CN113107752A - 一种移动式潮汐发电机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种移动式潮汐发电机，包括：承重支柱、磁柱、与所述磁柱配合的发电线圈、压水仓；发电线圈设置在发电线圈座上，发电线圈座上设有容纳所述磁柱穿过的通孔，所述磁柱穿过所述通孔与所述发电线圈及发电线圈座构成可相对运动的套接结构，磁柱与发电线圈之间有通过波动浮力维持相对运动的浮动装置，其特征在于，所述磁柱和所述发电线圈均位于海平面上方，在承重支柱的***设置有设备保护浮体。本移动式潮汐发电机的发电设备完全浮于海面上空，避免海水直接腐蚀发电设备，也尽可能地避免在水下进行维护、更换、安装作业，具有结构简单、加工容易、施工难度低、维护费用低、可移动经济效益大、环保和全天发电等优点。

Description

一种移动式潮汐发电机
技术领域
本发明涉及发电技术领域，尤其涉及一种潮汐发电机。
背景技术
大自然可提供的清洁能源：太阳能发电受天气、日照时间及地域限制；风力发电受天气、地域限制；水力发电受天气、水库容量、投资大和工程巨大的限制。潮汐现象是指海水在天体引潮力作用下所产生的周期性运动，***台大都要是固定式的，不能移动，同时造成潮汐发电机浸入在水中，整个装置位于海平面下受到海水的腐蚀作用影响设备的寿命，且要在水下进行维护、更换和安装作业，安装维修难度大，且其适用范围受到一定限制。
一篇申请号为 CN200910089573.5、申请公布号为 CN101614180A的中国发明专利公开了一种复合式利用海洋波浪能发电的装置，它包括浮体、获能装置一、获能装置二、发电装置及固定平台。该获能装置一由叶轮、支架、增速传动装置、支撑平台等组成。该获能装置二由气缸、活塞、连接杆、进排气单向阀、储气罐、汽轮机等组成。其特征一是在海上迎波面设置一浮体，浮体上设有带叶片的叶轮。波浪运动推动叶片旋转，并带动叶轮的中间轴一同转动，中间轴通过增速传动装置带动发电机进行发电。其特征二在于浮体通过连接杆与气缸内的活塞相连，上浮时气缸上与储气罐相通的排气单向阀门关闭，与大气相通的进气单向阀门打开，气缸内注入气体。下落时气缸上与大气相通的进气单向阀门关闭，与储气罐相通的排气单向阀门打开，气缸内气体被压缩进入储气罐内。当储气罐内气体达到一定压力，压力阀门自动开启推动汽轮机旋转，进而带动发电机产生电能。该发明提供的发电设备采用两种获能方式同时进行发电，能够双倍高效利用取之不尽的海洋波浪能进行发电，经济效益良好。但由于固定平台为通过在海底设置锚链将其固定于海平面上一定位置，仍然存在上述所述问题。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种安装方便安全且方便维修且可升高移动的潮汐发电机。
为达到以上目的，本发明采用如下技术方案。
一种潮汐发电机，包括：承重支柱、磁柱、与所述磁柱配合的发电线圈、压水仓；发电线圈设置在发电线圈座上，发电线圈座上设有容纳所述磁柱穿过的通孔，所述磁柱穿过所述通孔与所述发电线圈及发电线圈座构成可相对运动的套接结构，磁柱并沿着所述柱的轴向构成S极、N极交替间隔分布，磁柱与发电线圈之间有通过波动浮力维持相对运动的浮动装置，所述压水仓设置在发电线圈座上方，以压水仓及整台设备自重抵消磁体磁力对发电线圈的磁力反力，承重支柱向海平面以下延伸，其特征在于，所述磁柱和所述发电线圈均位于海平面上方，在承重支柱的***设置有设备保护浮体，该设备保护浮***于海平面上方，当海平面高度涨到设备保护浮体承载浮力高度时，设备保护浮体将包括承重支柱的整体设备抬升。
作为上述方案的进一步说明，它还包括有磁体座，磁柱上端固定在磁体座上，所述设备保护浮体通过保护浮体连接件连接磁体座、承重支柱固定在磁体座上。
进一步地，所述设备保护浮体设置在承重支柱的***，为二个或二个以上，呈对称或周向均布。
进一步地，所述浮动装置为通过发电浮体连接件与所述发电线圈座固定的发电线圈座浮体，发电线圈座浮体随海平面上下运动，带动发电线圈与磁柱之间的相对运动，该发电线圈座浮体设置为二个或二个以上，呈对称或周向均布。
作为上述方案的进一步说明，所述承重支柱固定在发电线圈座上,压水仓直接设置在发电线圈座上部，设备保护浮体通过保护浮体连接件固定在发电线圈座上。
作为上述方案的进一步说明，所述浮动装置为设置在磁柱下端部的磁柱浮体。
进一步地，所述承重支柱与海底呈接触连接；或承重支柱下端设置有一悬浮平台。
作为上述方案的进一步说明，在所述发电线圈座和/或所述磁柱上设有相应的安装位，所述安装位为凹位、用来安装所述磁铁或所述发电线圈。
作为上述方案的进一步说明，所述浮体为浮球、浮桶或浮环。
本发明的有益效果是。
一、采用浮体承托发电线圈或磁铁使得发电线圈或磁铁受到潮汐作用上下移动，潮汐发电机的发电设备完全浮于海面上空，维护、更换、安装方便安全，避免海水直接腐蚀发电设备，也尽可能地避免在水下进行维护、更换、安装作业，具有结构简单、加工容易、投资少、施工难度低、维护费用低、免基础建设、投放使用、经济效益大、环保和全天发电等优点。
二、潮汐发电机的柱子和安装座、浮体和支柱都可以采用钢筋混凝土结构，大大降低潮汐发电机的制造成本。
三、采用巨型支架平台式结构可以制造出巨型的潮汐发电机和阵列式潮汐发电机，增大潮汐发电机的单机发电量，能为能源缺乏的海岛或沿海地区提供电力能源保障。
四、以压水仓代替基础建设。如果压水仓内设计为100立方的海水=100吨自重，自重足以抵消磁力反力。并且海水免费。
五、本发明的移动式潮汐发电机其承重支柱与海底非固定连接，从而整体装置可以移动，适应不同季节、不同地点的海浪要求，方便迁移。
附图说明
图1所示为实施例一提供的潮汐发电机的结构图。
图2所示为实施例二提供的潮汐发电机的结构图。
图3所示为实施例三提供的潮汐发电机的结构图。
附图标记说明。
1：设备保护浮体，2：保护浮体连接件，3：承重支柱，4：安装座，5：磁体座，6：压水仓，7：发电线圈，8：磁柱，9：发电浮体连接件，10：发电线圈座浮体，11：磁柱浮体，12：悬浮平台，A：海平面，B：海底。
具体实施方式
在本发明的描述中，需要说明的是，对于方位词，如有术语“中心”，“横向” 、“纵向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示方位和位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于叙述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定方位构造和操作，不能理解为限制本发明的具体保护范围。
此外，如有术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”特征可以明示或者隐含包括一个或者多个该特征，在本发明描述中，“至少”的含义是一个或一个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除另有明确规定和限定，如有术语“组装”、“相连”、“连接”术语应作广义去理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；也可以是机械连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介相连，可以是两个元件内部相连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述的术语在本发明中的具体含义。
在发明中，除非另有规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一特征和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“之下”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅是表示第一特征水平高度高于第二特征的高度。第一特征在第二特征 “之上”、“之下”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度低于第二特征。
下面结合说明书的附图，对本发明的具体实施方式作进一步的描述，使本发明的技术方案及其有益效果更加清楚、明确。下面通过参考附图描述实施例是示例性的，旨在解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
实施例一。
如图1所示，本移动式潮汐发电机)由发电线圈座浮体10、发电线圈座4、发电线圈7、磁柱8、设备保护浮体1、磁体座5、承重支柱3、压水仓6构成，磁体座5通过保护浮体连接件2向下连接有设备保护浮体1，该设备保护浮体1设置为二个或二个以上，呈对称或周向均布；磁柱8设置在磁体座5上，本实施例磁柱8设置在磁体座5中间位置，磁柱8并沿着所述柱的轴向构成S极、N极交替间隔分布，压水仓6设置在发电线圈座4、磁柱8及磁体座5上方，压水仓6的作用在于其及整台设备自重抵消磁体磁力对发电线圈的磁力反力，承重支柱3放置在海底上并突出海平面，磁体座5固定在承重支柱3上端，以保持在磁体座5在设备保护浮体1上浮力作用下可以上升；发电线圈7设置在发电线圈座4上，发电线圈座4上设有容纳所述磁柱8穿过的通孔，所述磁柱8穿过所述通孔与所述发电线圈7及发电线圈座4构成可相对运动的套接结构。所述发电线圈座浮体10通过发电浮体连接件9设在所述发电线圈座4的底部用于承托所述发电线圈座4，同样该发电线圈座浮体10设置为二个或二个以上，呈对称或周向均布。所述发电线圈7设在所述发电线圈座4上。所述发电线圈7套设在所述磁柱8外周。所述发电线圈座和/或所述磁柱上设有相应的安装位，所述安装位为凹位、用来安装所述磁铁或所述发电线圈，本移动式潮汐发电机放置于海底B，即承重支柱3接触海底B表面，发电线圈座浮体10的浮力托住发电线圈座4，当海浪涌来时海平面A急促上升，发电线圈座浮体10托住发电线圈座4随海面上升而上升，发电线圈7在磁柱8上向上移动来发电（法拉第电磁感应定律）, 发电线圈7切割磁柱8磁力线的电磁反力被压水仓6的自身重量所抵消；当海浪退去时，发电线圈座浮体10托住发电线圈座4在自重的情况下自动回落海平面A，发电线圈7在磁柱8上向下移动切割磁力线来发电，完成一个海浪波峰发电过程。海面全天波峰不断，只要有海浪造成海面落差就可引起发电线圈7在磁柱8上的上下移动切割磁力线来实行全天发电。
当海浪或潮汐水位高于设备保护浮体1时, 设备保护浮体1托起整台移动式潮汐发电机飘浮在海面,使承重支柱3脱离海底,令整台移动式潮汐发电机免受海水淹没。本发明设备保护浮体1保护移动式潮汐发电机不被海浪过高或涨潮过高所淹没。没有基础建设来固定移动式潮汐发电机。
本实施例设备保护浮体1采用浮力块，发电线圈座浮体10采用浮球的目的是托住发电线圈座4使得发电线圈座4随海平面上下波动，当然本领域的技术人员可以根据实际需要采用其它具有托浮功能的浮体，如浮桶、浮环等。由于潮汐发电机的发电设备完全浮于海面上空,维护、更换、安装方便安全,避免海水直接腐蚀发电设备，也避免在水下进行维护、更换、安装作业，具有结构简单、加工容易、投资少、施工难度低、维护费用低,经济效益大、环保和全天发电等优点。
实施例二。
本发明的潮汐发电机可以变换成如图2所示结构: 与实施例相比，取消磁体座5，在磁柱8的底部直接设置磁柱浮体11，压水仓6直接设置在发电线圈座4上部，承重支柱3固定在发电线圈座4上，设备保护浮体1通过保护浮体连接件固定在发电线圈座4上且位于承重支柱3***。此时保持发电线圈7与磁柱8间相对移动的浮动装置变成了磁柱浮体11，而不是实施例一中的发电线圈座浮体10。
实施例三。
如图3所示，本发明的移动式潮汐发电机与实施例二的主要区别在于，承重支柱3没有接触海底B，而是固定在悬浮平台12上,悬浮平台12位于海底B与海平面A之间。
本发明海洋潮汐发电不受时间和天气的制约，可以全天发电，投资少、维护费用少。大坝泄洪时令河道水位迅速上涨的落差也可以在河道使用移动式潮汐发电机来进行二次发电。具有如下特征。
1.以移动式潮汐发电机自身重量将承重支柱3压置于海底上或压置于悬浮平台上, 海底或悬浮平台承担移动式潮汐发电机自身重量。
2.发电线圈7切割磁柱8磁力的电磁反力被压水仓6的自身重量所抵消。
3.压水仓6内储存重物,重物可以是海水、水泥、铁块等。
4.发电线圈7套在磁柱8上作切割磁力线的上下移动。
5.整个发电设备完全浮于海面上空。
6.海平面有海浪造成海面波动落差。
本发明移动式潮汐发电机具有结构简单、加工容易、投资少、免施工、免维护,经济效益大、环保和全天发电等优点，但也存在发电电压、电流不稳不受控极易烧坏整流设备的缺点，在发电电压、电流的稳定性可控性方面比不上潮汐蓄能发电机。由于整个发电设备完全浮于海面上空, 维护、更换、安装方便安全,避免海水直接腐蚀发电设备，也避免在水下进行维护、更换、安装作业。移动式潮汐发电机的承重支柱和发电线圈座及浮体的材料也可以使用混凝土来大大降低成本，为巨型的单机潮汐发电机降低成本。在深海中采用悬浮平台式结构(图3)，深海的高达100米的落差可以制造出巨型的大发电量的单机潮汐发电机和阵列式潮汐发电机。
全球的海岸线几万公里，阵列式移动式潮汐发电机所产生的电力是一个天文数字。海面时时刻刻都翻起浪潮，移动式潮汐发电机也时时刻刻都发出电能。移动式潮汐发电机为能源缺乏的海岛国家提供电力能源保障。我国沿海地区几乎没有煤炭、天燃气产能,全部依赖外地区调运,严重制约了沿海地区的发展。海洋潮汐能的利用可降低对火力发电的依赖，特别是缺乏能源的海洋岛国。移动式潮汐发电机为沿海地区带来充沛的电力，可推动耗能大的企业进驻（炼油、炼钢、熔铸、工业供热供蒸汽等耗能企业），带动沿海地区的经济发展和就业,为沿海地区人民带来出售电力能源的经济收益。东海、南海的移动式潮汐发电机的应用，改变我国西电东送的能源格局。
我国是一个基础建设强国,已拥有建造跨海大桥的技术,也拥有制造三峡大坝那种巨型发电机的技术,完全有能力在海洋建造巨型悬浮平台和制造安装巨型移动式潮汐发电机,更有能力作为技术输出帮助其它国家建造巨型悬浮平台式潮汐发电机。
移动式潮汐发电机的应用具有重要的军事意义,为海岛、海洋、海底驻军提供电力保障, 为电解制氢制氧、海水淡化提供电力保障,为耗电防御性武器（激光武器、电磁武器）提供电能。移动式潮汐发电机的应用对建设海洋、海底城市提供电力能源保障。
通过上述的结构和原理的描述，所属技术领域的技术人员应当理解，本发明不局限于上述的具体实施方式，在本发明基础上采用本领域公知技术的改进和替代均落在本发明的保护范围，本发明的保护范围应由各权利要求项及其等同物限定之。具体实施方式中未阐述的部分均为现有技术或公知常识。

Claims (10)

1.一种移动式潮汐发电机，包括：承重支柱、磁柱、与所述磁柱配合的发电线圈、压水仓；发电线圈设置在发电线圈座上，发电线圈座上设有容纳所述磁柱穿过的通孔，所述磁柱穿过所述通孔与所述发电线圈及发电线圈座构成可相对运动的套接结构，磁柱并沿着所述柱的轴向构成S极、N极交替间隔分布，磁柱与发电线圈之间有通过波动浮力维持相对运动的浮动装置，所述压水仓设置在发电线圈座上方，承重支柱向海平面以下延伸，其特征在于，所述磁柱和所述发电线圈均位于海平面上方，在承重支柱的***设置有设备保护浮体，该设备保护浮***于海平面上方，当海平面高度涨到设备保护浮体承载浮力高度时，设备保护浮体将包括承重支柱的整体设备抬升。
2.根据权利要求1所述的一种移动式潮汐发电机，其特征在于，它还包括有磁体座，磁柱上端固定在磁体座上，所述设备保护浮体通过保护浮体连接件连接磁体座、承重支柱固定在磁体座上。
3.根据权利要求2所述的一种移动式潮汐发电机，其特征在于，所述设备保护浮体设置在承重支柱的***，为二个或二个以上，呈对称或周向均布。
4.根据权利要求1、2或3任一项所述的一种移动式潮汐发电机，其特征在于，所述浮动装置为通过发电浮体连接件与所述发电线圈座固定的发电线圈座浮体，发电线圈座浮体随海平面上下运动，带动发电线圈与磁柱之间的相对运动，该发电线圈座浮体设置为二个或二个以上，呈对称或周向均布。
5.根据权利要求1所述的一种移动式潮汐发电机，其特征在于，所述承重支柱固定在发电线圈座上,压水仓直接设置在发电线圈座上部，设备保护浮体通过保护浮体连接件固定在发电线圈座上。
6.根据权利要求5所述的一种移动式潮汐发电机，其特征在于，所述浮动装置为设置在磁柱下端部的磁柱浮体。
7.根据权利要求5或6所述的一种移动式潮汐发电机，其特征在于，所述承重支柱与海底呈接触连接。
8.根据权利要求5或6所述的一种移动式潮汐发电机，其特征在于，承重支柱下端设置有一悬浮平台。
9.根据权利要求1所述的一种移动式潮汐发电机，其特征在于，在所述发电线圈座和/或所述磁柱上设有相应的安装位，所述安装位为凹位、用来安装所述磁铁或所述发电线圈。
10.根据权利要求1或9所述的一种移动式潮汐发电机，其特征在于，所述设备保护浮体和/或浮动装置为浮球、浮桶、浮块或浮环；压水仓内储存有重物,重物为海水、水泥、铁块之一。
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