一種基于潮汐能的自調節發電裝置的制造方法
【專利摘要】本發明提供了一種基于潮汐能的自調節發電裝置，包括基座、浮體和若干根擺動桿，基座上固連有導向管，導向管上套設有滑塊，擺動桿的下端均鉸接在滑塊上，擺動桿的上端均鉸接在浮體上，擺動桿上沿長度方向鉸接有若干渦輪發電機，浮體的上側面設有蓄電池艙，蓄電池艙內的蓄電池與渦輪發電機電連接，浮體中設有壓載艙和發電艙，發電艙中設有發電機二，發電機二的輸入軸豎直設置，浮體的下側面上轉動連接有轉軸二，轉軸二豎直設置并且上端位于發電艙內且端部和發電機二的輸入軸固連，下端位于浮體的下方并且端部固連有葉輪二，壓載艙連接有用于調節壓載艙中水量的調節件。本發明能夠更高效地將海洋流動能轉化為電能，且具有較好的自保護能力。
【專利說明】
一種基于潮汐能的自調節發電裝置
技術領域
[0001]本發明屬于海洋能發電設備技術領域，涉及一種基于潮汐能的自調節發電裝置。
【背景技術】
[0002]海洋的洋流及潮流能蘊含著大量的能量，目前將這部分能量進行利用的多是水平軸式渦輪發電機，每個渦輪發電機殼體內裝有透平葉輪，葉輪軸上設置有發電機，當海水流過渦輪發電機，葉輪轉動會帶動發電機產生電能。
[0003]但是該種海洋渦輪發電機置于水中的洋流發電機位置是固定的，但是受漲落潮變化的影響，海水深度是變化的，越深海水越穩定，可利用的流動能較小，不能根據海況變化自動調節，另外渦輪發電機只能利用海水的流動能量，不能利用波浪能及海水上升和下降的能量。因此不能充分利用各層的海洋能，不能根據風浪的大小調節，且該種位置固定的渦輪發電機組容易受到風浪的損壞。
【發明內容】
[0004]本發明的目的是針對現有的技術存在上述問題，提出了一種基于潮汐能的自調節發電裝置，本基于潮汐能的自調節發電裝置能夠根據潮汐能的影響自動改變自身的位置，有效地將洋流的動能轉化為電能，且具有較好的自保護能力。
[0005]本發明的目的可通過下列技術方案來實現:一種基于潮汐能的自調節發電裝置，包括基座、浮體和若干根擺動桿，所述基座的上側面上垂直固連有導向管，所述導向管上套設有滑塊，所述滑塊和導向管間隙配合，所述導向管的上端設置有限位塊，所述擺動桿的下端均鉸接在滑塊上，所述擺動桿的上端均鉸接在浮體上，所述擺動桿上沿長度方向鉸接有若干渦輪發電機，浮體的上側面設置有水密的蓄電池艙，所述蓄電池艙內設有蓄電池，該蓄電池與若干渦輪發電機電連接，所述浮體中設置有壓載艙和發電艙，所述發電艙中設置有發電機二，所述發電機二通過支撐座固定在發電艙的內壁上并且所述發電機二的輸入軸豎直設置，所述浮體的下側面上轉動連接有轉軸二，所述轉軸二豎直設置，所述轉軸二的上端位于發電艙內并且端部和發電機二的輸入軸固連，下端位于浮體的下方并且端部固連有葉輪二，所述浮體的壓載艙還連接有用于調節壓載艙中水量的調節件，所述調節件包括水栗一、水栗二、通氣管和電磁閥，所述水栗一固定在浮體的下側面上，所述水栗一的出水口和壓載艙之間通過通水管連通，所述通氣管垂直固連在浮體的上側面上，該通氣管的下端與浮體中的壓載艙相連通，所述電磁閥固連在通氣管的上端，所述浮體的上側面上還設置有水密的栗艙，所述栗艙中設置有水栗二，所述水栗二的進水口通過進水管和浮體中的壓載艙底部相連通，所述水栗二的出水口通過排水管和栗艙的外部連通。
[0006]上述的一種基于潮汐能的自調節發電裝置中，所述導向管上還設置有緩沖彈簧一和緩沖彈簧二，所述緩沖彈簧一的下端抵壓在基座上，上端抵壓在滑塊的下側面上，所述緩沖彈簧二的下端抵壓在滑塊的上側面上，上端抵壓在限位塊上。
[0007]上述的一種基于潮汐能的自調節發電裝置中，所述蓄電池艙的上側面固連有燈座，所述燈座的上端固連有LED信號燈，所述LED信號燈通過控制電路和蓄電池電連接。
[0008]上述的一種基于潮汐能的自調節發電裝置中，所述渦輪發電機包括筒狀的殼體、發電機一、支撐桿、轉軸一和葉輪一，所述殼體一端的外徑大于另一端的外徑，若干所述渦輪發電機的殼體外徑較大的一端均朝向同一側，所述葉輪一固定在轉軸一的一端，所述轉軸一的另外一端和發電機一的輸入軸連接，所述轉軸一和殼體同軸設置并且所述轉軸一轉動連接在殼體內，所述發電機一通過支撐桿固定在殼體內，所述葉輪一均位于殼體中外徑較大的一端。
[0009]上述的一種基于潮汐能的自調節發電裝置中，所述導向管內沿軸向固連有線圈，該滑塊內固連有磁鐵，所述線圈和蓄電池電連接。
[0010]上述的一種基于潮汐能的自調節發電裝置中，所述浮體和滑塊的水平截面的寬度由一端向另一端逐漸變小，且寬度較大的一端為弧形，寬度較小的一端呈尖角狀。
[0011 ]上述的一種基于潮汐能的自調節發電裝置中，所述擺動桿的下端鉸接在滑塊寬度較小的一端，所述擺動桿的上端鉸接在浮體寬度較大的一端。
[0012]上述的一種基于潮汐能的自調節發電裝置中，所述擺動桿的數量為四根，四根擺動桿相互平行設置，其中兩根擺動桿位于渦輪發電機的一側，另外兩根擺動桿位于渦輪發電機的另一側，同一側的兩根擺動桿一端之間的連線與另一端之間的連線相平行。
[0013]上述的一種基于潮汐能的自調節發電裝置中，所述蓄電池與渦輪發電機中的發電機一之間通過具有彈性的導線電相連。
[0014]與現有技術相比，本基于潮汐能的自調節發電裝置具有以下優點:
[0015]1、由于當潮汐導致海面下降時，浮體在重力的作用下能夠自動相應地降低，即擺動桿擺動至傾斜狀態，且由于擺動桿相互平行，同一側的兩根擺動桿一端之間的連線與另一端之間的連線相平行，因此整體呈平行四邊形狀態，使得渦輪發電機的端口始終水平朝向一側，所有的渦輪發電機均位于水中，不會因為海面下降導致部分渦輪發電機露出海面而無法工作。
[0016]2、由于調節件也能夠主動調節壓載艙中水量的多少，即可以調節浮體相對水面的高度，當海面出現天氣異常時能夠調節浮體的高度，使得浮體下降而沉入水面，避免海面上的惡劣天氣損壞本發電裝置，安全性更高。
[0017]3、由于海面上的波浪能夠間歇性的沖擊擺動桿和浮體，在浮體和擺動桿作用下，滑塊一能夠沿著導向桿上下竄動，即導向管內的線圈能夠切割磁鐵的磁力線而發電，該結構能夠輔助對蓄電池進行蓄電，提高發電裝置的工作效率。
[0018]4、當滑塊沿著導向管上下運動時，緩沖彈簧一和緩沖彈簧二可以對滑塊起到緩沖作用，防止滑塊和限位塊及基座直接接觸。
[0019]5、蓄電池設置在位于浮體上側面的蓄電池艙中，在浮體繞著導向管轉動時，導線和蓄電池一起繞著導向管轉動，可以避免導線纏繞到導向管上，并且方便更換蓄電池。
【附圖說明】
[0020]圖1是本發電裝置的結構示意圖。
[0021 ]圖2是本發電裝置中擺動桿擺動時的結構示意圖。
[0022]圖3是浮體的結構示意圖。
[0023]圖4是渦輪發電機的結構示意圖。
[0024]圖中，1、基座；11、磁鐵；12、導向管；13、線圈；14、滑塊；15、限位塊；16、緩沖彈簧一；17、緩沖彈簧二; 2、浮體;21、壓載艙;22、發電艙;23、蓄電池艙;24、蓄電池;25、LED信號燈;26、燈座;27、栗艙;3、擺動桿;4、渦輪發電機;41、殼體;42、葉輪一;43、發電機一;44、支撐桿;45、轉軸一;5、調節件;51、水栗一;52、通水管;53、通氣管;54、電磁閥；55、水栗二; 56、排水管;57、進水管;6、導線;7、轉軸二;8、葉輪二;9、發電機二;91、支撐座。
【具體實施方式】
[0025]以下是本發明的具體實施例并結合附圖，對本發明的技術方案作進一步的描述，但本發明并不限于這些實施例。
[0026]如圖1至圖4所示，一種基于潮汐能的自調節發電裝置，包括基座1、浮體2和若干根擺動桿3，所述基座I的上側面上垂直固連有導向管12，所述導向管12上套設有滑塊14，所述滑塊14和導向管12間隙配合，所述導向管12的上端設置有限位塊15，所述擺動桿3的下端均鉸接在滑塊14上，所述擺動桿3的上端均鉸接在浮體2上，所述擺動桿3上沿長度方向鉸接有若干渦輪發電機4，浮體2的上側面設置有水密的蓄電池艙23，所述蓄電池艙23內設有蓄電池24，該蓄電池24與若干渦輪發電機4電連接，所述浮體2中設置有壓載艙21和發電艙22，所述發電艙22中設置有發電機二 9，所述發電機二 9通過支撐座91固定在發電艙22的內壁上并且所述發電機二 9的輸入軸豎直設置，所述浮體2的下側面上轉動連接有轉軸二 7，所述轉軸二 7豎直設置，所述轉軸二 7的上端位于發電艙22內并且端部和發電機二 9的輸入軸固連，下端位于浮體2的下方并且端部固連有葉輪二 8，所述浮體2的壓載艙21還連接有用于調節壓載艙21中水量的調節件5，所述調節件5包括水栗一 51、水栗二 55、通氣管53和電磁閥54，所述水栗一 51固定在浮體2的下側面上，所述水栗一 51的出水口和壓載艙21之間通過通水管52連通，所述通氣管53垂直固連在浮體2的上側面上，該通氣管53的下端與浮體2中的壓載艙21相連通，所述電磁閥54固連在通氣管53的上端，所述浮體2的上側面上還設置有水密的栗艙27，所述栗艙27中設置有水栗二 55，所述水栗二 55的進水口通過進水管57和浮體2中的壓載艙21底部相連通，所述水栗二 55的出水口通過排水管56和栗艙27的外部連通。
[0027]具體來說，所述電磁閥54通過控制模塊和蓄電池24電連接。
[0028]當需要降低浮體2相對于水面的高度時，將電磁閥54開啟，然后水栗一51對浮體2中的壓載艙21進行注水，使得壓載艙21內的空氣能夠通過通氣管53排出到浮體2的外部的自然環境中，隨著壓載艙21中的水量的增多，浮體2逐漸下降并沉入海面以下；當需要升高浮體2時，通過水栗二55將浮體2的壓載艙21中的水排出到浮體2的外部的自然環境中，浮體2的重力減小，浮體2浮出水面，待浮體2上升到合適位置時，水栗二 55停止工作，通過電磁閥54封閉通氣管53;通過水栗一 51和水栗二 55的配合工作，可以方便地控制浮2體的壓載艙中21的水量的多少，進而控制浮體2相對于水面的高度。
[0029]流過浮體2下側面的洋流能夠帶動葉輪二8轉動，進而帶動發電機二9的輸入軸轉動使發電機二9發電，充分利用洋流的能量，從而提高本基于潮汐能的自調節發電裝置的整體的發電效率。
[0030]蓄電池24設置在浮體2的上側面的目的是為了在浮體2繞著導向管12轉動時，導線11和蓄電池24—起繞著導向管12轉動，可以避免導線11纏繞到導向管12上，并且方便更換蓄電池24。
[0031]具體來說，所述水栗一51是潛水栗，水栗一 51通過進水口直接把浮體2下側的水體經出水口和通水管52輸入到壓載艙21中。
[0032]所述水栗二 55設置在水密的栗艙27中，可以把水栗二 55和外界環境隔離開來，減小外界環境對水栗二55的影響，提高水栗二55的使用壽命。
[0033]具體來說，所述擺動桿3的數量為四根，四根擺動桿3相互平行設置，其中兩根擺動桿3位于渦輪發電機4的一側，另外兩根擺動桿3位于渦輪發電機4的另一側，同一側的兩根擺動桿3—端之間的連線與另一端之間的連線相平行。
[0034]基座I固定在海底，而浮體2則能夠漂浮在海面上，擺動桿3位于基座I與浮體2之間，即若干的渦輪發電機4由浮體2至基座I有序排列，當海水流動時能夠帶動渦輪發電機4進行發電，渦輪發電機4產生的電能傳遞給蓄電池24進行蓄電，由于若干渦輪發電機4有序的排列，因此不同的渦輪發電機4能夠利用不同層面的海水，而且當潮汐導致海面下降時，浮體2能夠自動相應地降低，即擺動桿3也會相應地擺動至傾斜狀態，保證渦輪發電機4的發電效率。
[0035]由于擺動桿3相互平行，同一側的兩根擺動桿3—端之間的連線與另一端之間的連線相平行，因此整體呈平行四邊形狀態，所述渦輪發電機4分別與每根擺動桿3相鉸接，使得渦輪發電機4的端口始終水平朝向一側，即渦輪發電機4的轉軸45始終處于水平狀態，所有渦輪發電機4均位于水中，所以不會因為海面下降導致部分渦輪發電機4露出海面而無法工作，進一步的，由于調節件5也能夠主動調節浮體2相對于海面的高度，當海面出現天氣異常時能夠調節浮體2的高度，使得浮體2下降而沉入水面以下，避免海面上的惡劣天氣損壞本發電裝置，安全性更高。
[0036]具體來說，所述導向管12上還設置有緩沖彈簧一16和緩沖彈簧二 17，所述緩沖彈簧一 16的下端抵壓在基座I上，上端抵壓在滑塊14的下側面上，所述緩沖彈簧二 17的下端抵壓在滑塊14的上側面上，上端抵壓在限位塊15上。
[0037]當滑塊14沿著導向管12上下運動時，緩沖彈簧一16和緩沖彈簧二 17可以對滑塊14起到緩沖作用，防止滑塊14和限位塊15及基座I直接接觸。
[0038]具體來說，所述蓄電池艙23的上側面固連有燈座26，所述燈座26的上端固連有LED信號燈25，所述LED信號燈25通過控制電路和蓄電池24電連接。
[0039]LED信號燈25用于給過往的船只發送信號，避免發生碰撞而造成安全事故，另外LED的光源相對比較節能，可以減少蓄電池24中電量的損耗。
[0040]具體來說，所述渦輪發電機4包括筒狀的殼體41、發電機一43、支撐桿44、轉軸一 45和葉輪一 42，所述殼體41 一端的外徑大于另一端的外徑，若干所述渦輪發電機4的殼體41外徑較大的一端均朝向同一側，所述葉輪一42固定在轉軸一45的一端，所述轉軸一45的另外一端和發電機一 43的輸入軸連接，所述轉軸一 45和殼體41同軸設置并且所述轉軸一 45轉動連接在殼體41內，所述發電機一43通過支撐桿44固定在殼體41內，所述葉輪一42均位于殼體41中外徑較大的一端，洋流可以從殼體41的一端流向另外一端。
[0041]殼體41分別與每根擺動桿3相鉸接，而擺動桿3擺動時葉輪一42始終能夠水平朝向一側，有利于洋流從殼體41正面通過殼體41的一端并且從另外一端流出，從而以最大的水流帶動葉輪一 42轉動，提高渦輪發電機4的發電效率。
[0042]具體來說，所述導向管12內沿軸向固連有線圈13，該滑塊14內固連有磁鐵15，所述線圈13和蓄電池24電連接。
[0043]海面上的波浪能夠間歇性的沖擊擺動桿3和浮體2，在浮體2和擺動桿3作用下，滑塊14能夠沿著導向桿12上下竄動，即導向管12內的線圈能夠切割磁鐵的磁力線而發電，該結構能夠輔助對蓄電池24進行蓄電，提高發電裝置的工作效率。
[0044]具體來說，所述浮體2和滑塊14的水平截面的寬度由一端向另一端逐漸變小，且寬度較大的一端為弧形，寬度較小的一端呈尖角狀，所述擺動桿3的下端鉸接在滑塊14寬度較小的一端，所述擺動桿3的上端鉸接在浮體2寬度較大的一端。
[0045]浮體2和滑塊一14均為流線型結構，在水流作用下能夠轉動，使得尖角狀的一端產生尾翼的效果，即使得水流能夠正面作用于渦輪發電機中的葉輪一 42，使得擺動桿3始終向洋流流動的方向傾斜。
[0046]具體來說，所述蓄電池24與渦輪發電機4中的發電機一43之間通過具有彈性的導線6電相連。
[0047]具體來說，所述導線6制為螺旋形，螺旋形的導線6具有彈性回復力，導線6在洋流沖擊下既能夠隨波逐流，又能夠保持一定的結構穩定，使得導線6僅在擺動桿3及渦輪發電機4的附近晃動，避免移位過大而糾纏在海底的雜物上導致斷裂而影響使用。
[0048]本文中所描述的具體實施例僅僅是對本發明精神作舉例說明。本發明所屬技術領域的技術人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，但并不會偏離本發明的精神或者超越所附權利要求書所定義的范圍。
【主權項】
1.一種基于潮汐能的自調節發電裝置，包括基座(I)、浮體(2)和若干根擺動桿(3)，其特征在于，所述基座(I)的上側面上垂直固連有導向管(12)，所述導向管(12)上套設有滑塊(14)，所述滑塊(14)和導向管(12)間隙配合，所述導向管(12)的上端設置有限位塊(15)，所述擺動桿(3)的下端均鉸接在滑塊(14)上，所述擺動桿(3)的上端均鉸接在浮體(2)上，所述擺動桿(3)上沿長度方向鉸接有若干渦輪發電機(4)，浮體(2)的上側面設置有水密的蓄電池艙(23)，所述蓄電池艙(23)內設有蓄電池(24)，該蓄電池(24)與若干渦輪發電機(4)電連接，所述浮體(2)中設置有壓載艙(21)和發電艙(22)，所述發電艙(22)中設置有發電機二(9)，所述發電機二 (9)通過支撐座(91)固定在發電艙(22)的內壁上并且所述發電機二 (9)的輸入軸豎直設置，所述浮體(2)的下側面上轉動連接有轉軸二 (7)，所述轉軸二 (7)豎直設置，所述轉軸二(7)的上端位于發電艙(22)內并且端部和發電機二(9)的輸入軸固連，下端位于浮體(2)的下方并且端部固連有葉輪二 (8)，所述浮體(2)的壓載艙(21)還連接有用于調節壓載艙(21)中水量的調節件(5)，所述調節件(5)包括水栗一 (51)、水栗二 (55)、通氣管(53)和電磁閥(54)，所述水栗一 (51)固定在浮體(2)的下側面上，所述水栗一 (51)的出水口和壓載艙(21)之間通過通水管(52)連通，所述通氣管(53)垂直固連在浮體(2)的上側面上，該通氣管(53)的下端與壓載艙(21)相連通，所述電磁閥(54)固連在通氣管(53)的上端，所述浮體(2)的上側面上還設置有水密的栗艙(27)，所述栗艙(27)中設置有水栗二 (55)，所述水栗二 (55)的進水口通過進水管(57)和壓載艙(21)的底部相連通，所述水栗二 (55)的出水口通過排水管(56)和栗艙(27)的外部連通。2.根據權利要求1所述的一種基于潮汐能的自調節發電裝置，其特征在于，所述導向管(12)上還設置有緩沖彈簧一(16)和緩沖彈簧二(17)，所述緩沖彈簧一(16)的下端抵壓在基座(I)上，上端抵壓在滑塊(14)的下側面上，所述緩沖彈簧二(17)的下端抵壓在滑塊(14)的上側面上，上端抵壓在限位塊(15)上。3.根據權利要求2所述的一種基于潮汐能的自調節發電裝置，其特征在于，所述渦輪發電機(4)包括筒狀的殼體(41)、發電機一 (43)、支撐桿(44)、轉軸一 (45)和葉輪一 (42)，所述殼體(41) 一端的外徑大于另一端的外徑，若干所述渦輪發電機(4)的殼體(41)外徑較大的一端均朝向同一側，所述葉輪一 (42)固定在轉軸一 (45)的一端，所述轉軸一 (45)的另外一端和發電機一(43)的輸入軸連接，所述轉軸一(45)和殼體(41)同軸設置并且所述轉軸一(45)轉動連接在殼體(41)內，所述發電機一(43)通過支撐桿(44)固定在殼體(41)內，所述葉輪一 (42)均位于殼體(41)中外徑較大的一端。4.根據權利要求3所述的一種基于潮汐能的自調節發電裝置，其特征在于，所述導向管(12)內沿軸向固連有線圈(13)，所述滑塊(14)內固連有磁鐵(11)，所述線圈(13)和蓄電池(24)電連接。5.根據權利要求1或者4所述的一種基于潮汐能的自調節發電裝置，其特征在于，所述浮體(2)和滑塊(14)的水平截面的寬度由一端向另一端逐漸變小，且寬度較大的一端為弧形，寬度較小的一端呈尖角狀。6.根據權利要求5所述的一種基于潮汐能的自調節發電裝置，其特征在于，所述擺動桿(3)的下端鉸接在滑塊(14)寬度較小的一端，所述擺動桿(3)的上端鉸接在浮體(2)寬度較大的一端。7.根據權利要求6所述的一種基于潮汐能的自調節發電裝置，其特征在于，所述擺動桿(3)的數量為四根，四根擺動桿(3)相互平行設置，其中兩根擺動桿(3)位于渦輪發電機(4)的一側，另外兩根擺動桿(3)位于渦輪發電機(4)的另一側，同一側的兩根擺動桿(3)—端之間的連線與另一端之間的連線相平行。8.根據權利要求1或7所述的一種基于潮汐能的自調節發電裝置，其特征在于，所述蓄電池(24)與渦輪發電機(4)中的發電機一 (43)之間通過具有彈性的導線(6)電相連。
【文檔編號】F03B13/26GK105840406SQ201610144297
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年3月14日
【發明人】龔希武
【申請人】浙江海洋學院