潮汐发电装置与用于潮汐发电装置的容器组件的制作方法

1.本实用新型是有关于一种潮汐发电装置，且特别是有关于一种能够保护推力板不会因为水流推力过大而损毁的潮汐发电装置与用于潮汐发电装置的容器组件。


背景技术：

2.目前人们的环保意识逐渐提高，且部分国家政府都在推干净的绿能发电，因此，除了风力与太阳能发电之外，潮汐发电也逐渐地被重视。潮汐发电是种水力发电的形式，利用潮汐水流的移动，或是潮汐海面的升降，自其中取得能量。虽然，目前尚未被广泛使用，但潮汐发电对于未来的电力供应有很好的潜力。此外，潮汐发电比风能、太阳能都更容易预测，故更适合用于电力调度。
3.潮汐发电主要有两种形式，一种为潮流式发电，而另一种为堰坝式发电。潮流式发电为使用潮汐水流流动来推动推力板，以提供发电设备的发电机将动能转换为电能，堰坝式发电则将潮汐水位高低的位能转换为电能。堰坝式发电会对生态造成较多影响，故目前多半使用潮流式发电，然而，潮流式发电使用的推力板则容易因为水流推力过大，而毁损，导致维护成本较高。


技术实现要素：

4.有鉴于上述习知技艺的问题，本实用新型所解决的技术问题就是提供一种潮汐发电装置，其能够保护推力板不会因为水流推力过大而损毁。另外，本实用新型还提供一种用于潮汐发电装置的容器组件。
5.本实用新型所采用的技术手段如下所述。
6.根据本实用新型的目的，提出一种潮汐发电装置，其包含容器组件与发电设备。容器组件包括至少一入口浪高调整板、至少一入口导引板、两个海流侧引板以及回流导引板，其中入口浪高调整板位于容器组件的第一侧，两个海流侧引板位于容器组件的第二侧与第三侧，第一侧相邻于第二侧与第三侧，回流导引板位于容器组件的第四侧，以及位于两个海流侧引板之间，第一侧相向于第四侧，以及入口导引板斜向设置于容器组件。发电设备包括复数个推力板，其中发电设备设置于第一侧与第四侧之间，且位于入口导引板的一侧。入口浪高调整板用以垂直移动，以调整容器组件的水流入口的水流的进水量，入口导引板用以导引水流推动复数个推力板，且回流导引板用以将推动复数个推力板的水流再次导引至复数个推力板。
7.依据上述技术特征，回流导引板设有至少一单向阀门，在回流导引板、发电设备的位置与第二侧之间的蓄压池的水流推力大于第一特定值时，单向阀门开启，以将蓄压池的水流导向该回流导引板、发电设备的位置与第三侧之间的泄压池。
8.依据上述技术特征，容器组件更包括两个回流侧引板，其中一个该回流侧引板斜向设置于第二侧与该回流导引板之间，以及另一个回流侧引板斜向设置于第三侧与回流导引板之间。
9.依据上述技术特征，容器组件更包括出口浪高调整板设置于回流导引板非面向发电设备的一侧，并位于第二侧与第三侧之间，出口浪高调整板用以垂直移动，以调整容器组件的水流出口的水流的出水量。
10.依据上述技术特征，入口导引板与容器组件的水流入口的法线的角度及第二侧的海流侧引板与法线的一角度的加总介于60至120度之间。
11.依据上述技术特征，入口导引板的一端未接触入口浪高调整板与第三侧的海流侧引板。
12.依据上述技术特征，入口导引板的一端接触入口浪高调整板，且第三侧的海流侧引板未接触入口浪高调整板，而形成容器组件的水流出口。
13.依据上述技术特征，入口导引板的一端接触入口浪高调整板，并突出入口浪高调整板之外，且第三侧的海流侧引板未接触入口浪高调整板，而形成容器组件的水流出口，其中入口导引板更突出于水流出口之外。
14.依据上述技术特征，至少一入口浪高调整板为两个入口浪高调整板，至少一入口导引板为两个入口导引板，其中两个入口浪高调整板位于第一侧，两个入口导引板斜向设置于该容器组件，且两个入口导引板的每一者具有至少一单向阀门，以在水流推力大于第三特定值时，水流通过单向阀门而流向复数个推力板。
15.依据上述技术特征，容器组件更包括坡道状的上升导引板，上升导引板设置于发电设备的位置与两个入口导引板之间。
16.依据上述技术特征，容器组件更包括回流出口闸门板，回流出口闸门板设置于回流导引板与第三侧的海流侧引板之间，回流出口闸门板具有至少一单向阀门，以在水流推力大于第四特定值时，将水流流出容器组件的水流出口之外。
17.依据上述技术特征，发电设备的位置的高度大于回流出口闸门板、发电设备的位置与第三侧的海流侧引板之间的泄压池的高度。
18.依据上述技术特征，发电设备具有多个阻尼器，且复数个推力板的每一者枢接至少一个阻尼器，以在水流推力大于第二特定值时，使推力板与水平面的角度改变。
19.根据本实用新型的目的，提出任一种如前面所述的用于潮汐发电装置的容器组件，其用于容置发电设备。
20.本实用新型所产生的技术效果：总而言之，本实用新型实施例的潮汐发电装置的容器组件能够保护推力板不会因为水流推力过大而损毁，且仍可以具有不错的发电效率，故能减少维护的成本。
附图说明
21.图1是本实用新型第一实施例的潮汐发电装置的立体示意图。
22.图2a是本实用新型第一实施例的潮汐发电装置的俯视示意图。
23.图2b是本实用新型第二实施例的潮汐发电装置的俯视示意图。
24.图2c是本实用新型第三实施例的潮汐发电装置的俯视示意图。
25.图3是本实用新型第四实施例的潮汐发电装置的入口导引板的角度配置示意图。
26.图4是本实用新型任一实施例的潮汐发电装置的发电设备的立体示意体。
27.图5是本实用新型任一实施例的潮汐发电装置的推力板的立体示意体。
28.图6是本实用新型任一实施例的潮汐发电装置的推力板的角度变化示意图。
29.图7是本实用新型任一实施例的潮汐发电装置的推力板于不同位置之角度变化示意图。
30.图8是本实用新型第五实施例的潮汐发电装置的立体示意图。
31.图9是本实用新型第五实施例的潮汐发电装置的俯视示意图。
32.图10是本实用新型第五实施例的潮汐发电装置的部分剖面示意图。
33.图号说明：
34.1、1’、1
’’
、2：潮汐发电装置
35.101、201：入口浪高调整板
36.102、102’、 102
’’
、202：入口导引板
37.103、203：电力控制室
38.104、104’、109、109’、109
’’’
、204：海流侧引板
39.105、205：回流导引板
40.1051、2151：单向阀门
41.106、115：回流侧引板
42.107：出口浪高调整板
43.108、208：推力板
44.1081、2081：阻尼器
45.110、210：推力板牵引机构
46.111：蓄压池
47.112：第二泄压池
48.113、213：发电机
49.114：第一泄压池
50.212：泄压池
51.215：回流出口闸门板
52.216：上升导引板
53.f_in：水流入口
54.f_out、l_out：水流出口
55.h：高度差
56.r1～r6：区域
57.wd：水流
58.θ、θ1：角度
59.nl：法线。
具体实施方式
60.本实用新型提供一种潮汐发电装置，其包括容器组件与发电设备，其中发电设备设置于容器组件中。容器组件的水流入口用于让潮汐水流进入，且容器组件的入口导引板会导致水流往发电设备的方向前进，以推动发电设备的推力板，并带动发电设备的推力板牵引机构，让发电设备的发电机将动能转换为电能。水流推动发电设备的推力板后，会进入
容器组件的蓄压池，然后在蓄压池的水流经过容器组件的回流导引板，再继续流向容器组件的第一泄压池，以继续推动发电设备的推力板。透过入口导引板与回流导引板的设计，可以有效地导引水流方向，并产生缓冲过大的水流推力的效果，达到避免推力板受损的技术问题。
61.为了更进一步地防止水流的推力过大，导致推力板受损，在至少其中一个实施例中，选择性的作法为：(1)回流导引板更设有单向阀门，以在水流推力过大时，将蓄压池的水流导向容器组件的第二泄压池；(2)容器组件设置两个以上的水流入口与入口导引板，以进行汇流，同时入口导引板设有单向阀门，以减少汇流后的水流推力；(3)水流入口的水流在到达发电设备的推力板前，会被斜坡状的上升导引板减缓水流推力；与/或(4)推力板枢接阻尼器，以在水流推力过大时，改变推力板与水平面之间的角度，以让全部或部分水流直接通过。本实用新型所属技术领域具有通常知识者在参阅本实用新型后，自然地可以选择性采用上述至少一种作法来与前述的潮汐发电装置做结合。然而，在推力板材质较不易受损的情况下，本实用新型所属技术领域具有通常知识者亦可以不采用上述的任一种做法。
62.接着，以其它实施例来说明本实用新型的更多细节。请参照图1与图2a，图1是本实用新型第一实施例的潮汐发电装置的立体示意图，以及图2a是本实用新型第一实施例的潮汐发电装置的俯视示意图。潮汐发电装置1包括容器组件(由底板(未标示组件符号)、入口浪高调整板101、入口导引板102、海流侧引板104、109、回流导引板105、回流侧引板106、115及出口浪高调整板107构成)与发电设备(由电力控制室103、复数个推力板108、推力板牵引机构110与发电机113构成)。发电设备容置于容器组件中，例如设置于容器组件的左右两侧之间，且发电设备更能具有框架(未标示组件符号，如图1中的方形框架)，以框架卡合或锁固于容器组件，以进行容器组件与发电设备的固定。
63.入口浪高调整板101、海流侧引板104、109与出口浪高调整板107与底板大致上构成一个矩形的容器，且容器中配置了入口导引板102、回流导引板105与回流侧引板106、115，以构成了容器组件。入口浪高调整板101位于容器组件的右侧(第一侧)，其可以垂直移动，以调整水流入口f_in的水流wd的进水量，并限制过高的浪的水流不会进入容器组件中。海流侧引板104、109位于容器组件的上(第二侧)下(第三侧)两侧，并连接入口浪高调整板101与出口浪高调整板107。出口浪高调整板107位于容器组件的左侧(第四侧)，其可以垂直移动，以调整水流出口f_out的水流wd的出水量，并限制过高的浪的水流wd不会进出容器组件外。出口浪高调整板107与水流出口f_out可以是本实用新型的非必要组件，且改由固定的海流侧引板来取代，或者直接由回流导引板105所取代，此时回流导引板105也位于容器组件的左侧(第四侧)。
64.入口导引板102斜向设置，而与容器组件的横向延伸方向(即，水流入口f_in的法线)具有一夹角，并设置于容器组件容置发电设备的位置与入口浪高调整板101之间，以及设置于海流侧引板104、109之间，以将水流wd导向至发电设备的推力板108。回流导引板105斜向设置，而与容器组件的横向延伸方向具有一夹角，并设置于容器组件容置发电设备的位置与出口浪高调整板107之间，以及设置于海流侧引板104、109之间，以将推动推力板108的水流wd再次导向至发电设备的推力板108。回流侧引板115斜向设置，而与容器组件的横向延伸方向具有一夹角，并连接于回流导引板105与海流侧引板104之间，以让水流wd更易流向发电设备的推力板108。回流侧引板106斜向设置，而与容器组件的横向延伸方向具有
一夹角，并连接于回流导引板105与海流侧引板109之间，以让水流wd更易流向发电设备的推力板108。回流侧引板115、106在本实用新型中可以是非必要组件，而能够被移除。
65.容器组件容置发电设备的位置、出口浪高调整板107、海流侧引板104与回流导引板105围绕的区域定义出容器组件的蓄压池111，以及，容器组件容置发电设备的位置、出口浪高调整板107、海流侧引板109与回流导引板105围绕的区域定义出容器组件的第二泄压池112。容器组件容置发电设备的位置、入口导引板102与海流侧引板109的区域定义出容器组件的第一泄压池114。于第一实施例中，回流导引板105更设有至少一个单向阀门1051，以在水流推力大于特定值(第一特定值)被打开，以让蓄压池111的水流wd流向第二泄压池112，避免过大的水流推力毁损推力板108。在水流推力没有过大的情况下(小于特定值)，蓄压池111的水流wd将流向发电设备的推力板108，且接着流向第一泄压池114。第二泄压池112的水流wd可以经由水流出口f_out流出容器组件之外，也可以流向发电设备的推力板108，且接着流向第一泄压池114。第一泄压池114的水流wd可以部份地与水流入口f_in的水流wd汇流，继续流向发电设备的推力板108，或者，透过水流入口f_in流出容器组件之外。
66.发电设备的电力控制室103由防水的壳体构成，且发电机113设置于电力控制室103中。发电机113的一部份会与推力板牵引机构110连接，以及复数个推力板108连接推力板牵引机构110，其中电力控制室103会做到防水密封，以避免因为发电机113的一部份需与推力板牵引机构110连接，而导致水流入发电机113中。当推力板108被水流wd推动时，推力板108会带动推力板牵引机构110转动，以产生动能，让发电机113将动能转换为电能。
67.于此实施例中，推力板108的数量为六个，且以对称方式设置。在其它实施例中，推力板108的数量也可以是三个或三个以上，甚至可以是非对称设置。本实用新型并不以推力板108的设置方式及数量为限制。另外，推力板108更可以枢接阻尼器(例如，图4的阻尼器1081)，在水流推力过大时，推力板108可以因此改变其与水平面之间的夹角，以让部分或全部的水流直接通过，而不被推力板108所抵挡。
68.于第一实施例中，入口导引板102的一端并未延伸到入口浪高调整板101的一端，且海流侧引板109的一端延伸到入口浪高调整板101的一端，而使入口浪高调整板101一端与海流侧引板109一端相互接触，故第一泄压池114的水流wd可以部份地与水流入口f_in的水流wd汇流，继续流向发电设备的推力板108，或者，透过水流入口f_in流出容器组件之外。然而，在其它实施例中，入口导引板102的长度是可以被调整的，且海流侧引板109的长度也可以对应地做调整。
69.请参照图2b，图2b是本实用新型第二实施例的潮汐发电装置的俯视示意图。于图2b的第二实施例中，潮汐发电装置1’的入口导引板102’的长度较潮汐发电装置1的入口导引板102的长度来得长，入口导引板102’的一端延伸并接触入口浪高调整板101，且海流侧引板109’长度较潮汐发电装置1的海流侧引板109的长度来得短，从而形成另一个水流出口l_out。如此，第一泄压池114的水流wd将直接地透过水流出口l_out流出容器组件之外，而不与水流入口f_in进来的水流汇流，也不会透过水流入口f_in流出容器组件之外，而造成对水流入口f_in进来的水流造成干扰，以增加发电效率。
70.再者，请参照图2c，图2c是本实用新型第三实施例的潮汐发电装置的俯视示意图。于图2c的第三实施例中，相较于第二实施例，潮汐发电装置1
’’
的入口导引板102
’’
的长度又更长，而且入口导引板102
’’
的一端突出至水流出口l_out与入口浪高调整板101之外。于
第三实施例中，入口导引板102
’’
可以防止透过水流出口l_out流出容器组件之外的水流对要进入水流入口f_in的水流的干扰，以增加发电效率。
71.请参照图3，图3是本实用新型第四实施例的潮汐发电装置的入口导引板的角度配置示意图。为了使得潮汐发电装置的发电效率较佳，于本实用新型中，可以选择性地设计水流入口的法线nl(即，横向延伸方向)与入口导引板102之间的角度θ，以及选择性地设计水流入口的法线nl与海流侧引板104’之间的角度θ1，使得角度θ与θ1的加总介于60度至120度之间(包括60度与120度)，其中角度θ与θ1又可以是介于15度至60度之间(包括60度与120度)，只要加总后介于60度至120度之间，即可以有较佳的发电效率。另外，海流侧引板109
’’’
与水流入口的法线nl的角度则可以不用限制。
72.请参照图4至图6，图4是本实用新型任一实施例的潮汐发电装置的发电设备的立体示意体，图5是本实用新型任一实施例的潮汐发电装置的推力板的立体示意体，以及图6是本实用新型任一实施例的潮汐发电装置的推力板的角度变化示意图。发电设备的推力板108的每一者的一端枢接阻尼器1081(于图4与图5中，有多个阻尼器1081)，且阻尼器1081例如是液压阻尼器，但不以此为限制。阻尼器1081的一端锁固于推力板牵引机构110的一部分(如图4与图5)，使得推力板108于水流推力小于特定值时，推力板108与水平面之间的角度为90度，以接收水流推力，从而带动推力板牵引机构110转动(于此实施例中，转动方向为逆时针)。当水流推力大于特定值时，推力板108与水平面之间的角度会改变，且角度的改变会与水流推力大小有关，例如，在图6中，推力板108与水平面之间的角度由90度变成几乎0度(此角度并非用于限制本实用新型)。
73.请参照图7，图7是本实用新型任一实施例的潮汐发电装置的推力板于不同位置的角度变化示意图。于图7中，由对应于入口导引板102的一端往逆时针的方向，六个推力板108形成的圆形区域依序分为六个区域r1～r6。区域r2～r6的水流推力一般会小于特定值，故推力板108在区域r2～r6时，推力板108与水平面之间的角度多数为90度(如图7左侧示意的推力板108)。区域r1的水流推力一般会大于特定值，且水流推力越靠近区域r2，则会越小，因此，推力板108在区域r1中，由靠近区域r6往靠近区域r2的方向，推力板108与水平面之间的角度会由几乎0度逐渐地变大(如图7右侧示意的推力板108)。换言之，该复数个推力板108的每一者枢接至少一个阻尼器1081，以在该水流推力大于一第二特定值时，使该推力板108与一水平面的角度改变。如此一来，透过阻尼器1081的使用，本实用新型实施例的潮汐发电装置可以更有效地避免推力板108因为水流推力过大而毁损，且能够维持一定的发电效率，而不用在水流推力过大时，将全部的推力板108与水平面之间的角度变为几乎0度，使得推力板牵引机构110几乎不再转动，而减少发电效率。
74.请参照图8至图10，图8是本实用新型第五实施例的潮汐发电装置的立体示意图，图9是本实用新型第五实施例的潮汐发电装置的俯视示意图，以及图10是本实用新型第五实施例的潮汐发电装置的部分剖面示意图。于第五实施例中，潮汐发电装置2包括容器组件(由底板(未标示组件符号)、两个入口浪高调整板201、两个入口导引板202、两个海流侧引板204、回流导引板205、回流出口闸门板215与坡道状的上升导引板216构成)与发电设备(由电力控制室203、复数个推力板208、复数个阻尼器2081、推力板牵引机构210与发电机213构成)。入口浪高调整板201位于该容器组件的第一侧，两个海流侧引板204分别位于该容器组件的第二侧与第三侧，第一侧相邻于第二侧与第三侧，回流导引板205位于容器组件
的第四侧，以及位于两个海流侧引板204之间，第一侧相向于第四侧。发电设备容置于容器组件中，例如设置于容器组件的左(第四侧)右(第一侧)两侧之间。
75.两个入口浪高调整板201、两个海流侧引板204、回流导引板205、回流出口闸门板215与底板大致上构成一个由右侧往左侧渐缩的容器，且容器中配置了两个入口导引板202与上升导引板216，以构成了容器组件。两个入口浪高调整板201位于容器组件的右侧，并彼此连接。入口浪高调整板201可以垂直移动，以调整水流入口f_in的水流wd的进水量，并限制过高的浪的水流不会进入容器组件中。两个海流侧引板204斜向设置，其中两个海流侧引板204每一者的一端对应两个入口导引板202每一者的一端，两个海流侧引板204每一者的一端的另一端向发电设备延伸，且其中一个海流侧引板204的另一端连接回流导引板205。简单地说，如图9，其中一个海流侧引板204自右下侧的入口浪高调整板201的一端由右下往左上延伸，且此海流侧引板204的另一端为浮接；以及其中另一个海流侧引板204自右上侧的入口浪高调整板201的一端由右上往左下延伸，且此海流侧引板204的另一端连接回流导引板205。
76.如图9，两个入口导引板202斜向设置于容器组件中。其中一个入口导引板202的一端连接于两个入口浪高调整板201的连接处，并自此连接处往左上延伸以连接到其中一个海流侧引板204；其中另一个入口导引板202的一端连接于两个入口浪高调整板201的连接处，并自此连接处往左下延伸以连接到其中另一个海流侧引板204。两个入口导引板202都设有单向阀门(未标示组件符号)于其上，以在水流推力过大时，能够减缓水流推力，并且避免水流推力过小的水流通过入口导引板202。如图9，上升导引板216设置于发电设备与两个入口导引板202的位置之间，其用以让通过入口导引板202的水流的水流推力降低，以避免过大的水流推力会毁损发电设备的推力板208。换言之，该两个入口导引板202的每一者具有至少一单向阀门，以在该水流推力大于一第三特定值时，该水流wd通过单向阀门而流向该复数个推力板208。如图10，上升导引板216为坡道状，故能减少水流推力。
77.如图8至图10，回流导引板205为弧形状，用以导引从上升导引板216通过发电设备的水流继续流向发电设备的推力板208。回流导引板205的两端分别连接其中一个海流侧引板204与回流出口闸门板215，且回流出口闸门板215还连接其中另一个海流侧引板204。回流出口闸门板215的一侧定义为水流出口f_out，且回流出口闸门板215的另一侧、其中另一个海流侧引板204与容器组件容置发电设备的位置定义出泄压池212。当泄压池212的水流推力大于特定值时，回流出口闸门板215设有的单向阀门2151会被打开，使得泄压池212的水流推力不至于过大。换言之，该回流出口闸门板215具有至少一单向阀门2151，以在该水流推力大于一第四特定值时，将该水流wd流出该容器组件的一水流出口f_out之外。请特别参照图10，在此请注意，容器组件容置发电设备的位置的高度会大于泄压池212的高度(如图10的高度差h)，以让回流导引板205导引的水流更易推动推力板208。
[0078] 具体而言，本实用新型的潮汐发电装置的容器组件透过入口导引板与回流导引板的设计，可以有效地导引水流方向，并产生缓冲过大的水流推力的效果，达到避免发电设备的推力板受损的技术问题。另外，在其它实施例中，为了更进一步地提升发电效率与避免推力板受损的机率，更可以选择性地使用下面至少一技术特征：(1)回流导引板更设有单向阀门；(2)容器组件设置两个以上的水流入口与入口导引板，同时入口导引板设有单向阀门；(3)水流入口的水流在到达发电设备的推力板前的区域设有上升导引板；与 (4)推力板
枢接阻尼器，以根据水流阻力改变推力板与水平面之间的角度。