见的手段，其技术方案如水库和水轮机发电，但当水位差较小时，这一技术方案就不能使用了。中国专利CN98114249.4《浮箱浮动式发电的装置》介绍了“一种浮箱浮动式发电的装置，它包括一浮池，在浮池内设置有一扇形浮箱，扇形浮箱的中心轴转动并支承连接在浮池一端的上部，在扇形浮箱中心轴的位置上连接有带阀门的浮箱进水管和浮箱出水管，在浮池的上部连接有带阀门的进水管、溢水管，在沿扇形浮箱的扇面上设置有齿条，该齿条通过星形齿轮组与发电机组相联接。”“其工作原理是：水通过低水位落差自然流进扇形浮箱，使浮箱受重力向下运动，通过设置在扇形浮箱扇面上的齿条带动齿轮组及发电机组进行发电；再利用水位差，使水不断地地流进浮池，使浮池水位提高，浮池中的浮箱也同时提高，浮箱向上运动到一定位置时，浮箱中的水通过排水管不断流出，这一上浮过程也同样通过齿条带动齿轮组及发电机组发电。”这种结构的发电装置在工作完成一个周期后须排除所说浮池内的水才可进行下一周期的工作，这就产生了一个问题，即若由水从浮池底部自动流出，则这个发电装置所需要的水位差还是很大，若由水泵排出，则这个发电装置的效率就很低。

发明内容    针对上述不足，本实用新型所要解决的技术问题是缩小发电装置所需要的水位差，以提供一种不需要很大水位差的水位差发电装置。

本实用新型提供的水位差发电装置，有一池，池内有一沉浮箱，沉浮箱与固定座之间设有直线运动与旋转运动的运动转换传动机构，旋转运动部件与发电机联结，运动转换传动机构与发电机构成发电系统，沉浮箱经垂直固定的导杆安装在池内，沉浮箱有一密闭的浮力舱和一重力舱，重力舱与高位水体之间有通道，重力舱的容水量和沉浮箱重力之和大于浮力舱的排水量，沉浮箱重力小于浮力舱的排水量，有排水阀安装在连通重力舱最低处和沉浮箱外池体空间之间的通路上，该排水阀的控制机构与沉浮箱内的水位传感机构连接，沉浮箱外池体水面低于高位水体水位，池有向低位水体排水的溢流口。

本实用新型提供的水位差发电装置，沉浮箱的重力大于发电系统的阻力，浮力舱的浮力大于沉浮箱的重力与发电系统的阻力之和，当排水阀打开使沉浮箱内外连通时，浮力舱克服沉浮箱和发电系统的阻力推动沉浮箱上浮并推动发电机发电；当高位水体向沉浮箱中进水时，沉浮箱内的水克服浮力舱的浮力，使沉浮箱下沉，同时以沉浮箱的重力克服发电系统的阻力推动发电机发电，使本实用新型提供的水位差发电装置能在沉浮箱上浮和下沉时都能推动发电机发电。如果不需要在沉浮箱在上浮和下沉时都推动发电机发电，则可在传动机构上设置一单向传动的离合机构，使仅在沉浮箱上浮或下沉时才推动发电机发电，同时在设计沉浮箱重力或浮力舱浮力时不计不发电运动方向所要克服的发电系统的阻力。

本实用新型提供的水位差发电装置，所称沉浮箱中重力舱与高位水体之间的通道上有进水阀，该进水阀的控制机构与沉浮箱的位置传感机构连接。

本实用新型提供的水位差发电装置，所称沉浮箱与高位水体之间的通道是一柔性管，可随沉浮箱的沉浮而曲直，使高位水体总是可向沉浮箱内供水，进水阀安装在管上，当沉浮箱处于最高位时打开，处于最低位时截止。

本实用新型提供的水位差发电装置，所称沉浮箱与高位水体之间的通道是从沉浮箱自上而下所开的孔，及每一高程上所开的孔外具有的一底部与箱外壁封闭的接水槽，接水槽槽口在上位水体泄水口下方，进水阀安装在孔上，当沉浮箱处于最高位时打开，当沉浮箱下沉到箱外水位与接水槽上沿最低点齐时关闭。

本实用新型提供的水位差发电装置，利用密闭的浮力舱和有排水阀的重力舱构成的沉浮箱，且重力舱的容水量和沉浮箱重力之和大于浮力舱的排水量，沉浮箱重力小于浮力舱的排水量，使箱内注水时下沉，排水阀打开连通箱内外后上浮来实现沉浮箱的上下运动，再借安装在沉浮箱与固定座之间的直线运动与旋转运动的运动转换传动机构推动发电机工作。而其所需要的高低位水体的水位差为能使水流动即可，也就是说，只要当沉浮箱上浮到最高位置时，重力箱中的水可从排水阀经池的溢流口流入低水位水体，同时高水位水体的水可流入沉浮箱就可使这一发电装置工作。本实用新型提供的水位差发电装置，弥补了现有技术水位差发电装置需要较大水位差的缺陷，如中国专利CN98114249.4《浮箱浮动式发电的装置》公开的水位差发电装置就需要至少一个浮池高度的水位差，除非另外安装水泵以排空浮池，才得进行循环的发电工作。本实用新型提供的水位差发电装置可应用于河流，利用河流上下游的水位差而使之工作，也可应用于海洋，利用潮汐水位或海流波浪水位差使之工作。

附图说明    图1为本实用新型一实施例沉浮箱上浮到最高点时的主视图；

图2为图1中沉浮箱下沉到最低点时的主视图；

图3为本实用新型另一实施例沉浮箱上浮到最高点时的主视图；

图4为图3中沉浮箱下沉到最低点时的主视图。

具体实施方式    1、本实施例提供的水位差发电装置，建在河流边，在河道边挖有一池，池底上桩有两条垂直于水平面的导杆，一沉浮箱可上下运动地安装在导杆上。沉浮箱有一密闭的浮力舱和一重力舱。重力舱与河道上游水体之间有通道，池与河道下游沟通，池中水面介于河道上下游之间。重力舱的容水量和沉浮箱重力之和大于浮力舱的排水量。有排水阀安装在连通重力舱最低处和沉浮箱外池体空间之间的通路上，该排水阀的控制机构与沉浮箱内的水位传感机构连接。在池边地上建有固定座，固定座上安装有垂直于水平面的齿条，沉浮箱顶部安装一发电机，和一与齿条啮合的齿轮，齿轮轴经传动机构与发电机轴联结。

2、本实施例提供的水位差发电装置，其结构如图1、2所示。该水位差发电装置，建在河流边，在河道边挖有一池8，池底上桩有四条垂直于水平面的导杆2，导杆顶端安装有一固定平台1，一沉浮箱可上下运动地安装在导杆上。所称沉浮箱是一圆柱状桶体，中有一横的隔板，隔板下部为密闭的浮力舱7，上部为敞口的重力舱9，隔板呈中心高周边低的锥形。隔板边缘上侧桶壁上开有一行排水孔6，排水孔上有排水阀，该排水阀为电磁阀，电磁阀的控制机构与沉浮箱内的水位传感机构连接，当水位到最高位置时电磁阀打开，水位到最低时关闭。所述电磁阀与水位传感机构是一浮球感应电磁阀。沉浮箱处于最高位时，排水孔介于河流上下游的水位之间，沉浮箱处于最低位时，上沿介于河流上下游的水位之间。重力舱自排水孔而上，间隔地开有数行进水孔4，在每行进水孔下方的桶壁外侧上安装一底部与箱外壁封闭的接水槽5，接水槽上沿水平。河流上游3与池之间有沟渠连通，河水经泄水口冲入接水槽。进水孔上安装有进水阀，进水阀也为电磁阀，电磁阀的控制机构与沉浮箱的位置传感机构连接，当沉浮箱处于最高位时打开，当沉浮箱下沉到箱外水位与所安装进水孔对应的接水槽上沿相齐时关闭。沉浮箱的位置传感机构是安装在池边的反射式光电开关和安装在接水槽沿上的反射面。固定平台上安装有发电机，发电机轴经传动机构与一齿轮12连接，齿轮与一安装在沉浮箱上的垂直于水平面的齿条11啮合。重力舱的容水量和沉浮箱重力之和大于浮力舱的排水量。沉浮箱的重力大于发电系统的阻力，浮力舱的浮力大于沉浮箱的重力与发电系统的阻力之和。当排水阀打开使重力舱与池连通时，重力舱内水流入池并经一溢流口流向河流下游10，浮力舱克服沉浮箱和发电系统的阻力推动沉浮箱上浮并推动发电机发电；当河流上游水经接水槽和进水孔进入重力舱时，重力舱内的水克服浮力舱的浮力，使沉浮箱下沉，同时以沉浮箱的重力克服发电系统的阻力推动发电机发电，使该水位差发电装置能在沉浮箱上浮和下沉时都能推动发电机发电。

3、本例结构如图3、4所示，基本结构同上例，其中重力舱9的排水孔6上方开有一行进水孔14，进水孔经环形管集合后再经一软管15连接到与河流上游3连接的管口上。而进水阀安装在管口上，进水阀为电动阀，电动阀的控制机构与沉浮箱的位置传感机构连接，当沉浮箱处于最高位时打开，处于最低位时截止。

4、同上例，但隔板呈中心低周边高的锥形，排水孔经沉浮箱底部中心与隔板中心连接。

5、同例3，在隔板边缘上侧桶壁上开有一行孔，以环形管集合后连接一三通，三通的另两通中一通上游水一通池体。

6、由两套如例3构成的水位差发电装置，在沉浮箱上各安装一顶杆与一支点在中间的摇杆两端连接，摇杆顶点固定在一大齿轮上，使沉浮箱的上下直线运动转化为大齿轮的往复旋转，并驱动所啮合的小齿轮作高速转动，经传动机构后与发电机连接发电。

7、如例2，所提供的水位差发电装置建在海边，以高潮位为高位水体，以低潮位为低位水体。

Claims (6)

1、一种水位差发电装置，有一池，池内有一沉浮箱，沉浮箱与固定座之间设有直线运动与旋转运动的运动转换传动机构，旋转运动部件与发电机联结，运动转换传动机构与发电机构成发电系统，其特征是沉浮箱经垂直固定的导杆安装在池内，沉浮箱有一密闭的浮力舱和一重力舱，重力舱与高位水体之间有通道，重力舱的容水量和沉浮箱重力之和大于浮力舱的排水量，沉浮箱重力小于浮力舱的排水量，有排水阀安装在连通重力舱最低处和沉浮箱外池体空间之间的通路上，该排水阀的控制机构与沉浮箱内的水位传感机构连接，沉浮箱外池体水面低于高位水体水位，池有向低位水体排水的溢流口。

2、如权利要求1所述的水位差发电装置，其特征是沉浮箱的重力大于发电系统的阻力，浮力舱的浮力大于沉浮箱的重力与发电系统的阻力之和。

3、如权利要求1所述的水位差发电装置，其特征是所称沉浮箱中重力舱与高位水体之间的通道上有进水阀，该进水阀的控制机构与沉浮箱的位置传感机构连接。

4、如权利要求2所述的水位差发电装置，其特征是所称沉浮箱中重力舱与高位水体之间的通道上有进水阀，该进水阀的控制机构与沉浮箱的位置传感机构连接。

5、如权利要求1或2或3或4所述的水位差发电装置，其特征是所称沉浮箱与高位水体之间的通道是一柔性管，可随沉浮箱的沉浮而曲直，使高位水体总是可向沉浮箱内供水，进水阀安装在管上，当沉浮箱处于最高位时打开，处于最低位时截止。

6、如权利要求1或2或3或4所述的水位差发电装置，其特征是所称沉浮箱与高位水体之间的通道是从沉浮箱自上而下所开的孔，及每一高程上所开的孔外具有的一底部与箱外壁封闭的接水槽，接水槽槽口在上位水体泄水口下方，进水阀安装在孔上，当沉浮箱处于最高位时打开，当沉浮箱下沉到箱外水位与接水槽上沿最低点齐时关闭。

Images