专利名称：利用潮汐发电的装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及发电装置，具体地说是指利用潮汐发电的装置。
背景技术：
众所周知，传统的用水发电的方法是利用具有一定落差的水由高处流向低处，其势能转化为动能，带动水轮发电机转动进行发电。通常在地势较高的位置设置水库蓄水，在地势较低的位置安装水轮发电机，水从高处落下，对水轮发电机的叶片做功。这种方式通常是利用较大的水量冲击尺寸较小的叶片，大量的水从叶片圆周外或叶片之间流过，因而大量的水力没有得到充分利用，造成大量水力资源的浪费。
在当今世界能源日益缺乏的情况下，如何节约能源、充分有效地利用能源已是当前世界发展必须解决的一个重要课题，由于环境遭到严重破坏，许多河流产生断流、干涸的现象，水力资源严重不足。除了对水轮发电机进行改进，以提高其发电效率，人们还想到了利用潮汐来进行发电。
如中国专利86103832号公开了一种“浮体潮汐发电的方法”，该方法主要原理是在海面上设置水槽，并使两个水槽内的水位根据潮汐的涨落形成一水位差，或使一个水槽内的水位和海面之间形成水位差，利用该水位差势能推动水轮发电机组发电。该种发电方法与传统的水力发电方法其本相同，其区别仅在于其用于发电的水位落差由潮汐的涨落产生。由于潮汐所形成的落差一般不超过五米，而水轮机要求有较大的水位落差，因此，该方法的发电效率极低，而且仅能实现间隔性地发电，因而不能得到推广应用。
实用新型内容本实用新型的主要目的在于克服前述发电方法的缺点，而提供一种能充分利用潮汐进行发电的装置，本实用新型的目的还在于克服现有利用潮汐进行发电的方法发电效率低的缺点。
本实用新型采用如下技术方案包括一水槽，该水槽包括一与海面连通的进水口和一连通到一与海面隔离的蓄水池的排水口，进水口和排水口分别设有进水阀和排水阀；一浮锤，浮设于水槽内的水面上；一杆体，竖直地连设于浮锤上方，该杆体侧面设有一齿条；一发电齿轮，该发电齿轮与一发电机的输入轴相连，且该发电齿轮与前述杆体的齿条啮合。
前述装置还包括1)多个水槽，每一水槽均具有相同的附属结构；2)每一水槽均设有进水阀关闭控制轮，每一杆体上均设有与进水阀关闭控制轮配合的第一控制齿，以连动控制同一水槽的进水阀关闭；3)每一水槽均设有进水阀开启控制轮，每一杆体上均设有与进水阀开启控制轮配合的第二控制齿，连动控制上一水槽的进水阀开启；4)每一水槽均设有排水阀关闭控制轮，每一杆体上均设有与排水阀关闭控制轮配合的第三控制齿，连动控制同一水槽的排水阀关闭；4)每一水槽均设有排水阀开启控制轮，每一杆体上均设有与排水阀开启控制轮配合的第四控制齿，连动控制下一水槽的排水阀开启。
前述装置中，最后一个水槽靠上部旁连设有一小水槽，该小水槽距离其底部一定高度处设有与最后一个水槽相连通的进水口，小水槽底部设有连通到一与海面隔离的蓄水池的排水口，排水口分别设有排水阀，小水槽内的水面上浮设有一可随水槽内水位的升降而升降的浮锤，浮锤上方竖直地连设有一杆体，该杆体旁于相同高度设有进水阀开启控制轮、排水阀关闭控制轮，杆体上设有当小水槽内的水位降至最低时可分别连动控制进水阀开启控制轮、排水阀关闭控制轮的控制齿，最后一个水槽的排水阀开启控制轮连动控制第一水槽的排水阀开启，同时连动控制小水槽的排水阀开启，小水槽的进水阀开启控制轮连动控制最后一个水槽的进水阀开启，其排水阀关闭控制轮连动控制其自身的排水阀关闭。
前述装置中，进水阀关闭控制轮的位置高于进水阀开启控制轮的位置，进水阀开启控制轮的位置高于排水阀开启控制轮和排水阀关闭控制轮的位置，所述杆体的截面的形状为工字形，各控制齿分而于其中三个边上，与发电齿轮相啮合的齿条设于其另一边上，各控制齿位于相同高度。
前述装置中，浮锤上半部分为空心体，下半部分为实心体。
前述装置中，杆体的上端部滑设于一竖直方向的柱形槽中，该上端部通过设于其两侧的滑轮与该柱形槽可滑动配合，浮锤下方竖直地连设一定位杆，该定位杆通过设于其两侧的滑轮活动配合于一设于水槽底部的柱形的限位槽中。
前述装置中，蓄水池侧面设有一出水口，该出水口上滑设有一闸板，闸板上连设有一浮于海面上的浮体。
由上述对本实用新型的描述可知，本实用新型具有如下优点一，能充分利用潮汐的涨落进行发电，由于本实用新型并不是利用水轮机进行发电，而是利用水槽内浮锤的直线运动带动发电齿轮进行发电，因此不会浪费水的势能，发电效率较高；二，多个水槽连续工作，可实现全天连续发电，不象以往利用潮汐发电仅能进行间隔性地发电；三，使用方便，可实现自动连续发电；四，海水用完后又排入大海中，不会造成任何环境污染，不会破坏生态平衡；五，可方便地安装于海边，其动力来源取之不尽，用之不竭。
图1为本实用新型总体结构示意图；图2为本实用新型最后一个水槽的结构示意图；图3为图1中杆体局部放大图；图4为图3的右视图；图5为图3的左视图；图6为本实用新型杆体局部立体示意图；图7为本实用新型蓄水池的立体结构示意图。
具体实施例参照图1至图7，详细说明本实用新型的具体实施例。
该利用潮汐发电的装置可安装于海边潮水退潮时的最低水位处，该装置包括多个结构相同的水槽，下面以其中第一个水槽1为例来说明其结构。
该水槽1顶部边缘高于潮水涨潮时的最高水位，其靠底部的一侧设有一个与海面连通的进水口11，该进水口11的高度只要低于涨潮时的最高水位即可，最好是接近于退潮时的最低水位，且该进水口11设有进水阀110；该水槽1靠底部的另一侧设有一排水口12，该排水口12的高度应高于退潮时的最低水位，才能进行排水，且最好接近于退潮时的最低水位，以便充分利用潮汐的水位差，该排水口12连通到一蓄水池10，排水口12设有排水阀120。
参照图7，该蓄水池10与海面隔离，该蓄水池10通过入水口101和水槽1的排水口12连接，蓄水池10侧面设有一出水口102，该出水口102上设有一可上下滑动的闸板103，闸板103顶部连设有一浮于海面上的浮体104。该蓄水池10的顶部边缘高于涨潮时的最高水位，其出水口102低于水槽1的排水口12，但高于退潮时的最低水位。且该水槽的面积足够大，能容纳各水槽中排出的水。退潮时，闸板103随浮体104向下滑动，出水口102打开，蓄水池10内的积水排入大海，涨潮时，闸板103随浮体104上升，出水口102被封闭，蓄水池10内部与海面之间被分隔开，以便各水槽能向蓄水池10中排水。
水槽1中设有一浮锤13，该浮锤13浮设于水槽1内的水面上，可随水槽1内水位的升降而升降，该浮锤13上方竖直地连设有一杆体14，该杆体14可随浮锤13的升降作上下直线运动。参照图3至图6，该杆体14的截面为工字形，其左前侧、左后侧、右前侧的三个边上于相同高度位置分别设有一控制齿，右前侧的控制齿为第一控制齿142，左后侧的控制齿为第二/第三控制齿144，左前侧的控制齿为第四控制齿143；杆体14右后侧设有一齿条141，该齿条141的顶部与各控制齿的顶部平齐，其底部延伸至浮锤13上表面。
上述浮锤13上半部分为空心体，下半部分为实心体，使其既可以随着水槽1中的水位上升，下降时又可以产生足够的向下的拉力。
水槽1上方靠近其顶部边缘处设有位于同一高度且排列于杆体14周围的排水阀关闭控制轮19，排水阀开启控制轮17和发电齿轮15。排水阀关闭控制轮19与第二/第三控制齿144对应配合，且排水阀关闭控制轮19为单向轮，仅当第二/第三控制齿144向下运动时排水阀关闭控制轮19才会动作；排水阀开启控制轮17与第四控制齿143对应配合，且排水阀开启控制轮17为单向轮，仅当第四控制齿143向下运动时排水阀关闭控制轮17才会动作；发电齿轮15与齿条141对应配合，且发电齿轮15为单向轮，仅当齿条141向下运动时发电齿轮15才会动作。
排水阀关闭控制轮19的正上方一定高度位置设有一进水阀开启控制轮16，该进水阀开启控制轮16与第二/第三控制齿144对应配合，且该进水阀开启控制轮16为单向轮，仅当第二/第三控制齿144向下运动时进水阀开启控制轮16才会动作；对应于第一控制齿142设有一进水阀关闭控制轮18，该进水阀关闭控制轮18的位置高于进水阀开启控制轮16，该进水阀关闭控制轮18为单向轮，且仅当第一控制齿142向上动动时，该进水阀关闭控制轮18才会动作。
上述各控制轮及发电齿轮15均为单向转动轮，其具体结构可有多种，且为现有技术，在此不详述。
杆体14的上端部滑设于一竖直方向的柱形槽145中，该上端部通过设于其两侧的滑轮146与该柱形槽145可滑动配合，浮锤13下方竖直地连设一定位杆147，该定位杆147活动配合于一设于水槽1底部的柱形的限位槽148中，定位杆147底部两侧设有滑轮149，可于限位槽148两侧壁上滑动，该种结构使浮锤13及杆体14能稳定地在竖直方向上做直线运动。
参照图1，第二水槽2和第三水槽3和第一水槽1的结构相同，其相应技术特征分别为第二水槽2进水口21、进水阀210、排水口22、排水阀220、浮锤23、杆体24、发电齿轮25、进水阀开启控制轮26、排水阀开启控制轮27、进水阀关闭控制轮28、排水阀关闭控制轮29、柱形槽245、滑轮246、定位杆247、限位槽248、滑轮249；第三水槽3进水口31、进水阀310、排水口32、排水阀320、浮锤33、杆体34、发电齿轮35、进水阀开启控制轮36、排水阀开启控制轮37、进水阀关闭控制轮38、排水阀关闭控制轮39、柱形槽345、滑轮346、定位杆347、限位槽348、滑轮349。
虽然图1仅显示三个水槽，但本实用新型可依该原理连接任意数量的同种结构的水槽，如图2所示，最后一个水槽n的结构也和前述各水槽结构相同，其对应的主要技术特征有进水口n1、进水阀n10、排水口n2、排水阀n20、浮锤n3、杆体n4、发电齿轮n5、进水阀开启控制轮n6、排水阀开启控制轮n7、进水阀关闭控制轮n8、排水阀关闭控制轮n9。最后一个水槽n的工作原理也和前述各水槽相同。
参照图2，最后一个水槽n侧壁靠上位置还连设有一个小水槽a，其结构和原理和前述各水槽大体相同，对应的技术特征主要有与最后一个水槽n连通的进水口a1、排水口a2、排水阀a20、浮锤a3、杆体a4、进水阀开启控制轮a6、排水阀关闭控制轮a9。其中，进水阀开启控制轮a6、排水阀关闭控制轮a9位于同一高度，杆体a4上设有当小水槽a内的水位降至最低时可分别连动控制进水阀开启控制轮a6、排水阀关闭控制轮a9的控制齿。另外，进水口a1距离小水槽a的底部有一定的高度。
最后一个水槽n的排水阀开启控制轮n7连动控制第一水槽1的排水阀120开启，同时连动控制小水槽a的排水阀a20开启，小水槽a的进水阀开启控制轮a6连动控制最后一个水槽n的进水阀n10开启，其排水阀关闭控制控制轮a9连动控制其自身的排水阀a20关闭。
下面详细说明本装置的工作过程。
初始状态下，每一水槽1、2、3的进水阀110、210、310开启，排水阀120、220、320关闭，涨潮时海水通过各进水口11、21、31进入每一水槽1、2、3中，每一水槽1、2、3内的水位逐渐上升，每一水槽1、2、3内的浮锤13、23、33随之上升，当该水位上升到一定高度时，每一杆体14、24、34的第一控制齿142、242、342带动对应的进水阀关闭控制轮18、28、38动作，使每一进水阀110、210、310关闭，每一进水口11、21、31被阻断而不再进水；最后一个水槽n也如上所述的步骤充满水，小水槽a也同样充满水。
此时，人工开启第一个水槽1的排水阀110，第一水槽1内的海水逐渐排入蓄水池10，其水位逐渐下降，其浮锤13随之下降，当下降到最低位置时，其杆体14上的第二/第三控制齿144带动排水阀关闭控制19轮动作，使第一水槽的排水阀120关闭，同时其第四控制齿143带动排水阀开启控制轮17动作，使第二水槽2的排水阀220开启；第二水槽2内的海水开始逐渐排入蓄水池10，当其浮锤23下降到一定位置时，其杆体24上的第二/第三控制齿带动其进水阀开启控制轮26动作，使第一水槽1的进水阀110开启，以便进行下一次进水；而当第二水槽2的水位降至最低位置时，其杆体24上的第二/第三控制齿带动对应的排水阀关闭控制轮29动作，使其排水阀220关闭，同时其第四控制齿带动对应的排水阀开启控制轮27，打开第三水槽3的排水阀320，使第三水槽3开始排水。
第三水槽3的工作原理与前述类似，其进水阀开启控制轮36可控制第二水槽2的进水阀210打开。以此类推，第三水槽3之后的各个水槽动作过程也相同。最后一个水槽n排完水时，小水槽内的水面位于其进水口a1处，而第一个水槽1已经再次充满水，此时海平面恰好再次涨至最高，最后一个水槽n的排水阀开启控制轮n7连动控制第一水槽1的排水阀120打开，使第一水槽1开始再次排水，进入下一循环，最后一个水槽n的排水阀开启控制轮n7同时连动控制小水槽a的排水阀a20打开，使其可开始排水，当小水槽a内的水排完时，其排水阀关闭控制轮a9连动控制其自身的排水阀a20关闭，以便小水槽a进入可再次被充水的状态，而其进水阀开启控制轮a6则连动控制最后一个水槽n的进水阀n10打开，使最后一个水槽n也可再次进入充水状态。
由上可见，设计小水槽a的作用在于，小水槽a可控制最后一个水槽n在排完水后才打开其进水阀n10，这样既可保证最后一个水槽n能顺利排水，又能使最后一个水槽n能顺利地进行下一次充水，以保证前述各水槽进行连续循环排水。如此可形成循环控制，根据潮汐周期及各水槽进水和排水的时间，可计算出所需水槽的总个数，从而可实现不间断连续地发电。各控制齿或控制轮的高度可设计为调，根据潮汐水位高低不同，可调节各控制齿或控制轮的高度以和潮汐水位相适配。
图1和图2中的虚线表示各控制轮与各进水阀、排水阀之间的控制关系，该种连动控制机构可有多种，如链条传动、皮带传动、齿轮传动等等，均为现有技术，在此不再说明。
上述仅为本实用新型的一个具体实施例，但本实用新型的设计构思并不局限于此。例如，利用该构思，可轻易地设计出，将本实用新型中的杆体改为一齿轮体，而浮锤上连设一链条，该链条绕设于该齿轮体上，链条的另一端连接一悬空的重量适当的重物，该浮锤随着水槽内水位的升降而升降，并带动齿轮体转动，从而带动发电机发电。而且本实用新型也并不仅仅适用于利用潮汐发电，只需要具备一定落差的水源对本实用新型中的水槽灌水即可，在此种情况下，只需设置至少两个水槽即可实现自动循环控制，达到不间断发电的目的。凡利用此构思对本实用新型进行非实质性的改动，均应属于侵犯本实用新型保护范围的行为。
权利要求1.利用潮汐发电的装置，其特征在于包括一水槽，该水槽包括一与海面连通的进水口和一连通到一与海面隔离的蓄水池的排水口，进水口和排水口分别设有进水阀和排水阀；一浮锤，浮设于水槽内的水面上；一杆体，竖直地连设于浮锤上方，该杆体侧面设有一齿条；一发电齿轮，该发电齿轮与一发电机的输入轴相连，且该发电齿轮与前述杆体的齿条啮合。
2.如权利要求1所述的利用潮汐发电的装置，还包括1)多个水槽，每一水槽均具有相同的附属结构；2)每一水槽均设有进水阀关闭控制轮，每一杆体上均设有与进水阀关闭控制轮配合的第一控制齿，以连动控制同一水槽的进水阀关闭；3)每一水槽均设有进水阀开启控制轮，每一杆体上均设有与进水阀开启控制轮配合的第二控制齿，连动控制上一水槽的进水阀开启；4)每一水槽均设有排水阀关闭控制轮，每一杆体上均设有与排水阀关闭控制轮配合的第三控制齿，连动控制同一水槽的排水阀关闭；5)每一水槽均设有排水阀开启控制轮，每一杆体上均设有与排水阀开启控制轮配合的第四控制齿，连动控制下一水槽的排水阀开启。
3.如权利要求2所述的利用潮汐发电的装置，其特征在于最后一个水槽靠上部旁连设有一小水槽，该小水槽距离其底部一定高度处设有与最后一个水槽相连通的进水口，小水槽底部设有连通到一与海面隔离的蓄水池的排水口，排水口分别设有排水阀，小水槽内的水面上浮设有一可随水槽内水位的升降而升降的浮锤，浮锤上方竖直地连设有一杆体，该杆体旁于相同高度设有进水阀开启控制轮、排水阀关闭控制轮，杆体上设有当小水槽内的水位降至最低时可分别连动控制进水阀开启控制轮、排水阀关闭控制轮的控制齿，最后一个水槽的排水阀开启控制轮连动控制第一水槽的排水阀开启，同时连动控制小水槽的排水阀开启，小水槽的进水阀开启控制轮连动控制最后一个水槽的进水阀开启，其排水阀关闭控制轮连动控制其自身的排水阀关闭。
4.如权利要求2所述的利用潮汐发电的装置，其特征在于进水阀关闭控制轮的位置高于进水阀开启控制轮的位置，进水阀开启控制轮的位置高于排水阀开启控制轮和排水阀关闭控制轮的位置，所述杆体的截面的形状为工字形，各控制齿分而于其中三个边上，与发电齿轮相啮合的齿条设于其另一边上，各控制齿位于相同高度。
5.如权利要求1所述的利用潮汐发电的装置，其特征在于所述的浮锤上半部分为空心体，下半部分为实心体。
6.如权利要求1所述的利用潮汐发电的装置，其特征在于所述杆体的上端部滑设于一竖直方向的柱形槽中，该上端部通过设于其两侧的滑轮与该柱形槽可滑动配合，浮锤下方竖直地连设一定位杆，该定位杆通过设于其两侧的滑轮活动配合于一设于水槽底部的柱形的限位槽中。
7.如权利要求1所述的利用潮汐发电的装置，其特征在于所述蓄水池侧面设有一出水口，该出水口上滑设有一闸板，闸板上连设有一浮于海面上的浮体。
专利摘要利用潮汐发电的装置，包括一水槽，该水槽包括一与海面连通的进水口和一连通到一与海面隔离的蓄水池的排水口，进水口和排水口分别设有进水阀和排水阀；一浮锤，浮设于水槽内的水面上；一杆体，竖直地连设于浮锤上方，该杆体侧面设有一齿条；一发电齿轮，该发电齿轮与一发电机的输入轴相连，且该发电齿轮与前述杆体的齿条啮合。本实用新型能充分利用潮汐的涨落进行发电，不会浪费水的势能，发电效率较高；可实现全天连续发电，不象以往利用潮汐发电仅能进行间隔性地发电；使用方便，可实现自动连续发电；海水用完后又排入大海中，不会造成任何环境污染，不会破坏生态平衡；可方便地安装于海边。
文档编号F03B13/00GK2760278SQ200420099609
公开日2006年2月22日 申请日期2004年12月30日 优先权日2004年12月30日
发明者阮露 申请人:阮露