一种利用海滩潮汐能转换势能发电的涡流发电装置

1.本发明涉及水利发电技术领域的一种发电装置，特别涉及一种利用海滩潮汐能转换势能发电的涡流发电装置。


背景技术：

2.在一般的海水涨落潮汐能水利发电设备中往往只能单纯依靠海水涨落进行发电，导致忽略了海水涨潮时产生的高度差所形成的高度势能，而单纯的依靠海水的涨落进行发电不能充分的利用海水进行水利发电且整体设备的发电效率低下，而海水涨落时产生的大量涡流也不能被潮汐能的水利设备利用从而浪费能源。


技术实现要素：

3.为了解决背景技术中存在的问题，本发明为解决上述技术问题提供一种利用海滩潮汐能转换势能发电的涡流发电装置，在海水潮汐上涨和上涨褪去时都能进行发电，从而大大地提高了海水在海滩上涨落时的整体发电效率且更加充分利用了海水的潮汐能。
4.本发明的上述目的是通过以下技术方案得以实现：
5.本发明包括连通底座，所述连通底座内设有流动腔，所述流动腔内安装用于引导水流单向流动的棘轮组件以及用于受水流流动驱动发电的电机水轮组件、水轮组件和涡轮组件。
6.所述的连通底座入口端安装可打开关闭的开合板，出口端安装有可开合的闭合板。
7.所述的棘轮组件包括单向转轴、引流板、单向棘轮和固定拨齿，所述单向转轴同轴固连有引流板，引流板两侧的单向转轴外固定连接有两个半圆的单向棘轮，单向转轴侧方设有固定拨齿，固定拨齿和单向棘轮啮合，单向棘轮受水流驱动在固定拨齿限制下单向转动。
8.所述的电机水轮组件包括联动电机、回转轴、转动轮；所述联动电机输出轴同轴连接回转轴，回转轴同轴固连有转动轮和连接带轮，转动轮外圆周设有多个沿周向间隔均布的螺旋齿，转动轮的螺旋齿受水流驱动转动。
9.所述的水轮组件包括从动轴和势能涡轮，从动轴同轴固连有势能涡轮和从动带轮，水流通过所述流动腔流动至所述势能涡轮处时通过重力势能推动所述势能涡轮转动。
10.所述的涡轮组件包括转动轴和第二发电机，第二发电机固定在连通底座内壁，第二发电机的输入端和转动轴同轴连接，转动轴同轴固连有涡流扇叶，水流通过所述涡流扇叶时进而产生涡流实现所述涡流扇叶与所述转动轴的转动。
11.所述的流动腔上部为w形通道腔，下部为水平直通腔，w形通道腔出口端和水平直通腔入口端之间通过竖直直通腔连通。
12.所述流动腔内：在w形通道腔的拐角处均设置有一个棘轮组件；在w形通道腔的至少两个非拐角处均设置一个电机水轮组件，不同电机水轮组件的连接带轮之间通过连接皮
带带传动连接形成联动双轮机构；在竖直直通腔内设置多个水轮组件和第一发电机，多个水轮组件沿竖直直通腔的重力竖直方向间隔布置，多个水轮组件的转动轮和第一发电机的输出端之间通过联动皮带带传动连接形成多水轮发电机构；在水平直通腔内均设置有一个涡轮组件，涡轮组件的转动轴沿水平直通腔内的水平方向布置。
13.所述第一发电机固定在竖直直通腔内的流动腔内壁，第一发电机输出轴同轴连接有驱动轴，所述驱动轴同轴固定套装驱动带轮，驱动带轮和水轮组件的转动轮通过联动皮带带传动连接。
14.本发明的有益效果是：
15.本发明通过安装于海滩之上，从而通过海水在海滩上的潮汐上涨时进入涡流腔进行单向的流动来达到上涨时发电的效果，而一旦海水的上涨褪去从而通过海水进入涡流腔时产生的高度势能来达到利用势能进行海水褪去时的落差发电，从而大大地提高了海水在海滩上涨落时的整体发电效率且更加充分利用了海水的潮汐能。
附图说明
16.为了更清楚地说明发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
17.下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
18.图1是本发明涡流发电装置的结构示意图。
19.图2是图1中a的放大结构示意图。
20.图3是图1中b的放大结构示意图。
21.图4是图1中c-c的结构示意图。
22.图5是图1中d-d的结构示意图。
23.图6是图2中e-e的结构示意图。
24.图7是图3中f-f的结构示意图。
25.图8是开合板17打开进入水流进行潮汐能发电的运动结构示意图。
26.图9是闭合板16打开通过涡流排出水流的运动结构示意图。
27.图中：11-连通底座，12-流动腔，13-势能涡轮，14-转动轴，15-涡流扇叶，16-闭合板，17-开合板，18-连接皮带，19-驱动轴，20-驱动带轮，21-第一发电机，22-联动皮带，23-从动轴，24-从动带轮，25-引流板，26-单向棘轮，27-单向转轴，28-联动电机，29-回转轴，30-连接带轮，31-转动轮，32-第二发电机。
具体实施方式
28.结合附图对本发明作进一步的详细说明。本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后，可以根据需要对本实施例做出没有创造型贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
29.如图1所示，具体实施的装置包括连通底座11，连通底座11内设有流动腔12，流动腔12内安装用于引导水流单向流动的棘轮组件以及用于受水流流动驱动发电的电机水轮
组件、水轮组件和涡轮组件。
30.连通底座11入口端安装可打开关闭的开合板17，出口端安装有可开合的闭合板16。
31.具体实施中，上侧的流动腔12上下相互远离侧壁内转动连接有两个开合板17。下侧的流动腔12上壁内转动连接有闭合板16。
32.如图2和图6所示，棘轮组件包括单向转轴27、引流板25、单向棘轮26和固定拨齿，单向转轴27同轴固连有引流板25，引流板25两侧的单向转轴27外固定连接有两个半圆的单向棘轮26，两个半圆的单向棘轮26的棘齿同向布置，单向转轴27侧方设有固定拨齿，固定拨齿和单向棘轮26啮合，单向棘轮26受水流驱动在固定拨齿限制下单向转动。水流流经棘轮组件后，通过单向转轴27带动单向棘轮26的单向转动实现引流板25对水流进行单向的流动。
33.如图3和图7所示，电机水轮组件包括联动电机28、回转轴29、转动轮31；联动电机28输出轴同轴动力连接回转轴29，回转轴29转动连接于流动腔12两侧壁之间，回转轴29同轴固连有转动轮31和连接带轮30，连接带轮30用于连接连接皮带18，转动轮31外圆周设有多个沿周向间隔均布的螺旋齿，各个螺旋齿沿同一旋向布置，转动轮31的螺旋齿受水流驱动单向转动。水流驱动转动轮31转动从而实现回转轴29转动使得联动电机28进行发电。
34.如图4所示，水轮组件包括从动轴23和势能涡轮13，从动轴23转动连接于流动腔12两侧壁之间，从动轴23同轴固连有势能涡轮13和从动带轮24，从动带轮24用于和驱动带轮20之间通过联动皮带22连接，水流通过流动腔12流动至势能涡轮13处时通过重力势能推动势能涡轮13转动。
35.如图5所示，涡轮组件包括转动轴14和第二发电机32，第二发电机32固定在连通底座11内壁，第二发电机32的输入端和转动轴14同轴连接，转动轴14同轴固连有涡流扇叶15，水流通过涡流扇叶15时进而产生涡流实现涡流扇叶15与转动轴14的转动。
36.流动腔12上部为w形通道腔，下部为直线的水平直通腔，w形通道腔出口端和直线的水平直通腔入口端之间通过直线的竖直直通腔连通。水流先流经上部的w形通道腔，再流经竖直直通腔，最后流经水平直通腔。
37.开合板17设置在w形通道腔入口端，闭合板16设置在水平直通腔出口端。
38.如图1、图8和图9所示，流动腔12内：
39.在w形通道腔的拐角处均设置有一个棘轮组件；
40.在w形通道腔的至少两个非拐角处均设置一个电机水轮组件，不同电机水轮组件的连接带轮30之间通过连接皮带18带传动连接形成联动双轮机构；通过联动双轮机构的结构设置能够带来实时捕获水流动向，同时更好地的利用水流产生的潮汐能，实现对进入装置内的水流进行充分利用潮汐能进行发电的效果。
41.在竖直直通腔内设置多个水轮组件和第一发电机21，多个水轮组件沿竖直直通腔的重力竖直方向间隔布置，多个水轮组件的转动轮31和第一发电机21的输出端之间通过联动皮带22带传动连接形成多水轮发电机构，联动皮带22沿竖直直通腔的竖直方向布置；水流通过流动腔12流动至势能涡轮13处时通过重力势能推动势能涡轮13转动，通过势能涡轮13转动使得从动带轮24与联动皮带22以及驱动带轮20与驱动轴19转动实现第一发电机21进行发电。通过多水轮发电机构的结构设置能够带来对水流产生的势能进行充分利用，实
现由不同高度差而产生的水流形成一条完整高度势能的能量转换，达到充分利用水流高度势能的效果。
42.在水平直通腔内均设置有一个涡轮组件，涡轮组件的转动轴14沿水平直通腔内的水平方向布置。
43.第一发电机21固定在竖直直通腔内的流动腔12内壁，第一发电机21输出轴同轴连接有驱动轴19，驱动轴19同轴固定套装驱动带轮20，驱动带轮20和水轮组件的转动轮31通过联动皮带22带传动连接。
44.具体实施中，上侧的流动腔12内设有三个棘轮组件，上侧的流动腔12内设有两个电机水轮组件，两个电机水轮组件的转动轮31之间通过连接皮带18连接形成联动双轮机构。
45.以下结合图1至图9对本发明涡流发电装置的使用步骤进行详细说明：
46.初始时，联动电机28、第一发电机21处于关闭状态，引流板25处于翻转任意角度。
47.使用时，当海水进入流动腔12内时，需要对海水进行单向的流动，此时海水通过引流板25时通过单向棘轮26与单向转轴27的单向转动使得引流板25对海水进行引流防止海水回流至流动腔12以外，而此时海水冲击转动轮31进而带动转动轮31转动，转动轮31转动进而带动回转轴29转动，进而对联动电机28进行发电。
48.当驱动轴19转动时对第一发电机21进行水利发电，水流通过流动腔12流动至势能涡轮13处时通过重力势能推动势能涡轮13转动，当需要是势能涡轮13转动时对第一发电机21进行发电时，此时势能涡轮13在水流的作用下进行高度势能带来的转动，进而带动从动带轮24、从动轴23转动，进而带动驱动带轮20、驱动轴19转动，进而对第一发电机21进行发电，当海水进入流动腔12内时通过第一个转动轮31时，转动轮31转动进而预先通过连接皮带18带动第二个转动轮31进行转动发电。
49.为了使海水进入流动腔12内进行发电完毕后可以快速排出流动腔12进行下一轮的水利发电，此时海水流向转动轴14与涡流扇叶15带动转动轴14与涡流扇叶15转动，通过涡流扇叶15转动将海水快速排出流动腔12，当需要进行潮汐能与势能的发电时，此时开合板17打开，海水进入流动腔12内进行潮汐能以及势能的发电，当水流在流动腔12内发电完毕后需要排除流动腔12时，此时在水流的作用下闭合板16打开将流动腔12内的海水排出。