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一种 齿轮增速式潮汐发电装置

阅读：442发布：2023-03-11

专利汇可以提供一种齿轮增速式潮汐发电装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种齿轮增速式潮汐发电装置，包括动力单元与发电单元，所述动力单元由气囊、浮子I和浮子II组成，所述气囊下部有底板，底板通过地锚固定在海底，所述气囊下部开有气孔，气孔接有导气管，所述浮子I与气囊由所述导气管相连，所述导气管与所述浮子I之间接有水气分离阀，所述水气分离阀固定在浮子I上，浮子I下方设置排水口，所述浮子I安装在滑道内，在所述滑道内同时设置浮子II，所述浮子II与浮子I通过链条连接，所述发电单元由齿轮增速箱、永磁发电机组成，所述齿轮增速箱输入轴安装链轮，所述链轮与所述链条啮合，整个装置由浮子I与浮子II的浮力差产生的合力带动齿轮增速箱持续稳定输出高转速，进而使永磁发电机输出电能。，下面是一种齿轮增速式潮汐发电装置专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种齿轮增速式潮汐发电装置，包括动力单元与发电单元，所述动力单元由气囊、浮子I和浮子II组成，所述气囊下部有底板，底板通过地锚固定在海底，所述气囊下部开有气孔，所述气孔接有导气管，所述浮子I与所述气囊由所述导气管相连，所述导气管与所述浮子I之间接有水气分离阀，所述水气分离阀固定在所述浮子I上，浮子I下方设置排水口，所述浮子I安装在滑道内，在所述滑道内同时设置浮子II，所述浮子II与浮子I通过链条连接；
所述发电单元由齿轮增速箱、永磁发电机组成，所述齿轮增速箱输入轴安装链轮，所述链轮与所述链条啮合，所述齿轮增速箱与所述永磁发电机输入轴通过联轴器连接，所述齿轮增速箱与所述永磁发电机通过地锚固定在海底。
2.根据权利要求书1所述的一种齿轮增速式潮汐发电装置，其特征在于：所述增速箱内部由输入轴、离合器、行星齿轮组I、行星齿轮组II、行星齿轮组III、飞轮及输出轴组成，所述三组行星齿轮组串联，由所述行星齿轮组I 太阳轮作为输入，与离合器、输入轴相连，所述行星齿轮组I、行星齿轮组II的行星齿轮架分别作为下一级齿轮组的输入，所述行星齿轮组I、行星齿轮组II中心轮固定，行星齿轮组III中心轮作为输出轮与输出轴相连。
3.根据权利要求书1所述的一种齿轮增速式潮汐发电装置，其特征在于：所述浮子I形状为立方体，四个角平行安装有滚轮，所述滚轮与所述滑道直接接触。
4.根据权利要求书3所述的一种齿轮增速式潮汐发电装置，其特征在于：所述滑道应为与所述浮子I截面相同的方形，所述滑道四周应设置通孔。
5.根据权利要求书1所述的一种齿轮增速式潮汐发电装置，其特征在于：浮子II体积要比浮子I体积小，气囊体积要比浮子I体积大。
6.根据权利要求书1所述的一种齿轮增速式潮汐发电装置，其特征在于：在滑道内部设置限位块，高度应在海水最低高度以下。
7.根据权利要求书1所述的一种齿轮增速式潮汐发电装置，其特征在于：设置整流器与所有发电单元用导线连接，设置蓄电瓶与整流器用导线连接，设置交流逆变器与蓄电瓶用导线连接。

说明书全文

一种齿轮增速式潮汐发电装置

技术领域

[0001] 本发明涉及海洋开发与发电工业领域，具体是一种齿轮增速式潮汐发电装置。技术背景：

[0002] 海洋风暴，威力巨大，同时也极具破坏力，但是在大多情况下，潮汐以平缓浪涌的形式呈现，海面上下起伏频繁，引出潮汐中蕴含巨大的能量。

[0003] 海洋能源的开发、利用潮汐发电，是近年来的热点。现有的潮汐发电装置大都体型巨大结构复杂，成本高，而且对潮汐能量的利用率比较低。发明内容：

[0004] 本发明的目的在于提供一种齿轮增速式潮汐发电装置，以解决背景技术中所提到的问题，采用如下技术方案实现发明目的：

[0005] 一种齿轮增速式潮汐发电装置，包括动力单元与发电单元，所述动力单元由气囊、浮子I和浮子II组成，所述气囊下部有底板，底板通过地锚固定在海底，所述气囊下部开有气孔，所述气孔接有导气管，所述浮子I与所述气囊由所述导气管相连，所述导气管与所述浮子I之间接有水气分离阀，所述水气分离阀固定在所述浮子I上，浮子I下方设置排水口，所述浮子I安装在滑道内，在所述滑道内同时设置浮子II，所述浮子II与浮子I通过链条连接；

[0006] 所述发电单元由齿轮增速箱、永磁发电机组成，所述齿轮增速箱输入轴安装链轮，所述链轮与所述链条啮合，所述齿轮增速箱与所述永磁发电机输入轴通过联轴器连接，所述齿轮增速箱与所述永磁发电机通过地锚固定在海底。

[0007] 作为本技术方案的进一步限定，所述增速箱内部由输入轴、离合器、行星齿轮组I、行星齿轮组II、行星齿轮组III、飞轮及输出轴组成，所述三组行星齿轮组串联，由所述行星齿轮组I 太阳轮作为输入，与离合器、输入轴相连，所述行星齿轮组I、行星齿轮组II的行星齿轮架分别作为下一级齿轮组的输入，所述行星齿轮组I、行星齿轮组II中心轮固定，行星齿轮组III中心轮作为输出轮与输出轴相连。

[0008] 作为对本技术方案的进一步限定，所述浮子I形状为立方体，四个角平行安装有滚轮，所述滚轮与所述滑道直接接触。

[0009] 作为对本技术方案的进一步限定，所述滑道应为与所述浮子I截面相同的方形，所述滑道四周应设置通孔。

[0010] 作为对本技术方案的进一步限定，浮子II体积要比浮子I体积小，气囊体积要比浮子I体积大。

[0011] 作为对本技术方案的进一步限定，设置整流器与所有发电单元用导线连接，设置蓄电瓶与整流器用导线连接，设置交流逆变器与蓄电瓶用导线连接。

[0012] 本发明的有益效果：可充分利用潮汐能量，将海水潮涨潮落的势能转化为电能，创新性的利用了增速齿轮箱，用很小的输入获得大转速输出，并且用离合器对输出转速进行限制，使增速齿轮箱不能持续加速以获得相对恒定的转速，从而可以持续的发电，做到充分利用潮汐的能量，本装置的结构简单，制作成本较低，可同时设置多组以提高发电效率。附图说明：

[0013] 图1为本发明的结构示意图；

[0014] 图2为本发明增速齿轮箱的结构示意图；

[0015] 图中：1、底板，2、气孔，3、气囊，4、导气管，5、限位块，6、水气分离阀，7、滑道，8、滚轮，9、浮子I，10、进水孔，11、浮子II，12、链条，13、链轮，14、增速箱，14-1、输入轴，14-2、离合器，14-3、行星齿轮组I，14-4、行星齿轮组II，14-5、行星齿轮组III，14-6、飞轮，14-7、输出轴，15、联轴器，16、永磁发电机，17、整流器，18、蓄电瓶，19、交流逆变器，20、通孔具体实施方案：

[0016] 下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

[0017] 请参阅图1，一种齿轮增速式潮汐发电装置，包括动力单元与发电单元，所述动力单元由气囊3、浮子I9和浮子II11组成，所述气囊3下部有底板1，底板1通过地锚固定在海底，所述气囊3下部开有气孔2，所述气孔2接有导气管4，所述浮子I9与所述气囊3由所述导气管4相连，所述导气管4与所述浮子I9之间接有水气分离阀6，所述水气分离阀6固定在所述浮子I9上，浮子I9下方设置排水口10，所述浮子I9安装在滑道7内，在所述滑道7内同时设置浮子II11，所述浮子II11与浮子I9通过链条13连接；

[0018] 所述发电单元由齿轮增速箱14、永磁发电机16组成，所述齿轮增速箱14输入轴安装链轮13，所述链轮13与所述链条12啮合，所述齿轮增速箱14与所述永磁发电机16输入轴通过联轴器15连接，所述齿轮增速箱14与所述永磁发电机16通过地锚固定在海底。

[0019] 涨潮时，设备安置处的海水深度会增加，这时候海水压力增加，气囊3会在压力下被压瘪，气囊3内产生高压，将气体通过气孔2、导气管4及水气分离阀6进入浮子I9，将所述浮子I9内的海水通过进水孔10排出，海水排出后的浮子I9产生向上的浮力，因为潮涨潮落是一个缓慢的过程，所以所述气囊3排气与所述浮子I9排水都是一个缓慢的过程。因为在滑道内设置限位块5，在浮子I9产生的浮力没有达到所述限位块5的限位能力时，所述浮子I9一直处于限位块处，当浮力超过限位块5的限位能力时，浮子I9挣脱限位产生向上恒定的浮力。

[0020] 因为所述浮子I9的体积大于浮子II11的体积，所以当所述浮子I9内的海水被排空时链条12上将产生稳定向上的合力，所述浮子I9向上运动，所述浮子II11向下运动，此时链条12带动链轮13转动，链轮13输出的转速，通过加速齿轮箱14加速，在所述加速齿轮箱14输出轴获得高转速，带动永磁发电机16发电。

[0021] 请参阅图2，所述增速箱14内部由输入轴14-1、离合器14-2、行星齿轮组I14-3、行星齿轮组II14-4、行星齿轮组III14-5、飞轮14-6及输出轴14-7组成，所述三组行星齿轮组串联，由所述行星齿轮组I14-3太阳轮作为输入，与离合器14-2、输入轴14-1相连，所述行星齿轮组I14-3、行星齿轮组II14-4的行星齿轮架分别作为下一级齿轮组的输入，所述行星齿轮组I14-3、行星齿轮组II14-4中心轮固定，行星齿轮组III14-5中心轮作为输出轮与输出轴14-7相连。

[0022] 因采用三组串联行星齿轮组，可以有效获得大传动比传动，在输出轴14-1输入一个很小的转速，可以在输出轴14-7输出高转速，为避免输出转速过高而破坏行星齿轮组，这里设定一个转速值范围，当输出轴14-7转速达到设这个范围的上限时，离合器14-2与行星齿轮组14-3的输入轴脱离与加速齿轮箱14的机架啮合，这时浮子I9与浮子II11产生的合力将不再做功，加速齿轮箱14的飞轮14-6因为惯性继续转动，输出轴14-7通过联轴器15与永磁发电机16相连，使所述永磁发电机16持续发电。

[0023] 当离合器14-2脱离行星齿轮组14-3输入轴时，上述运动为减速运动，当加速齿轮箱14的输出轴14-7的转速达到设定转速范围下限时，离合器14-2脱离机架继续与行星齿轮组14-3的输入轴啮合，所述浮子I9与浮子II11产生的合力继续做功。

[0024] 通过加速齿轮箱14的这种设计，可以实现在一个涨潮周期内，所述浮子I9持续缓慢向上运动，但是永磁发电机16能获得较高的持续稳定的输入转速。

[0025] 当落潮时，设备安置处的海水深度会减小，这时候海水压力减小，气囊3会在会在自身的伸缩性能下克服海水阻力缓慢恢复原来形状，此时气囊3内产生负压，将浮子I9内的气体通过气孔2、导气管4及水气分离阀6吸入气囊3，所述水气分离阀6可以保证海水不进入气囊3破坏正常使用，海水通过所述浮子I9的进水孔10进入浮子I9，海水深度持续减小，上述过程持续发生，因为所述浮子II11是封闭的，在某个时刻，浮子II11的浮力会大于浮子I9的浮力，所述浮子II11向上运动，所述浮子I9向下运动，这时所述链条12又将产生向上的合力，带动所述链轮13反向转动，永磁发电机16持续发电。

[0026] 以上涌动随潮起潮落交替进行周而复始，为永磁发电机16提供源源不断的动力，输出源源不断的电能。

[0027] 设置整流器17、蓄电瓶18以及交流逆变器19，发电单元产生的电能通过导线连接到所述整流器17，波形不规律的交流电由整流器17转变为直流电并且存储在蓄电瓶18中，当用户需要用电时，蓄电瓶18存储的电能经过交流逆变器19转变为频率及波形稳定的交流电供给用户使用。

[0028] 这里设置滑道7是为限制浮子I9保持直线运动而不随海流随意晃动，保证所述浮子I9运动稳定，这是滑轮8可以使所述浮子I9运动更稳定平滑，设置通孔20是为了保证滑道7内的海水与滑道7外的海水相连但不受海浪波动的干扰。

[0029] 以上所述所有设备均做密封处理，防止进入海水导致设备损坏。

[0030] 以上公开的仅为本发明的一个具体实施例，但是，本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

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