[发明专利]一种潮位差浮筒发电装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种发电装置，具体地说是一种利用潮水涨退潮时的水位差来 发电的装置。

背景技术

如今，随着经济的发展，对能源的需求也越来越大，但是地球蕴藏着的不 可再生能源及其有限，按照现在的开采量，很快就会开采完，因此开发可再生 的绿色能源才是我们人类的出路。潮位差蕴藏着巨大的能量，在我国沿海地区， 尤其是在浙江沿海，最大的潮位差在10米左右，一天24小时内水位就有四个 升降过程，在这水位上升和下降的过程中，就会产生巨大的能量，如何利用这 些能量来为我们人类服务，是人类所期待的。

发明内容

为了利用潮位差来发电的问题，本发明提供一种潮位差浮筒发电装置，该 装置利用潮位的变化，通过浮筒在潮水涨退时的浮力和退潮时浮筒所承载的重 量上下运动来驱动泵水装置，利用泵水装置输出的高压水束来推动水力发电机 发电。

本发明解决其技术问题所采取的技术措施是，大型浮筒制成圆形或者方形， 浮筒中心开一个稍大于桩柱的圆孔，桩柱从浮筒的圆孔中穿过打入沿海潮位落 差大的水域海底泥层中，浮筒随着水位的上升和下降能沿着桩柱上下滑动。浮 筒的上部用围板围成开口的水箱，在水箱的围板上设由气压控制阀控制的泄水 孔。在浮筒的底部连接至少对称安装二对的连杆，连杆活动连接摇臂的杆身上， 摇臂的一头用活动接头固定在桩柱上，另一头连接往复式泵水装置的缸体中部 的枢轴上，缸体内腔中间用隔板隔开，将缸体内腔隔成上下水腔。在中间隔板 附近的缸体上开进水口，进水口设向里进水的单向阀，在上下水腔中安装上下 柱塞，下部柱塞安装在打入海底泥层中的固定柱上，上部柱塞用托架与下部柱 塞固定，上下柱塞伸入缸内的一头设置安装单向阀的出水口，出管口通过柱塞 内部管道接柱塞后端的出水管，上下出水管合并后连接压力柜，压力柜上部进 气阀控制气管，使用时充入氮气和压缩空气，利用气体的压力，使柜内的水压 保持在设定的范围内，压力柜汇集浮筒下所有水泵的出水管，容纳容量越大， 推动发电机的中水量越大，压力柜下部设定压阀，定压阀接输出管，输出管接 到岸上的水务力发电机的喷水管上，然而潮水有大潮汛和小潮汛，大潮汛水位 落差大，而小潮汛水位落差小，而每次涨退潮又会有高平潮和低平潮的转潮期， 这样水位变化就会有快有慢，高低平潮时水位变化，因此浮筒升降过程就会有 快有慢，甚至停止变化，直接影响发电的质量，甚至暂停发电，为了解决上述 问题，本发明设置了一套由蓄水池连接压力柜的控制气管、气压控制阀、输水 管和水箱组成的补偿机构，该补偿机构是把发电作功后的出水不是直排到海中， 而接到蓄水池中，蓄水池设在岸上，低于发电站，高于浮筒上的水箱，蓄水池 内设置浮塞，浮塞与池壁的接触面设置密封条，浮塞的下部安装弹簧，当蓄水 池内水量减少时弹簧能推动浮塞向上运动，浮塞将蓄水池的下部隔成密闭的空 气室，空气室接空气管，空气管通过双联单向阀接通压力柜上部，压力柜上部 设置安全阀，当柜内压力超过额定压力时，通过安全阀放大气来减压，以确保 安全。蓄水池用管道接通浮筒上部的水箱，在管道中设气压控制阀，该阀的控 制气管接通压力柜上部，压力柜上部的气压越大，推动阀门的开度越小，而气 压越低阀门的开度越大。当涨潮水位上升时，浮筒随之上升，在上升过程中通 过连杆拉动摇臂，摇臂带动缸体向上运动，缸体上部的柱塞保持固定不动，缸 体上部空腔内的水加压后经过上部柱塞的单向阀从水管泵至压力柜内，压力柜 内汇集的水量不断增加，压力逐渐上升，当上升到额定压力时，通过定压阀经 过输出管和喷水管来驱动岸上的水力发电装置运转发电，经过发电机作功后的 水流充入蓄水池内，随着水量的不断增加，浮塞克服弹簧力向下运动，浮塞下 部空气室内的空气被压缩，当空气的压力大于压力柜的压力值后，克服输出管 路中的双向联动阀的反向压力，向压力柜的上部充气，以增加压力柜的压力， 保持压力柜的气压在设定的范围内。在工作中如果潮水水位上升较快，浮筒上 升也加快，从而带动泵水装置的工作频率也加快，泵出的水量增大，导致压力 柜内部的压力增大，由于通往输出管口是在定压阀的控制下，通往发电装置的 水的压力和流量是基本处于恒定状态，压力柜内部的压力会不断上升，当压力 大于蓄水池浮塞下部的压力时，压力柜上部的高压空气会克服双向联动阀的反 向压力向蓄水池浮塞下部空间反向充气，并推动浮塞有向上的趋势。当压力柜 内压力上升时，压力柜通往气压控制阀的压力随之上升，并推动蓄水池与浮筒 水箱之间输水管上的气压控制阀开大，增大蓄水池向浮筒水箱的排水量，这样， 一方面蓄水池的水量减少浮塞上升，使压力柜中的气压降低，而另一方面浮筒 围板上泄水孔的压力控制阀通过控气管接压力柜上部的压力空气，当压力上升 时，压力空气推动阀关小或关闭，使浮筒上的水箱蓄水量增加，随着水箱水量 的增加浮筒的重量增加，浮筒在水中上升的速度减缓，从而使水泵工作频率降 低，泵出的水量减少，压力柜中的压力随之减少，使压力柜中的压力稳定在设 定的压力范围内。当潮水水位将要上升到高平潮时，水位上升速度减缓甚至停 止上升，浮筒上升速度减缓，水泵的出水量下降，导致压力柜中的压力下降， 这时水池浮塞下部的空气压力大于压力柜中的压力，克服双向联动阀的反向压 力，向压力柜中充气，使压力柜保持在额定的压力范围内，而压力柜接通蓄水 池的压力控制阀的气压下降，输水管气压控制阀门逐渐关小，蓄水池通往浮筒 的水量减少，而蓄水池水量增加，会压迫浮塞向下，使之提高压力柜中的压力。 另一方面，浮筒围板上的压力控制阀随着压力柜的气压下降，开大泄水孔阀门， 将水箱中的水排向海中，减轻浮筒的自重，提高浮筒在水中上浮速度，从而带 动泵水装置增大泵水量，以提高压力柜中的水容量和压力，使其保持在设定的 压力范围内。