一种齿轮增速式潮汐发电装置的制作方法

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：

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。

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。

技术实现要素：

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：

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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：

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明增速齿轮箱的结构示意图；

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：

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。

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；

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。