一种潮汐发电设施的制作方法

本发明是一种潮汐发电设施，更具体的说：它涉及到海上海水涨潮较高的海边浅水区域，用钢筋混泥土围成一个水池和安装水池壁上的发电装置，用潮汐的涨潮蓄水发电，利用潮汐的退潮排水发电。

背景技术：

目前潮汐发电的方法很多，但大多数都是利用潮汐的浮力，或者是利用潮汐的部分冲击力对水轮机和涡轮的叶片来进行发电，所以潮汐的能量利用率很低，更重要的是还未曾见到蓄排两功能水池柱塞式水力发电的先例。

技术实现要素：

本发明的目的是有效利用潮汐发电的一种设施。提供一种可以实施的一个方案，实现绿色可持续能源的利用率。

本发明潮汐发电设施，通过下述方案予以实现。在海上海水涨潮较高的海边区域，用钢筋混泥土墙围成一个水池。在水池墙壁下部，在海水退潮后的海水水面以下的围墙上，每隔一小段距离就有横向排列的和池壁一体的四个不锈钢通孔，通孔的直径一般在1.5-2.0米，通孔内与不锈钢通孔一体的带有内径孔洞1-1.5米的钢板，发电装置就装在钢板上，在实际设计中发电装置的外径要根据潮汐的平均高度而定，在每个孔洞上都装有一个发电装置，四个发电装置为一套，作用于一个轴，带动一个发电机发电。所述的发电装置，一半用于蓄水发电，另一半是用于排水发电。两种发电装置的设置是一样的，只不过是在水池壁上安装时方向正相反而已。所有的发电装置上同样都装有柱塞缸，缸内一端装有柱塞，在柱塞缸上设有间隔弧度50的四个弧度40的进水口，设有间隔弧度50的四个弧度40的出水口。在柱塞缸外径上套有管控柱塞缸的进出水口的自动筒套阀。所述的柱塞缸的外径1-1.5米，所述的缸外套筒阀是通过动力轴上的一个锥形齿轮，再通过另一个锥形齿轮向上转向，再通过另外两个锥形齿轮向侧向转向，再通过与锥形齿轮同轴的双圆销外啮合槽轮机构的主动轮带动从动轮，从动轮转动带动筒套阀作间歇45度的旋转。在柱塞缸内的内径的一端装有管控发电装置的启动与停止发电的电控开关。所述的电控开关是现有技术。设施中有多套电控开关，一部分是管控蓄水发电装置的启动和停机。另一部分是管控排水发电装置的启动与停机。电控开关是按需适时启动，适时停机。所述的柱塞缸和柱塞缸外自动套阀的一端截面是封闭的，另一端截面是敞开的。柱塞缸内柱塞的一端装有控制柱塞往复运动的双节连杆。所述的双节连杆一端固定在柱塞上，另一端固定在支架上，双节连杆中间的连接处的轴与套环粗于两端的轴与套环。在柱塞缸内还设有阻止连杆和柱塞在往复运动中出现死点的救生器。所述的救生器是由定位柱、弹簧、滑件构成。柱塞的另一端面上装有传送动力的上下面带齿的齿条。所述的发电装置还设有与齿条下齿啮合的传送动力的外棘爪棘轮齿轮，与外棘爪棘轮齿轮同轴的齿轮，与此齿轮啮合的与主动轴一体的传送动力于主动力轴的又一外棘爪棘轮齿轮，还有与此齿轮同轴的单圆销外啮合槽轮机构的从动轮，主动轮轴是与动力轴同轴。所述的齿条下齿与之啮合的外棘爪棘轮齿轮开始旋转时与外棘爪棘轮齿轮同轴的单圆销外啮合槽轮机构的从动轮也开始转动。另一套单圆销外啮合槽轮机构是通过动力轴上的齿轮带动另外两个齿轮与其中一个齿轮同轴的主动轮旋转，主动轮旋转带动从动轮作90度间歇转动，从动轮作间歇转动时带动与其同轴的外棘轮转动，外棘轮转动带动和外棘轮为一套的棘轮组的内棘爪轮转动，内棘爪轮转动带动与之同轴的与齿条上齿啮合的齿轮做间歇转动带动齿条与柱塞做回移运动。发电装置的运转有四个过程，其中一个过程是带动发电机轴旋转90度。完成潮汐海水连续发电是四个发电装置为一套，每一个发电装置同时各完成四个过程中的其中一个过程，使发电机连续发电。

本发明有如下有益效果

1、潮汐能是绿色无污染的清洁能源，提高人类的绿色发展指数。

2、潮汐能是不消耗自然资源的能源，为未来发展留一些自然资源。

3、因为海水和日月永在，所以这种能源是可持续的不竭能源。

附图说明

图1是本发明的水池与发电装置的简易结构示意图也是说明书摘要示意图；

图2是本发明的一个发电装置的正视结构简易示意图；

图3是本发明的一个发电装置的左视结构简易示意图；

图4是本发明的一个发电装置的俯视结构简易示意图；

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的描述。

在图中：钢筋混凝土筑建的围墙1，围成的蓄排双向发电设施的水池2，发电设施水池2的前壁孔洞上的蓄水发电装置示意3，水池2的后壁孔洞上的蓄水发电装置示意4，水池2的左壁孔洞上的排水发电装置示意5，水池2的右壁孔洞上的排水发电装置的示意6，发电装置示意3的进水口7，出水口8，排水发电装置示意5的进水口9，出水口10，水池2的护固墙11，水池2的墙壁孔洞上的钢板12，潮汐发电装置的启动、停机的筒式电控开关13。电动机14、小链轮15、传动链条16、大链轮17，发电装置的柱塞缸18、柱塞19、柱塞的一端截面上所装的齿条20，与齿条啮合的外棘爪棘轮齿轮21，此棘轮21的轴22，与外棘爪棘轮齿轮21同轴22上的齿轮23，齿轮23与之啮合的动力轴24一体的另外一个外棘爪棘轮齿轮25，与外棘爪棘轮齿轮21，齿轮23的共用轴22也是单圆销外啮合槽轮机构的从动轮26的轴，与从动轮26啮合的主动轮27，主动轮27的轴也是动力轴24，在动力轴24上的齿轮28，与齿轮28相啮合的齿轮29，齿轮29的轴30，与齿轮29相啮合的齿轮31，齿轮31的轴32，与齿轮31共轴的单圆销外啮合槽轮机构的主动轮33，从动轮34，从动轮34的轴35，与从动轮轴35同轴的外棘轮66与外棘轮一套的内棘爪轮67，内棘爪轮的轴68，与内棘爪轮同轴68上的与齿条20的上齿啮合的齿轮59，操纵齿条20，柱塞18做回移运动。在动力轴24上向上转向的锥形齿轮36、37，锥形齿轮37的轴38，在轴38上的向侧向转向的锥形齿轮39、40，锥形齿轮40的轴41，在轴41上的双圆销外啮合槽轮机构的主动轮42，从动轮43，从动轮的轴44，在从动轮轴44的另一端齿轮45，与齿轮45相啮合的齿轮46，齿轮46是柱塞缸18的外径上所套有的控制发电装置的柱塞缸的进出水口的间歇作45度旋转的自动控制筒式套阀47。在柱塞18的里端端面上装有控制柱塞作往复运动的两套双节连杆48，所述的双节连杆48的一端固定在柱塞19上，另一端固定在支架50上，双节连杆的两端细轴51、小径套环52，中间连接处是粗轴53、大径套环54，在柱塞缸内还设有阻止连杆和柱塞在往复运动时出现死点的救生器，所述的救生器是有固定在柱塞缸上的定位柱55、弹簧56、滑件57构成。所述的柱塞缸靠近进水口的一端截面58是封闭的。柱塞缸和自动套阀靠近出水口的一端面49是敞开的。齿轮箱代支架61，水池壁洞口65，和部分部件、密封圈等。

潮汐发电设施的全部工作流程是：在潮汐来临之前，潮汐发电设施的每一套的每一个发电装置的柱塞缸的进出水口的电控开关13全部是关闭的。海上的潮汐大约24小时发生两次低潮，两次高潮。根据用电需要可随意调整发电设施的启动、停机。比如：只考虑多发电而不考虑均匀的长时间的连续性。那么，当海水涨潮涨到预期高度时，把水池2的前后壁上的蓄水发电装置的每一套的每一个发电装置的柱塞缸的电控启动、停机开关13打开，让集聚在水池外的潮汐的高位海水进入水池2内，在高位海水通过发电装置进入水池2的过程中发电。在潮汐满潮时，关闭电控启动、停机开关13。当潮汐退潮到预期高度时打开水池2的左右壁上的发电装置的电控开关13，让水池2内的海水排入大海，在排水的过程中，海水通过排水发电装置时发电。在潮汐退潮后涨潮前关闭发电设施的所有发电装置的电控开关13。如果需要较长时间连续发电，那么，我们可以在潮汐涨潮涨到提前预期高度时打开水池2前后壁上的发电装置的电控开关13的一部分。潮水在到另一预期高度时在打开水池2的前后壁上的发电装置的另一部分电控开关13。潮汐满潮后关闭前后壁上的发电装置的电控开关13。当潮汐退潮到海水下降预期高度时，打开设施的左右壁上的排水发电装置的一部分电控开关13，进行排水发电，当退潮海面下降到另一预期高度时打开左右壁上的另一部分发电装置的电控开关13，排水发电到下一次涨潮开始前，关闭设施所有的发电装置的所有电控开关13。总之，潮汐发电的启动和停机是按照需要来进行的。

无论是蓄水发电还是排水发电都是高位海水向对面流动，通过发电装置的过程中发电。以一套蓄水发电装置为例，当打开电控开关时，四个发电装置为一套发电装置的其中一个发电装置正处在开始进行发电装置的四个运转过程的第二过程，也就是说有一个发电装置已经打开柱塞缸18的进水口7的自动套阀47，在套阀47打开进水口7的同时也已经关闭本柱塞缸的出水口8。所述的柱塞缸上设有四个弧度40的进水口7、设有与进水口相交错的四个弧度40的出水口8。所述的自动套阀47是套在柱塞缸外径上的筒式套阀上的通口，也是弧度40的弧口，覆盖柱塞缸通口的套阀是弧度50的筒壁。自动套阀一次的运动角度是45度。当筒式套阀47在第二运转过程开始时是已经打开进水口7、关闭出水口8。这时，集聚在水池2墙外的高位海水通过前后壁上的每一套的其中一个发电装置的进水口7进入柱塞缸18之内，对柱塞缸内的柱塞19的一个截面产生压力，推动19移动做功。柱塞19移动时柱塞的另一截面62把柱塞缸18内的海水从柱塞缸内通过未封闭的柱塞缸和自动筒式套阀一截面通口49推入水池2中。同时柱塞也把装在自身上的齿条20推移，齿条20移动时推动外棘爪棘轮齿轮21在定轴22上转动，定轴22转动时带动本轴上的齿轮23转动，齿轮23转动时带动与之啮合的外棘爪棘轮齿轮25转动，外棘爪棘轮齿轮25顺时针转动时带动本套发电装置的动力轴24旋转90度。动力轴24旋转时，带动向上转向的一套锥形齿轮36、37旋转。锥形齿轮37在定轴38上，定轴38与发电机60同轴，所以动力轴24转90度时也带动发电机轴38转90度，四个发电装置控制一个发电机，此时水池2的前后壁上的每一套四个发电装置的其中一个发电装置完成了第二过程。然后每套发电装置的另外三个发电装置一个接一个连续完成第二过程。使动力轴24能够连续旋转。使发电机连续发电。一个发电装置在完成第二过程末了时，柱塞受到双节连杆48的牵拉而停止运动。所述的双节连杆是两套固定在支架50上的定位轴63、套环64、定位在柱塞上的轴51、套环52和双节连杆的连接粗轴53、大径套环54构成。双节连杆是受到救生器的阻拦而不能伸直。所述的救生器是由固定在柱塞缸18上的定位柱55、弹簧56、滑件57构成。救生器的作用是：当双节连杆随着柱塞运动到一定的位置时、双节连杆48的中间连接轴53和轴套54受到救生器的滑件57、弹簧56的阻挡而减小双节连杆的动力，但是还在运动。当救生器的滑件57与救生器的固位柱55接触时，阻挡双节连杆继续运动，这时，双节连杆之间出现一个夹角这是为柱塞回移时双节连杆不能处在死点上。在一套四个发电装置的一个发电装置的第二过程完成时，动力轴24带动与之一体的单圆销外啮合槽轮机构的主动轮27控制从动轮26停歇到主动轮旋转270度后，从动轮26再度随与同轴22的外棘爪棘轮齿轮21、齿轮23同步作下一个第二过程。

第三过程：关闭进水口7、打开出水口8，在动力轴24的持续旋转发电的过程中，动力轴24也在带动与之一体的锥形齿轮36旋转、锥形齿轮36旋转时带动与之啮合的在轴38上的锥形齿轮37旋转，同时也带动轴38上的锥形齿轮39旋转，齿轮39旋转时带动与之啮合的转向锥形齿轮40旋转，锥形齿轮40旋转时带动与之一体的定轴41旋转，定轴41的旋转带动与之一体的双圆销啮合槽轮机构的主动轮42旋转，主动轮42旋转带动从动轮43，作90度间歇转动，从动轮43作90度间歇旋转时，也带动与从动轮轴44同轴的齿轮45作间歇90度转动时，带动柱塞缸的进水口的自动筒式套阀开关47作45度的间歇转动.本次筒式套阀自动开关的45度转动是关闭进水口7，打开出水口8，发电装置的第三过结束。

第四过程：柱塞回移，在动力轴24的连续旋转发电的过程中，也在带动与动力轴24同轴的齿轮28旋转，齿轮28的旋转，带动在定轴30上的齿轮29旋转，齿轮29旋转时带动在定轴32上的齿轮31旋转，齿轮31的旋转带动与32同轴的单圆销外啮合槽轮机构的主动轮33旋转，主动轮33的旋转可带动单圆销外啮合槽轮机构的从动轮34和从动轮轴35一起做90度间歇转动。从动轮34和它轴35转动90度的过程中，带动与从动轮轴35同轴的外棘轮66转动，外棘轮66转动带动与外棘轮一套的内棘爪轮67转动，内棘爪轮67转动带动内棘爪轮轴68转动，内棘爪轮轴转动时带动与轴68一体的齿轮59作逆时针转动90度，齿轮59转动带动齿条20、柱塞18做回移运动。当柱塞回移时，柱塞把柱塞缸内的海水从柱塞缸的出水口8排挤到水池2内。当齿轮59向逆时针转动停止时，水池2的前后壁上的发电装置的各套发电装置的某一个发电装置的第四过程结束。

第一过程：打开进水口7、关闭出水口8。柱塞缸外径上套有的自动筒式套阀开关47，在第三过程后，停歇一个过程，停歇一个过程后，再通过第三过程的方式在转45度，完成第一过程。四个发电装置为一套的其中一个发电装置的第四过程结束，当其他三个发电装置的四个过程结束后，接下来进行下一个轮回，蓄水发电结束后，发电设施的水池2的前后壁上的发电装置全部关闭电控启动、停机开关13。

在海水退潮到预期高度，打开发电设施的水池2的左右壁上的排水发电装置的电控开关13。发电方式与蓄水发电基本相同，不相同的是，蓄水发电是将潮汐海水放入水池2内，而排水发电是将水池2内的海水放回大海。

在蓄排双向发电设施每一套的四个发电装置，在一个过程的时间内，同时进行四个过程，四个发电装置各进行一个过程，并交错进行运转，使得动力轴24能够连续旋转，带动定轴38旋转使发电机在一定时间内连续发电。

实施例：

如果我们在海湾区域建造一个高能容纳潮水高度的边长100米的正方形水池，那么这个水池的面积是10000平方米，如果水池区域海水的两次大潮平均高度为6米，两次低潮平均高度为0.8米左右，那么一天的潮水所做的功是多少，能发多少电，下面给大家介绍三种潮汐发电方式。

第一种方式：当高潮海水从最低水面涨到3米高时，打开前后壁上的发电装置的全部启动停机阀13向水池内放海水发电，池内水面上升速度是池外海面上升速度的2倍(或接近2倍)。这样海潮涨到顶峰时，池内外的水面相平，这时关闭前后壁上的发电装置的启动停机阀13，在海水退潮退到距顶峰水面3米时，打开左右壁上的发电装置的启动停机阀13，把池内的海水排放回大海发电，池内的海水水面的下降速度是退潮海面下降速度的2倍，这样海水退潮结束时，池内外的水面相平，大潮退潮结束时，关闭前后壁上的发电装置的启动停机阀13，那么两次大潮进出水池的海水所做的功为36万吨力/米，两次低潮平均高度为0.8米，那么当低潮涨到0.4米高时，打开前后壁上的发电装置的启动停机阀13向池内放海水发电，池内海水水面上升速度是池外海面上升速度的2倍，这样低潮涨到顶峰时池内外的水面相平，这时关闭前后壁上的发电装置的启动停机阀13，当低潮退潮时，池外海面下降0.4米时，打开水池左右壁上的发电装置的启动停机阀13，让池内的海水回归大海，池内的水面下降速度是池外海面下降速度的2倍，这样低潮退潮后，池内外的海水水面相平的，这时关闭左右壁上的发电装置的启动停机阀13，两次低潮海水进出水池所做的功为0.8万吨力/米，那么这种发电方式一天可获得36.8万吨力/米的功，日发电量为9457万千瓦小时，每年发电量约为34.5亿千瓦小时。

第二种潮汐发电方式：当高潮海水涨到2米高时，打开前后壁上的一半的启动停机阀13，向水池内放海水发电，在海水从2米涨到4米高的过程中，池内外水面上升速度相同，一直是池外海面高于池内水面2米，当潮水涨到4米时，把前后壁的发电装置的另一半启动停机阀13打开，这样就使得池内水面上升速度是池外海面上升速度的2倍，这样当潮水涨到顶峰时，池内外的水面相平。这时关闭前后壁上的发电装置的所有启动停机阀13，在大潮海水退潮过程中，当池外海面下降2米时，打开水池左右壁上的发电装置的一半启动停机阀13，让池内海水回归大海的过程中发电，在池外海面从下降2米到下降4米的过程中，池内外的水面下降速度相同。这一段过程中，池内水面一直高于池外海面2米，当海水退潮下降到4米时，打开左右壁上的发电装置的另一半启动停机阀13，那么，海水退潮下降4米到6米的过程中，池内水面下降速度是池外海面下降的2倍，这样当潮水退潮结束时，池内外水面相平，这时关闭水池左右壁上的发电装置的所有启动停机阀13，两次大潮都是用同种方式发电，那么两次大潮的涨退海水进出水池所做的功为32万吨力/米，两次小潮的涨退进出水池所做的功与第一种方式做功相同为0.8万吨力/米，那么这第二种方式，一天24小时内两次大潮、两次小潮，一共做功为32.8万吨力/米，日发电量为842.9万千瓦小时，年发电为30.76656亿千瓦小时。

第三种潮汐发电方式：当高潮海水水面涨潮上升到1米时，打开水池前后壁上一半的发电装置的启动停机阀13，让池外的海水进入池内的过程中发电，在池外潮水水面从1米高上升到5米高的过程中，水池内外水面上升速度相同，池内外水面始终相差1米，当海面上升到5米时，把前后壁上的发电装置的另外一半启动停机阀13打开，当海面从高5米上升6米的过程中，水池内的水面上升速度是池外海水上升速度的2倍，这样当潮水涨到顶峰时水池内外的水面相平，这时把水池前后壁上的发电装置的启动停机阀13关掉，当高潮海水退潮海面下降1米时，打开水池左右壁上的发电装置的启动停机阀13的一半，让海水回归大海的过程中发电。当池外海水水面从下降1米到下降5米的过程中，水池内外的水面下降速度是相同的，池内水面与池外水面在这一过程中始终相差1米，当退潮下降到5米时打开水池2的左右壁上的发电装置的另一半启动停机阀13，那么退潮下降5-6米的过程中，池内的水面下降速度是池外海面下降速度的2倍，这样退潮结束时，水池内外的水面相平，这时关闭所有左右壁上的发电装置的启动停机阀，这种发电方式的两次大潮的涨退进出水池所做的功为20万吨力/米，两次小潮涨退进出水池所做的功与第一种方式和第二种方式相同的功，为0.8万吨力/米。那么这第三种潮汐发电方式一天两次大潮、两次小潮，海水进出水池共做功20.8万吨力/米，日发电量为534.5万千瓦小时，年发电量为19.5亿度点。上述三种潮汐发电方式的发电时间各有不同，第一种发电方式的发电时间是一天大小涨潮和退潮时间的1/2，第二种发电方式的发电时间是两次大潮涨潮退潮时间的2/3在加上两次小潮的涨潮退潮时间的1/2，第三种发电方式的发电时间是两次大潮涨潮退潮时间的5/6，在加上两次小潮的涨潮退潮时间的1/2。从上述三种发电方式中可以看出，一天24小时内的两次大潮和两次小潮的发电量多的时间短，发电量少的时间长，在实际应用中只能按需安排使用某一种发电方式，或选另外一种发电方式。