專(zhuān)利名稱(chēng)：潮汐發(fā)電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，具體是涉及利用潮汐進(jìn)行發(fā)電的技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
海水潮汐是由于月球的引力引起的海水平面上升和下降的過(guò)程，利用這種月球引力引起的潮汐能源，是取之不盡用之不竭的清潔能源，并且不存在氣候等其它因素的影響又屬于穩(wěn)定的能源。傳統(tǒng)的利用潮汐發(fā)電的裝置一般是采用一、是圍堰式的潮汐發(fā)電裝置可以做到大功率的發(fā)電方式，但存在占地面積大又地理環(huán)境選擇的影響，不能連續(xù)輸出穩(wěn)定電力，能量利用率低(只有5%)等缺點(diǎn)。二、是在海上用葉片式的潮汐發(fā)電裝置，在潮水上升和下降過(guò)程中形成的進(jìn)退潮海流發(fā)電，這種方式同樣存在著發(fā)電功率小，變更率低，且裝置容易受到風(fēng)暴海潮損壞等缺點(diǎn)，因此上述裝置都由于實(shí)施性差很少能得到廣泛應(yīng)用。
·[0003]為了解決上述缺陷，專(zhuān)利號(hào)為ZL200410075783. 6、授權(quán)公告日為2010年5月5日、實(shí)用新型名稱(chēng)為利用潮汐發(fā)電的方法及裝置的實(shí)用新型專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)峁┝死煤Ｋ毕蠞q和下降實(shí)現(xiàn)發(fā)電的結(jié)構(gòu)及方法；其是在漲潮時(shí)，使海水積蓄于水槽中；使水槽內(nèi)的海水逐漸排出水槽，水槽中的水位逐漸降低；水槽中的水位降低時(shí)，浮設(shè)于水槽內(nèi)水面上的一浮錘隨之逐漸下降；浮錘下降時(shí)帶動(dòng)連設(shè)于浮錘上的桿體運(yùn)動(dòng)，桿體的直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)一發(fā)電齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，該發(fā)電齒輪帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。上述實(shí)用新型專(zhuān)利可利用潮汐的漲落進(jìn)行發(fā)電，但其僅僅利用了水槽中的水位下降時(shí)，浮錘下降帶動(dòng)桿體下降而轉(zhuǎn)化的電能，而對(duì)于水槽中的水位上升時(shí)所產(chǎn)生的能量沒(méi)有加以利用，雖然其發(fā)電效率較傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)及方式有所提高，但其還是存在安裝復(fù)雜麻煩等缺陷，尤其發(fā)電效率仍然有待進(jìn)一步提高。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型目的在于提供一種發(fā)電效率更高、可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)連續(xù)發(fā)電、安裝方便的潮汐發(fā)電裝置。本實(shí)用新型是通過(guò)如下技術(shù)方案來(lái)達(dá)到上述目的的一種潮汐發(fā)電裝置，包括設(shè)置在海平面上方的基臺(tái)、固定在基臺(tái)上的發(fā)電機(jī)及傳動(dòng)齒輪組，傳動(dòng)齒輪組連接有縱向傳動(dòng)桿，其特征在于，所述位于海水平面的縱向傳動(dòng)桿端部固定有浮箱，傳動(dòng)齒輪組連接有貯能機(jī)構(gòu)，貯能機(jī)構(gòu)與發(fā)電機(jī)軸傳動(dòng)連接。作為上述方案的進(jìn)一步說(shuō)明，傳動(dòng)齒輪組還包括有換向齒輪傳動(dòng)箱；所述換向齒輪傳動(dòng)箱由設(shè)置在傳動(dòng)主軸上的主動(dòng)齒輪、與主動(dòng)齒輪傳動(dòng)連接的傳動(dòng)齒輪和換向齒輪、與傳動(dòng)齒輪和換向齒輪傳動(dòng)連接的變速齒輪構(gòu)成，換向齒輪傳動(dòng)箱的傳動(dòng)軸上設(shè)置有刺爪輪機(jī)構(gòu)，刺爪輪機(jī)構(gòu)與忙能機(jī)構(gòu)傳動(dòng)連接。所述貯能機(jī)構(gòu)為彈簧貯能箱，彈簧貯能箱內(nèi)設(shè)置彈簧齒輪，彈簧齒輪通過(guò)釋放傳動(dòng)輪、傳動(dòng)軸、設(shè)置在傳動(dòng)軸上的釋放離合器與發(fā)電機(jī)傳動(dòng)連接。進(jìn)一步地，在浮箱的兩端還固定有立柱，立柱上設(shè)置有縱向?qū)Р郏∠鋬蓚?cè)位于導(dǎo)槽內(nèi)設(shè)置有定偏輪。[0010]所述密封的箱體結(jié)構(gòu)，或者箱體結(jié)構(gòu)的浮箱內(nèi)充填有輕質(zhì)材料，如泡沫等或其它輕質(zhì)材料，浮箱可以采用鋼板結(jié)構(gòu)材料、鋁合金材料，也可以采用其它塑料材質(zhì)等。所述發(fā)電機(jī)通過(guò)變配電設(shè)備連接外接電網(wǎng)。所述傳動(dòng)主軸通過(guò)設(shè)置在兩軸承座上的軸承固定在基臺(tái)上,兩軸承座之間固定有定偏模塊。采用上述技術(shù)方案后，本實(shí)用新型能達(dá)到如下有益效果首先，本實(shí)用新型采用了換向齒輪傳動(dòng)裝置，從而使浮箱在上升、下降時(shí)均能將能量轉(zhuǎn)換為電能，從而使發(fā)電效率相比傳統(tǒng)的發(fā)電裝置無(wú)法比擬，相對(duì)于現(xiàn)在技術(shù)的ZL200410075783. 6專(zhuān)利技術(shù)方案，理論上可提高一倍的發(fā)電效率；二、本實(shí)用新型采用了彈簧貯能箱結(jié)構(gòu)，可連續(xù)自動(dòng)發(fā)電，不會(huì)浪費(fèi)水的勢(shì)能，發(fā)電效率較高；可實(shí)現(xiàn)全天連續(xù)發(fā)電，不象以往利用潮汐發(fā)電僅能進(jìn)行間隔性地發(fā)電，巧妙解決了目前滿(mǎn)潮和枯潮無(wú)功時(shí)段不能發(fā)電的難題，使海潮發(fā)電時(shí)間得到了增加；三、本實(shí)用新型裝置安裝方便，結(jié)構(gòu)也較為簡(jiǎn)單，使用方便，不會(huì)造成任何環(huán)境污染，不會(huì)破壞生態(tài)平衡；可方便地安裝于海邊，其動(dòng)力來(lái)源取之不盡，用之不竭，無(wú)污染，無(wú)噪音，有利于環(huán)保和降低成本；四、本實(shí)用新型的立柱與?；墓潭ǚ绞綖檩椛錉畹墓潭ńY(jié)構(gòu)，其固定更為牢固，可承受較大的潮汐承受力。
以下結(jié)合附圖
對(duì)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明圖I為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型浮箱結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實(shí)用新型浮箱上潮與落潮時(shí)示意圖；圖4為本實(shí)用新型浮箱壓力結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本實(shí)用新型立柱與海底固定結(jié)構(gòu)示意圖；圖6本實(shí)用新型立柱與海底固定打樁孔結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為本實(shí)用新型多組發(fā)電裝置組合結(jié)構(gòu)示意圖。附圖標(biāo)記說(shuō)明1、立柱2、浮箱3、定偏輪4、定偏導(dǎo)槽5、傳動(dòng)桿6、基臺(tái)7、定偏模塊8、傳動(dòng)主軸9、軸承10、傳動(dòng)齒輪11、換向齒輪傳動(dòng)箱111、傳動(dòng)齒輪112、主動(dòng)齒輪113、換向齒輪114、變速齒輪12、刺爪輪機(jī)構(gòu)13、貯能機(jī)構(gòu)14、彈簧齒輪15、釋放傳動(dòng)輪16、傳動(dòng)軸17、釋放離合器18、發(fā)電機(jī)19、交配電設(shè)備Al、落潮時(shí)低位水面A2、上潮時(shí)高位水面A正常海平面20、固定鋼筋21、固定鋼筋孔。
具體實(shí)施方式
如圖I所示，本實(shí)用新型的一種潮汐發(fā)電裝置，包括設(shè)置在海平面上方的基臺(tái)6、固定在基臺(tái)上的發(fā)電機(jī)及傳動(dòng)齒輪組，基臺(tái)6為混凝土基臺(tái)，混凝土基臺(tái)下支撐有立柱1，該立柱I為混凝土鋼筋立柱，為了獲取海潮上升時(shí)強(qiáng)大的推動(dòng)力做功，必須在海床上構(gòu)筑抓牢海床的鋼筋混凝土構(gòu)筑物，因此鋼筋混凝土基臺(tái)6與立柱I組成整體的鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，立柱I在海床上構(gòu)筑顯得相當(dāng)重要。本實(shí)用新型要求在海床上開(kāi)挖清理淤泥和風(fēng)化層到巖石后，采用在海床上以基礎(chǔ)軸心點(diǎn)向外斜開(kāi)孔，植入鋼筋后加注錨固劑后再澆注混凝土，增加抓牢海床的力量，這也是本實(shí)用新型的關(guān)鍵部分，其整體的鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)保證海體上升時(shí)推力。F壓> F浮，如圖4、圖5、圖6所示，為了加強(qiáng)立柱與海底的固定強(qiáng)度，本實(shí)用新型的混凝土立柱采用向海底斜向打孔的方式，固定鋼筋孔21沿立柱中心周?chē)鷱较蚓鶆蚍植?，然后在固定鋼筋?1內(nèi)設(shè)置固定鋼筋20，這樣固定效果最佳；傳動(dòng)齒輪組連接有縱向傳動(dòng)桿5，該縱向傳動(dòng)桿5由鋼柱構(gòu)成，所述位于海水平面的縱向傳動(dòng)桿端5部固定有浮箱2，傳動(dòng)齒輪組連接有貯能機(jī)構(gòu)13，貯能機(jī)構(gòu)13與發(fā)電機(jī)軸傳動(dòng)連接，傳動(dòng)齒輪組包括有換向齒輪傳動(dòng)箱11，傳動(dòng)桿5和傳動(dòng)齒輪組起到能量傳遞的作用。本實(shí)用新型的換向齒輪傳動(dòng)箱11是由設(shè)置在傳動(dòng)主軸8上的主動(dòng)齒輪112、與主動(dòng)齒輪112傳動(dòng)連接的傳動(dòng)齒輪111和換向齒輪113、與傳動(dòng)齒輪111和換向齒輪113傳動(dòng)連接的變速齒輪114構(gòu)成，換向齒輪傳動(dòng)箱11的傳動(dòng)軸上設(shè)置有刺爪輪機(jī)構(gòu)12，刺爪輪機(jī)構(gòu)12與貯能機(jī)構(gòu)傳動(dòng)連接。換向齒輪傳動(dòng)箱11能保證海平面上升時(shí)浮箱2向上運(yùn)動(dòng)作用于傳動(dòng)桿5上升運(yùn)動(dòng)作功。海平面下降時(shí)，浮箱2在重力的作用下向下移動(dòng)，這時(shí)候啟動(dòng)換向齒輪113，把下降的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)換成有用功作功。 本實(shí)用新型的貯能機(jī)構(gòu)為彈簧貯能箱13，彈簧貯能箱13內(nèi)設(shè)置彈簧齒輪14，它是將海水上升和下降過(guò)程中的動(dòng)力能和重力勢(shì)能轉(zhuǎn)成彈性勢(shì)能的儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)，這也是這個(gè)實(shí)用新型重點(diǎn)，彈簧箱儲(chǔ)能箱13能把潮汐的往復(fù)的間隙動(dòng)作能量?jī)?chǔ)存起來(lái)變成彈性勢(shì)能加以利用，這種儲(chǔ)能方式，能做到能量利用率高達(dá)到95% ;能量釋放連續(xù)穩(wěn)定及便于操作等特點(diǎn)。彈簧齒輪14通過(guò)釋放傳動(dòng)輪15、傳動(dòng)軸16、設(shè)置在傳動(dòng)軸16上的釋放離合器17與發(fā)電機(jī)19傳動(dòng)連接，發(fā)電機(jī)18通過(guò)變配電設(shè)備19連接外接高壓電網(wǎng)，將電能輸送出去。在浮箱2的兩端設(shè)置在兩立柱I之間，立柱I上設(shè)置有縱向?qū)Р?，浮箱2兩側(cè)位于導(dǎo)槽4內(nèi)設(shè)置有定偏輪3?？v向?qū)Р?和定偏輪3起到穩(wěn)定上下垂直的直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)作用。如圖2、圖3所示，本實(shí)用新型的浮箱2內(nèi)充填有泡沫，也是本實(shí)用新型的關(guān)鍵部分。海水潮汐能量的獲取是靠浮箱排開(kāi)海水的體積V1、V2多少及海水潮汐上下的距離來(lái)獲取能量的，圖中所示的A為風(fēng)平浪靜時(shí)正常海平面，Al為落潮時(shí)海平面，A2為漲潮時(shí)海平面能量E = Vdg* Λ H+G* Λ H本實(shí)用新型是在整體海上構(gòu)筑物的海平面上設(shè)置于箱內(nèi)充滿(mǎn)塑料泡沫的、足夠強(qiáng)度的鋼結(jié)構(gòu)、合金或其它結(jié)構(gòu)的浮箱。浮箱2可以由多個(gè)浮箱組合構(gòu)成可拆裝結(jié)構(gòu)，圖2為4個(gè)浮箱拼接組成的浮箱組，傳動(dòng)桿固定在浮箱組上，浮箱2也可以為整體式結(jié)構(gòu)；為了延長(zhǎng)使用壽命，浮箱2必須夠強(qiáng)度；它采用鋼結(jié)構(gòu)中空箱體進(jìn)行防銹；鋼結(jié)構(gòu)箱體中空部分內(nèi)可填充塑料泡沫或其它輕質(zhì)材料，填充泡沫是為了在箱體漏水時(shí)仍能排開(kāi)海水的體積具有浮力。如圖7所示，可在海平面上平臺(tái)構(gòu)筑多組浮箱體結(jié)構(gòu)并聯(lián)發(fā)電，形成在海上潮汐發(fā)電基地。所述傳動(dòng)主軸8通過(guò)設(shè)置在兩軸承座上的軸承9固定在基臺(tái)6上，兩軸承座之間固定有定偏模塊7。刺爪輪機(jī)構(gòu)12 :在海平面上升和下降過(guò)程中獲取的能量轉(zhuǎn)換成彈性勢(shì)能時(shí)儲(chǔ)蓄下來(lái)，刺爪固定彈簧不反轉(zhuǎn)釋放。釋放傳動(dòng)齒輪15 :在彈簧儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)儲(chǔ)蓄能量后，根據(jù)發(fā)電機(jī)組所需要的轉(zhuǎn)速，通過(guò)釋放傳動(dòng)齒輪15傳動(dòng)對(duì)發(fā)電機(jī)組驅(qū)動(dòng)。[0037]釋放離合器17 :彈簧儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)儲(chǔ)滿(mǎn)能量時(shí)，彈簧張緊，通過(guò)變速箱連接到釋放離合器17，在發(fā)電機(jī)組需要發(fā)電時(shí)，離合器閉合驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)組發(fā)電，在停止時(shí)打開(kāi)離合器，發(fā)電機(jī)組停止發(fā)電。另外離合器不但可以調(diào)節(jié)彈簧儲(chǔ)蓄機(jī)構(gòu)的彈簧張緊度還可以便于檢修設(shè)備。發(fā)電機(jī)組是根據(jù)浮箱體積及海平面上下漲落的距離做功率測(cè)算，去匹配的發(fā)電機(jī)組。所述若干個(gè)結(jié)構(gòu)相同的潮汐發(fā)電裝置并列形成發(fā)電裝置機(jī)組。變電配電機(jī)構(gòu)19:是發(fā)電機(jī)組發(fā)出電力，另外電高壓網(wǎng)同后進(jìn)行升壓變壓，并入高壓電網(wǎng)向變壓電網(wǎng)供電的裝置。作為本實(shí)用新型的其它實(shí)施例，所述浮箱還可以采用空箱體結(jié)構(gòu)，其內(nèi)為中空結(jié)構(gòu)或者也可以充填泡沫或其它輕質(zhì)材料，箱體除鋼板結(jié)構(gòu)外還可以是鋁合金或者塑料等制成。同時(shí)作為換向齒輪傳動(dòng)箱11也可以單獨(dú)采用一組換能結(jié)構(gòu)來(lái)代替下浮體下行狀態(tài)時(shí) 的能量轉(zhuǎn)換，只不過(guò)在這種狀態(tài)下增加了相關(guān)設(shè)備成本。以上所述的實(shí)施例僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型創(chuàng)造構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種潮汐發(fā)電裝置，包括設(shè)置在海平面上方的基臺(tái)、固定在基臺(tái)上的發(fā)電機(jī)及傳動(dòng)齒輪組，傳動(dòng)齒輪組連接有縱向傳動(dòng)桿，其特征在于，所述位于海水平面的縱向傳動(dòng)桿上固定有浮箱，傳動(dòng)齒輪組連接有貯能機(jī)構(gòu)，貯能機(jī)構(gòu)與發(fā)電機(jī)軸傳動(dòng)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的潮汐發(fā)電裝置，其特征在于，所述傳動(dòng)齒輪組包括有換向齒輪傳動(dòng)箱。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的潮汐發(fā)電裝置，其特征在于，所述換向齒輪傳動(dòng)箱由設(shè)置在傳動(dòng)主軸上的主動(dòng)齒輪、與主動(dòng)齒輪傳動(dòng)連接的第二傳動(dòng)齒輪和換向齒輪、與第二傳動(dòng)齒輪和換向齒輪傳動(dòng)連接的變速齒輪構(gòu)成，換向齒輪傳動(dòng)箱的傳動(dòng)軸上設(shè)置有刺爪輪機(jī)構(gòu)，刺爪輪機(jī)構(gòu)與忙能機(jī)構(gòu)傳動(dòng)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求I、2或3所述的潮汐發(fā)電裝置，其特征在于，所述貯能機(jī)構(gòu)為彈簧貯能箱，彈簧貯能箱內(nèi)設(shè)置彈簧齒輪，彈簧齒輪通過(guò)釋放傳動(dòng)輪、傳動(dòng)軸、設(shè)置在傳動(dòng)軸上的釋放離合器與發(fā)電機(jī)傳動(dòng)連接；所述發(fā)電機(jī)通過(guò)變配電設(shè)備連接外接電網(wǎng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3或所述的潮汐發(fā)電裝置，其特征在于，在浮箱的兩端還固定有立柱，立柱與基臺(tái)構(gòu)成框架結(jié)構(gòu)，立柱上設(shè)置有縱向?qū)Р郏∠鋬蓚?cè)位于導(dǎo)槽內(nèi)設(shè)置有定偏輪。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的潮汐發(fā)電裝置，其特征在于，所述立柱為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，其與海底的固定結(jié)構(gòu)為向海底斜向打孔固定鋼筋的方式結(jié)構(gòu)，打孔方向沿立柱中心周?chē)鷱较蚓鶆蚍植肌?br> 7.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3任一項(xiàng)所述的潮汐發(fā)電裝置，其特征在于，所述浮箱為箱體中空式結(jié)構(gòu)，箱體結(jié)構(gòu)的中空部分充填有輕質(zhì)材料，所述浮箱的外表面為鋼板結(jié)構(gòu)。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的潮汐發(fā)電裝置，其特征在于，所述傳動(dòng)主軸通過(guò)設(shè)置在兩軸承座上的軸承固定在基臺(tái)上，兩軸承座之間固定有定偏模塊。
9.根據(jù)權(quán)利要求I、2或3所述的潮汐發(fā)電裝置，其特征在于，所述浮箱為由多個(gè)浮箱組合構(gòu)成的可拆裝結(jié)構(gòu)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的潮汐發(fā)電裝置，其特征在于，所述若干個(gè)結(jié)構(gòu)相同的潮汐發(fā)電裝置并列形成發(fā)電裝置機(jī)組。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種潮汐發(fā)電裝置，包括設(shè)置在海平面上方的基臺(tái)、固定在基臺(tái)上的發(fā)電機(jī)及傳動(dòng)齒輪組，傳動(dòng)齒輪組連接有縱向傳動(dòng)桿，其特征在于，所述位于海水平面的縱向傳動(dòng)桿端部固定有浮箱，傳動(dòng)齒輪組連接有貯能機(jī)構(gòu)，貯能機(jī)構(gòu)與發(fā)電機(jī)軸傳動(dòng)連接；所述換向齒輪傳動(dòng)箱由設(shè)置在傳動(dòng)主軸上的主動(dòng)齒輪、與主動(dòng)齒輪傳動(dòng)連接的傳動(dòng)齒輪和換向齒輪、與傳動(dòng)齒輪和換向齒輪傳動(dòng)連接的變速齒輪構(gòu)成，換向齒輪傳動(dòng)箱的傳動(dòng)軸上設(shè)置有刺爪輪機(jī)構(gòu)，刺爪輪機(jī)構(gòu)與貯能機(jī)構(gòu)傳動(dòng)連接。采用上述結(jié)構(gòu)的潮汐發(fā)電裝置具有發(fā)電效率高、發(fā)電連續(xù)均勻，安裝方便、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，可在海平面上大規(guī)模構(gòu)筑，為用戶(hù)提供取之不盡用之不竭的清潔能源。
文檔編號(hào)F03B13/26GK202560447SQ20122011646
公開(kāi)日2012年11月28日 申請(qǐng)日期2012年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月26日
發(fā)明者張超良 申請(qǐng)人:張超良