一种潮汐动力驱动弹性能量存储发电装置及方法与流程

1.本发明涉及潮汐能量领域，具体提出的是利用潮汐动力驱动弹性能量存储发电装置及方法。


背景技术：

2.2018年中国发电量再次全球第一，达到了近6.8万亿千瓦时，分别占比是火电74%，水电16%，风电5%，核电4.3，太阳能发电1.32%。其中火电、核电是靠能源转换发电，消耗能源，污染环境。水电、风电、太阳能在较大程度上受环境气候无法成为主力发电。
3.潮汐作为一种自然现象，这种现象主要是由月球、太阳的引力以及地球自转效应所造成的，涨潮时，大量海水汹涌而来，具有很大的动能；同时，水位逐渐升高，动能转化为势能。落潮时，海水奔腾而归，水位陆续下降，势能又转化为动能。海水在运动时所具有的动能和势能统称为潮汐能，潮汐是一种蕴藏量极大、取之不尽、用之不竭、不需开采和运输、洁净无污染的可再生能源。
4.目前已有的潮汐发电站是在海边利用地势、地形拦海筑坝，形成水库，涨潮时将海水储存在水库内，以势能的形式保存，然后，在落潮时放出海水，利用高、低潮位之间的落差，推动水轮机旋转，带动发电机发电。有着局限性限制，难以拓展。
5.利用现有涨潮、落潮流水的往复流状态，所以需要对海流能量的拾取、能量储存和能量输出的装置或设备进行研发，提供一种切实可行的技术方案。


技术实现要素：

6.为了利用潮汐作为动能进行发电，本发明提供了潮汐动力驱动弹性能量存储发电装置及方法。该装置通过潮汐动力驱动转轴使弹性储能机构的弹片发条储存动力，又通过动力增速机构经过动力输出轴带动发电机运转发电，解决潮汐动力发电的技术问题。
7.本发明解决技术问题所采用的方案是：储能单元内部活动安装有若干组独立弹性储能机构，所述若干组弹性储能机构在储能单元的支撑作用下依次串联连接，所述储能单元外侧的一端固定安装有能量采集装置，另一端固定安装有输出机构；所述能量采集装置收集动能后传递至所述弹性储能机构进行暂存，然后经输出机构释放动能转化成电能进行发电。
8.优选的，所述储能单元，由若干组隔板隔开，所述隔板之间通过隔板穿杆相互连接，形成若干空腔作为储能单元；所述隔板中心处设有通孔，通孔处固定卡装有轴承，用于固定弹性储能机构及通过旋转传递所述能量采集装置采集到的动能。
9.优选的，所述弹性储能机构由储能壳体及弹片发条组成；所述储能壳体，为一侧开口的缸状结构，壳体内部空间用于安置所述弹片发条，壳体内壁设有壳体内槽；所述储能壳体另一侧中心部固定设有外凸起的储能传动轴，所述储能传动轴上设有传动轴凹槽，利用所述储能传动轴穿过所述轴承卡装在所述隔板上，在轴承的支撑带动下可旋转；所述弹片发条横截面为螺旋状，外端头设有弹片外挂钩，利用所述弹片外挂钩，安插在储能壳体内壁
上的壳体内槽中，内端头安插在另一组弹性储能机构储能传动轴上的传动轴凹槽中或者安插在能量采集装置中。
10.积极效果，本发明通过潮汐驱动弹性储能机构运转，然后通过增速机构和动力输出轴提供旋转动力，利用旋转力带动发电机运转发电。同时弹性储能机构能够无限组合，形成巨大动力储能列阵，增加动力的输出。该装置能够充分利用潮汐提供动力，所以应用面广。适宜作为潮汐动力自然能量拾取驱动弹性储能转动力发电装置使用。
附图说明
11.图1为本发明结构图；图2为本发明结构剖面图；图3为本发明储能机构原理示意图；图4为本发明棘轮机构设置示意图。
12.图中，1.转轴，2.驱动板锚固钉，3.驱动板，4.棘轮，5.棘爪，6.隔板，7.轴承，8.弹性储能机构，8.1.弹片发条，8.2.弹片外挂钩，9.储能壳体，9.1.壳体内槽，10.储能传动轴，10.1.传动轴凹槽，11.主轴齿轮，12.从动轮，13.从动轮主齿轮，14.从动轮副齿轮，15.副齿轮输出齿轮，16.输出齿轮被动轮，17.动力输出轴，18.隔板穿杆。
具体实施方式
13.储能单元内部活动安装有若干组独立弹性储能机构8，所述若干组弹性储能机构8在储能单元的支撑作用下依次串联连接，所述储能单元外侧的一端固定安装有能量采集装置，另一端固定安装有输出机构；所述能量采集装置收集动能后传递至所述弹性储能机构8进行暂存，然后经输出机构释放动能转化成电能进行发电。
14.所述储能单元，由若干组隔板6隔开，所述隔板6之间通过隔板穿杆18相互连接，形成若干空腔作为储能单元；所述隔板6中心处设有通孔，通孔处固定卡装有轴承7，用于固定弹性储能机构8及通过旋转传递所述能量采集装置采集到的动能。
15.所述弹性储能机构8由储能壳体9及弹片发条8.1组成；所述储能壳体9，为一侧开口的缸状结构，壳体内部空间用于安置所述弹片发条8.1，壳体内壁设有壳体内槽9.1；所述储能壳体9另一侧中心部固定设有外凸起的储能传动轴10，所述储能传动轴10上设有传动轴凹槽10.1，利用所述储能传动轴10穿过所述轴承7卡装在所述隔板6上，在轴承7的支撑带动下可旋转；所述弹片发条8.1横截面为螺旋状，外端头设有弹片外挂钩8.2，利用所述弹片外挂钩8.2，安插在储能壳体9内壁上的壳体内槽9.1中，内端头安插在另一组弹性储能机构8储能传动轴10上的传动轴凹槽10.1中或者安插在能量采集装置中。
16.所述能量采集装置安装在所述储能单元的一侧，所述转轴1的一端依次穿过架设在三组隔板6上的轴承7，并与储能壳体9外侧的圆心处固定设置，在所述转轴1上过盈装配有棘轮4，棘轮4上部安装有棘爪5用于锁定驱动板3单向旋转方向，所述转轴1的另一端通过驱动板锚固钉2径向等间距安装有若干驱动板3。
17.所述输出机构设置在设置在储能单元另一侧，与所述弹性储能机构8通过齿轮连接；所述弹性储能机构上安装有主轴齿轮11，主轴齿轮11与上部的从动轮12啮合传动，在从动轮轴上安装有从动轮主齿轮13，所述从动轮主齿轮13与其上部的从动轮副齿轮14啮合传
动，在从动轮副齿轮的轴上一侧安装有副齿轮输出齿轮15，所述副齿轮输出齿轮15又与其上部的输出齿轮被动轮16啮合传动，在输出齿轮被动轮16的轴上装有动力输出轴17；所述弹性储能机构所存储的动能通过齿轮啮合结构传递至动力输出轴17。
18.所述储能单元，左右两侧均由两组隔板6隔开，确保弹性储能机构8在储能过程中的稳定性，隔板6之间通过隔板穿杆18相互连接。
19.所述驱动板为平板结构。
20.所述棘轮4外圆为环状斜齿，棘爪5装在棘爪轴上，通过卡头与棘轮斜齿作用，使棘轮4只能朝一个方向转动，反向时则棘爪卡住棘轮旋转。
21.所述动力输出轴17上安装有发电机。
22.一种潮汐动力驱动弹性能量存储发电装置的使用方法：步骤一、根据弹性储能机构8的尺寸，选取合适尺寸的隔板6，并利用隔板穿杆18连接隔板6架设若干个储能单元；步骤二、在若干个储能单元中，依次串联装配弹性储能机构8，所述弹性储能机构8通过隔板6上的轴承7卡装在储能单元中，在后的弹性储能机构8上的储能传动轴10安插进在前的弹性储能机构的壳体凹槽内；利用在前弹性储能机构8的壳体内槽9.1及在后的弹性储能机构8的传动轴凹槽10.1分别安插弹片发条8.1的内端头及弹片外挂钩8.2，在储能单元内形成储能结构，多个储能单元依次串联连接，形成储能机构组。
23.步骤三、在所述储能机构组的一端设有棘轮、棘爪单元及能量采集装置；在潮汐动力作用下能量采集装置通过将驱动板旋转采集来的能量，传递至弹性储能机构8，使弹片发条8.1旋紧蓄力，棘轮4、棘爪5的结构确保弹性储能机构8单方向蓄力。
24.步骤四、输出机构将多组储能单元收集储存的能量，定速输出通过齿轮组增速，使转动力通过动力输出轴输出旋转力，该旋转力能够带动发电机发电，使储存的能量得以输出。
25.工作原理：利用潮汐拾取动力，利用转轴通过驱动板提供旋转力， 通过弹性储能机构进行能量储存，通过弹性释放经过增速齿轮组提供旋转力，利用旋转力带动发电机发电。
26.本装置通过潮汐能量拾取进行旋转力储能，储存的能量通过输出机构的增速齿轮组进行旋转力的输出。
27.潮汐现象受月球引力而发生的，白天为潮，黑天为汐，也就是潮长潮落，潮长海平面上升，海流向岸边涌动，产生单方向的动能，而潮落是海水向海中回落，也产生海流的流动，所产生的是反向运动，因此潮汐一直存在着能量，利用潮汐能量的拾取则会推动本装置运行发电。
28.本装置为了利用潮和汐能发电，则通过单方向与反方向发电装置的组合使发电装置一直保持有电能的输出。
29.特点：本装置能够利用海浪能，通过驱动板拾取动能，进行存储与转化为旋转机械力输出，因而，能够适合多种旋转力能量存储和输出，而且能够组合安装，提高能量输出能力，具有充分利用自然能和安全环保的有益效果。