專(zhuān)利名稱(chēng)：水能接收裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)一種水力發(fā)電設(shè)備，具體而言是涉及一種懸浮于水面下用于接收水流 動(dòng)能的水能接收裝置。
背景技術(shù)：
水力發(fā)電設(shè)備，就是將水流所攜帶的能量轉(zhuǎn)化為電力的裝置。水能接收裝置，就是水能發(fā)電設(shè)備上用于接收水流動(dòng)能，并將該動(dòng)能輸出到水能 發(fā)電設(shè)備的發(fā)電機(jī)構(gòu)，以將該動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。現(xiàn)有的水力發(fā)電設(shè)備主要有四大類(lèi)一類(lèi)是依靠波浪拍打水岸，使水位升高，利用 水位落差驅(qū)動(dòng)發(fā)電設(shè)備發(fā)電，與常見(jiàn)的落差發(fā)電技術(shù)類(lèi)似；另一類(lèi)是依靠波浪的升高和降 低，帶動(dòng)浮子產(chǎn)生垂直振動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)，而使發(fā)電設(shè)備發(fā)電；第三類(lèi)則是在管道里加裝置， 利用管道隨波浪的順次移動(dòng)而發(fā)電；第四類(lèi)則是將發(fā)電漿葉放在水下工作，利用水流驅(qū)動(dòng) 槳葉旋轉(zhuǎn)而帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。其中，第一類(lèi)發(fā)電設(shè)備需要在海邊或河岸等具有較高波浪的地方建筑岸提，在岸 提內(nèi)修建發(fā)電設(shè)備，其對(duì)地理位置、水文環(huán)境等都有較高的要求，不適合大范圍應(yīng)用。第二類(lèi)、第三類(lèi)發(fā)電設(shè)備由于是利用波浪的波動(dòng)產(chǎn)生動(dòng)力，而波浪的波動(dòng)是不穩(wěn) 定的，導(dǎo)致所發(fā)的電流也不穩(wěn)定，發(fā)電效率比較低，而且由于海面海況瞬息萬(wàn)變，在遭遇狂 風(fēng)巨浪的情況下，極易造成發(fā)電設(shè)備的損壞，其抵抗自然災(zāi)害的能力比較差。第四類(lèi)發(fā)電設(shè)備類(lèi)似于風(fēng)力發(fā)電，需要在水底建造立柱，在立柱位于水面下、接近 水面的位置安裝槳葉，利用槳葉接收水流動(dòng)能。由于水面附近水流流向、流速在一段時(shí)間內(nèi) 相對(duì)穩(wěn)定，因此漿葉型水能接收裝置接收水能相對(duì)穩(wěn)定，發(fā)電效率也比較高，但其也有二個(gè) 主要的缺點(diǎn)一是為了收集并不太充足的海水能量(指其漿葉掃過(guò)面積的能量)，需要建造 高大的海底立柱，投資高，效益差；其次，由于海水的能量最大值在海面，而到了一定深度就 很平靜了，即便十二級(jí)臺(tái)風(fēng)情況下，海面以下十米，基本很平靜了。這種發(fā)電設(shè)備的槳葉，上 部不超過(guò)海平面，下部不應(yīng)超過(guò)距離海平面六米(畢竟刮十二級(jí)臺(tái)風(fēng)很少)，因此，難以實(shí) 現(xiàn)大型化。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種水力發(fā)電設(shè)備的水能接收裝置， 該水能接收裝置能漂浮于水體內(nèi)任意位置，接收水面下水流的動(dòng)能，因此能夠抵抗自然災(zāi) 害的侵害，發(fā)電穩(wěn)定性也比較好，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低、也易于實(shí)現(xiàn)大型化。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用以下的技術(shù)方案一方面，本發(fā)明的水能接收裝置，其包括螺旋體，是具有至少一個(gè)螺旋表面的密閉腔體，該密閉腔體內(nèi)裝有密度調(diào)節(jié)物質(zhì)， 使該螺旋體的整體平均密度等于所應(yīng)用水體的密度；動(dòng)力傳遞裝置，裝于所述螺旋體，用于向發(fā)電機(jī)構(gòu)傳輸所述螺旋體所接收的動(dòng)力。
作為一種可選擇的方案，所述螺旋體可以為剛性螺旋體，而所述動(dòng)力傳遞裝置為 在所述螺旋體尾部設(shè)置的驅(qū)動(dòng)軸?？蛇x擇地，所述剛性螺旋體由鋁合金、不銹鋼或其他金屬制成?？蛇x擇地，所述剛性螺旋體是在剛性骨架外覆設(shè)膜殼而形成。優(yōu)選地，所述剛性螺旋體具有相對(duì)的二個(gè)螺旋表面。所述剛性螺旋體也可以具有對(duì)稱(chēng)設(shè)置的三個(gè)或四個(gè)螺旋表面。作為另一種可選擇的方案，所述螺旋體也可為柔性螺旋體，在該柔性螺旋體內(nèi)填 充有水，在所述螺旋體內(nèi)壁貼覆有或在填充水中加有所述密度調(diào)節(jié)物質(zhì)；而所述動(dòng)力傳遞 裝置包括在所述螺旋體外表面沿長(zhǎng)度方向設(shè)置的至少三根牽引繩，用于連接位于所述柔性 螺旋體端部的驅(qū)動(dòng)架。所述密度調(diào)節(jié)物質(zhì)可以根據(jù)需要選擇使用，可以是密度小于水的材料，也可以是 密度大于水的材料；既可以是溶于水的材料，加入水中調(diào)節(jié)密度，也可以是不溶于水的材 料，貼于螺旋體內(nèi)壁調(diào)節(jié)密度；既可以是固體，也可以是液體或氣體，還可以二種以上材料 混用。如可以將食鹽溶入水中增加水的密度，也可以將聚乙烯塑料貼覆于螺旋體內(nèi)壁減小 密度，如此等等.......可選擇地，所述柔性螺旋體具有二個(gè)螺旋表面，該螺旋表面是由在一圓形水囊內(nèi) 相對(duì)表面設(shè)置的牽拉索依次牽拉而形成，各牽拉索之間依次錯(cuò)開(kāi)一夾角，成螺旋狀布置?？蛇x擇地，所述柔性螺旋體具有三個(gè)對(duì)稱(chēng)的螺旋表面，該螺旋表面是由在一圓形 水囊內(nèi)設(shè)置的多個(gè)星形牽拉索依次牽拉而成，各星形牽拉索具有從中心點(diǎn)向外延伸的彼此 成120°角的三個(gè)牽引端，并且各星形牽拉索之間依次錯(cuò)開(kāi)一夾角，成螺旋狀布置。優(yōu)選地，所述螺旋體長(zhǎng)度至少是水波波長(zhǎng)的二倍。不同水體水波波長(zhǎng)可能會(huì)不一 樣，并且在水體的不同深度波長(zhǎng)也會(huì)有區(qū)別，可以取其波長(zhǎng)較大值，采用該長(zhǎng)度的螺旋體可 以同時(shí)受到二個(gè)水波的作用，因而可以減少水流波動(dòng)所導(dǎo)致的螺旋體變形。另一方面，本發(fā)明的水能接收裝置，其包括螺旋體，具有至少二個(gè)螺旋表面，該螺旋表面是由至少二個(gè)密閉腔體互相纏繞而 成，各密閉腔體之間彼此連接，在各密閉腔體內(nèi)裝有密度調(diào)節(jié)物質(zhì)，使該螺旋體的整體平均 密度等于所應(yīng)用水體的密度；動(dòng)力傳遞裝置，裝于所述螺旋體，用于向發(fā)電機(jī)構(gòu)傳輸所述螺旋體所接收的動(dòng)力。作為一種選擇，所述密閉腔體為剛性管體，而所述動(dòng)力傳遞裝置為在所述螺旋體 尾部設(shè)置的驅(qū)動(dòng)軸。優(yōu)選地，所述剛性管體數(shù)量為二根，二根剛性管體在內(nèi)側(cè)相對(duì)處彼此連接，形成具 有二個(gè)螺旋表面的螺旋體。進(jìn)一步地，所述二根剛性管體之間具有一等間距，在二剛性管體相對(duì)處由螺旋狀 連接板或數(shù)根螺旋排列的連接桿連接。作為另一種選擇，所述密閉腔體為柱狀水囊，在該柱狀水囊的內(nèi)側(cè)壁貼附有所述 密度調(diào)節(jié)物質(zhì)或在水中加有所述密度調(diào)節(jié)物質(zhì)；而所述動(dòng)力傳遞裝置包括在所述螺旋體外 表面沿長(zhǎng)度方向設(shè)置的至少三根牽引繩，用于連接位于所述柱狀水囊端部的驅(qū)動(dòng)架。優(yōu)選地，所述柱狀水囊數(shù)量為二根，該二個(gè)柱狀水囊在內(nèi)側(cè)相對(duì)處彼此連接，形成 具有二個(gè)螺旋表面的螺旋體。
進(jìn)一步地，所述二個(gè)柱狀水囊之間具有一等間距，在該二個(gè)柱狀水囊相對(duì)處由數(shù) 根牽拉索連接，在柱狀水囊的兩端裝有定型分離架。更進(jìn)一步，在所述牽拉索的一側(cè)或二側(cè)覆設(shè)蒙皮?？蛇x擇地，所述柱狀水囊的數(shù)量為三個(gè)，該三個(gè)柱狀水囊互相纏繞形成具有三個(gè) 對(duì)稱(chēng)螺旋表面的螺旋體，該三個(gè)柱狀水囊相對(duì)處彼此連接。進(jìn)一步地，所述三個(gè)柱狀水囊彼此之間具有相等間距，在三個(gè)柱狀水囊之間由多 根星形牽拉索依次牽拉而成，每個(gè)星形牽拉索具有從中心點(diǎn)向外延伸的三個(gè)牽引端，分別 連接三個(gè)柱狀水囊，在三柱狀水囊的兩端部裝有定型分離架。更進(jìn)一步，在所述星形牽拉索一側(cè)或兩側(cè)覆設(shè)蒙皮。優(yōu)選地，所述螺旋體長(zhǎng)度至少是水波波長(zhǎng)的二倍。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的水能接收裝置由于與所應(yīng)用的水體具有相同的密度， 能隨水力發(fā)電設(shè)備的發(fā)電機(jī)構(gòu)(帶有調(diào)節(jié)浮箱)漂浮于水體內(nèi)任意位置，在風(fēng)浪小時(shí)貼近 水面，而在風(fēng)浪大時(shí)沉入水中，因此能夠抵抗自然災(zāi)害的侵害；由于水能發(fā)電裝置具有的至 少二個(gè)螺旋面能接收水面下各個(gè)方向的水流的動(dòng)能，能量接收效率比較高，發(fā)電穩(wěn)定性也 比較好，而且本發(fā)明的水能接收裝置僅需要制造螺旋體與發(fā)電機(jī)構(gòu)，并將二者相連再通過(guò) 纜繩錨固在水底即可，不再需要建造復(fù)雜的水底建筑或提岸構(gòu)筑物，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低； 此外由于水能接收裝置是橫向漂浮在水面下，延長(zhǎng)度方向接收水能，因此該水能接收裝置 也可以做得比較大，易于實(shí)現(xiàn)大型化。


圖1是裝有本發(fā)明水能接收裝置的水力發(fā)電設(shè)備正面結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖1的俯視圖。圖3是圖1的右視圖。圖4是圖1所示水力發(fā)電設(shè)備在風(fēng)浪小時(shí)的工作狀態(tài)示意圖。圖5是圖1所示水力發(fā)電設(shè)備在風(fēng)浪大時(shí)的工作狀態(tài)示意圖。圖6是本發(fā)明水能接收裝置的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，其中螺旋體具有一個(gè)剛 性密閉腔體。圖7是圖6的俯視圖。圖8是本發(fā)明水能接收裝置的另一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，其中螺旋體具有一個(gè)柔性密閉腔體。圖9是圖8的俯視圖。圖10是本發(fā)明水能接收裝置的又一個(gè)實(shí)施例的俯視示意圖，其中螺旋體具有一 個(gè)柔性密閉腔體。圖11是本發(fā)明水能接收裝置具有二個(gè)剛性密閉腔體的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖12是圖11的俯視圖。圖13是本發(fā)明水能接收裝置具有二個(gè)剛性密閉腔體的另一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖14是圖13的俯視圖。圖15是本發(fā)明水能接收裝置具有二個(gè)剛性密閉腔體的又一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意 圖16是圖15的俯視圖。
圖17是本發(fā)明水能接收裝置具有二個(gè)柔性密閉腔體的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意 圖18是本發(fā)明水能接收裝置具有二個(gè)柔性密閉腔體的另一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意 圖19是圖18的俯視圖。
圖20是本發(fā)明水能接收裝置具有二個(gè)柔性密閉腔體的又一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意 圖21是本發(fā)明水能接收裝置具有三個(gè)柔性密封腔體的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意 圖22是圖21的俯視圖。
圖23是本發(fā)明水能接收裝置具有三個(gè)柔性密封腔體的另一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意 圖24是圖23的俯視圖。
圖25是本發(fā)明具有四個(gè)柔性密封腔體的水能接收裝置的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意 圖26是圖25的俯視圖。
圖27是本發(fā)明具有四個(gè)柔性密封腔體的水能接收裝置的另一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示
圖28是圖27的俯視圖, 圖中
10、水能接收裝置 12、驅(qū)動(dòng)軸 20、水能接收裝置 22、牽引繩 24、牽拉索 30、水能接收裝置 32、星形牽拉索 40、水能接收裝置 42、驅(qū)動(dòng)軸 50、水能接收裝置 52、驅(qū)動(dòng)軸 54、螺旋狀連接板 60、水能接收裝置 62、牽引繩 64、連接桿 70、水能接收裝置
11、螺旋體 13、螺旋表面 21、螺旋體 23、螺旋表面
31、螺旋體 33、螺旋表面 41、螺旋體 43、螺旋表面 51、螺旋體 53、剛性管體
61、螺旋體 63、剛性管體
71、柱狀水囊
72、牽引繩80、水能接收裝置
81、柱狀水囊 83、定型分離架82、牽引繩84、牽拉索90、水能接收裝置100、水能接收裝置120、螺旋體200、發(fā)電機(jī)構(gòu)
91、蒙皮
110、動(dòng)力傳遞裝置
130、驅(qū)動(dòng)架 210、浮箱220、阻尼器310、轉(zhuǎn)架
300、懸浮隨動(dòng)機(jī)構(gòu) 320、纜繩
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述，本部分的描述僅是示范性和解釋性，不應(yīng) 對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍有任何的限制作用。本發(fā)明的水能接收裝置是應(yīng)用到水力發(fā)電設(shè)備，用于接收江河或海洋中水流能量 的裝置。下面結(jié)合

本發(fā)明水力發(fā)電設(shè)備的結(jié)構(gòu)和工作原理圖1是裝有本發(fā)明水能接收裝置的水力發(fā)電設(shè)備正面結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖1的 俯視圖。圖3是圖1的右視圖。如圖1 圖3所示，水力發(fā)電設(shè)備包括水能接收裝置100、發(fā)電機(jī)構(gòu)200和懸浮 隨動(dòng)機(jī)構(gòu)300。所述水能接收裝置100用于接收水中的能量并將其轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)動(dòng)能，傳輸?shù)?發(fā)電機(jī)構(gòu)200供發(fā)電機(jī)構(gòu)發(fā)電，而所述懸浮隨動(dòng)機(jī)構(gòu)300則保證水能接收裝置100能夠順 著水流的方向接收水能。水能接收裝置100包括螺旋體120和動(dòng)力傳遞裝置110，螺旋體120的旋轉(zhuǎn)動(dòng)能可 以通過(guò)動(dòng)力傳遞裝置傳遞給驅(qū)動(dòng)架130，由驅(qū)動(dòng)架130驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)構(gòu)200而發(fā)電。發(fā)電機(jī)構(gòu)200包括位于其上部的浮箱210，浮箱210內(nèi)設(shè)有彈性氣囊，浮箱210下 方設(shè)有水泵和閥門(mén)(圖略)用于向浮箱210注水，彈性氣囊內(nèi)裝有壓縮空氣，可用于排水， 通過(guò)在浮箱210內(nèi)注水和排水可以調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)構(gòu)200的整體密度，使發(fā)電設(shè)備整體上浮或 下沉。發(fā)電設(shè)備的上浮或下沉可由設(shè)置在發(fā)電機(jī)構(gòu)側(cè)面的水流流速傳感器控制，在流速超 過(guò)預(yù)定值時(shí)，預(yù)示風(fēng)浪較大，浮箱210注水下沉，反之上浮。圖4是圖1所示水力發(fā)電設(shè)備在風(fēng)浪小時(shí)的工作狀態(tài)示意圖。圖5是圖1所示水 力發(fā)電設(shè)備在風(fēng)浪大時(shí)的工作狀態(tài)示意圖。在風(fēng)浪小時(shí)，水力發(fā)電設(shè)備可浮到水面附近發(fā) 電，以最大限度地利用水面附近的水流動(dòng)能，參見(jiàn)圖4 ；而在風(fēng)浪大時(shí)，風(fēng)力發(fā)電設(shè)備可下 沉到距水面較遠(yuǎn)的位置繼續(xù)發(fā)電，以免因風(fēng)浪損壞發(fā)電設(shè)備，參見(jiàn)圖5。懸浮隨動(dòng)機(jī)構(gòu)300則連接到發(fā)電機(jī)構(gòu)，既在發(fā)電設(shè)備發(fā)電時(shí)提供反向的作用力， 又可以保證水能接收裝置和發(fā)電機(jī)構(gòu)能隨水流隨時(shí)轉(zhuǎn)換漂浮方向。該懸浮隨動(dòng)機(jī)構(gòu)300包 括轉(zhuǎn)架310和纜繩320，轉(zhuǎn)架310樞軸連接于發(fā)電機(jī)構(gòu)200，可繞發(fā)電機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)，纜繩320 — 端連接于該轉(zhuǎn)架310，另一端錨固與水底。在圖1 圖5中所示的水能接收裝置，采用的是具有二個(gè)水囊的柔性接收裝置，因 此需要連接驅(qū)動(dòng)架130，對(duì)于剛性的水能接收裝置，可以省略驅(qū)動(dòng)架，直接用驅(qū)動(dòng)軸與發(fā)電機(jī)構(gòu)的動(dòng)力輸入軸連接。本發(fā)明水能接收裝置可以有各種結(jié)構(gòu)和形式，并不限于某一具體結(jié)構(gòu)形式。下面 結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的水能接收裝置進(jìn)行舉例說(shuō)明。圖6是本發(fā)明水能接收裝置的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖7是圖6的俯視圖。如圖6、圖7所示，本發(fā)明的水能接收裝置，其包括螺旋體11，是一具有二個(gè)螺旋表面13的密閉腔體，該密閉腔體內(nèi)裝有密度調(diào)節(jié)物 質(zhì)，使該螺旋體的整體平均密度等于所應(yīng)用水體的密度；動(dòng)力傳遞裝置，裝于所述螺旋體，用于向發(fā)電機(jī)構(gòu)傳輸所述螺旋體所接收的動(dòng)力。在本實(shí)施例中，所述螺旋體11為剛性螺旋體，而所述動(dòng)力傳遞裝置為在所述螺旋 體尾部設(shè)置的驅(qū)動(dòng)軸12。本發(fā)明所述剛性螺旋體既可以由鋁合金、不銹鋼或其他金屬制成，也可以是在剛 性骨架外覆設(shè)膜殼而形成。在本實(shí)施例中，由于螺旋體為剛性，其密度一般都大于水的密度，因此可將螺旋體 制成密閉空腔，即相當(dāng)于填充了空氣，使得其整體重量與體積的比值(即密度)等于應(yīng)用地 水體的實(shí)測(cè)密度。在實(shí)際應(yīng)用中，由于螺旋體體積在制成后基本恒定，填充空氣未必能使其 密度正好等于所需要的密度，此時(shí)可以通過(guò)微調(diào)其整體重量進(jìn)行調(diào)整，比如可以在螺旋體 內(nèi)再填充其它材料，諸如氦氣等更輕的氣體，或塑料板等稍重的材料，或者金屬等更重的材 料等等，使其整體重量滿(mǎn)足密度要求。本實(shí)施例中的螺旋體11具有二個(gè)螺旋表面，本領(lǐng)域技術(shù)人員容易想到，所述剛性 螺旋體也可以具有對(duì)稱(chēng)設(shè)置的三個(gè)或四個(gè)螺旋表面，還可以是具有一個(gè)螺旋表面的螺旋 體。在上面實(shí)施例中，所述螺旋體是剛性的。實(shí)際上，所述螺旋體也可為柔性螺旋體， 在該柔性螺旋體內(nèi)填充有水，而形成具有相對(duì)剛性的螺旋體。可在所述螺旋體內(nèi)壁貼覆有 密度調(diào)節(jié)物質(zhì)，如貼覆輕體材料以減少螺旋體的整體密度，也可在填充水中加有所述密度 調(diào)節(jié)物質(zhì)，如食鹽以增加螺旋體的整體密度。而在柔性螺旋體上安裝的動(dòng)力傳遞裝置包括 在其外表面沿長(zhǎng)度方向設(shè)置的至少三根牽引繩，用于連接位于所述柔性螺旋體端部的驅(qū)動(dòng)
^K O圖8是本發(fā)明水能接收裝置的另一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，其中螺旋體具有一個(gè) 密閉腔體。圖9是圖8的俯視圖。如圖8、圖9所示，在該實(shí)施例中，水能接收裝置20的螺旋體21即是采用柔性螺旋 體，該螺旋體具有二個(gè)螺旋表面23，該螺旋表面23是由在一圓形水囊內(nèi)相對(duì)表面設(shè)置的牽 拉索24依次牽拉而形成，各牽拉索24之間依次錯(cuò)開(kāi)一夾角，成螺旋狀布置。在螺旋體21 外表面設(shè)置有六根牽引繩22用于向外輸出動(dòng)力。上述水囊可以采用高強(qiáng)度的膜制成，如橡膠，高強(qiáng)度塑料等。在該實(shí)施例中，螺旋體21是由一個(gè)圓形水囊經(jīng)牽拉而形成二個(gè)螺旋表面。圖10是本發(fā)明水能接收裝置的又一個(gè)實(shí)施例的俯視示意圖，其中螺旋體具有一 個(gè)柔性密閉腔體。如圖10所示，水能接收裝置30同樣也可以是由一個(gè)圓形水囊經(jīng)牽拉形 成具有三個(gè)對(duì)稱(chēng)的螺旋表面33的柔性螺旋體31，如圖10所示。該三個(gè)螺旋表面33是由在 一圓形水囊內(nèi)設(shè)置的多個(gè)星形牽拉索32依次牽拉而成，各星形牽拉索32具有從中心點(diǎn)向外延伸的彼此成120°角的三個(gè)牽引端，并且各星形牽拉索32之間依次錯(cuò)開(kāi)一夾角，成螺 旋狀布置。由此，本領(lǐng)域技術(shù)人員容易想到，本發(fā)明的水能接收裝置也可以采用四個(gè)或四個(gè) 以上的螺旋表面，只是星形牽拉索的牽引端由三個(gè)變?yōu)樗膫€(gè)或四個(gè)以上而已。在上述實(shí)施例中，螺旋體11、21、31較佳地是水波波長(zhǎng)的二倍或二倍以上。本發(fā)明的水能接收裝置除了可以由具有一個(gè)密封腔體的螺旋體構(gòu)成外，還可以由 二個(gè)乃至二個(gè)以上密封腔體構(gòu)成。采用二個(gè)密閉腔體的水能接收裝置，同樣包括具有至少二個(gè)螺旋表面螺旋體，該 螺旋表面是由至少二個(gè)密閉腔體互相纏繞而成，各密閉腔體之間彼此連接，在各密閉腔體 內(nèi)裝有密度調(diào)節(jié)物質(zhì)，使該螺旋體的整體平均密度等于所應(yīng)用水體的密度；所述密度調(diào)節(jié) 物質(zhì)可以根據(jù)需要選擇使用，選用方法如前所述，不再贅述。動(dòng)力傳遞裝置，裝于所述螺旋體，用于向發(fā)電機(jī)構(gòu)傳輸所述螺旋體所接收的動(dòng)力。 該動(dòng)力傳遞裝置對(duì)于剛性螺旋體可以采用驅(qū)動(dòng)軸，而對(duì)于柔性螺旋體則可以采用在螺旋體 外表面沿長(zhǎng)度方向設(shè)置牽引繩。圖11是本發(fā)明水能接收裝置具有二個(gè)密閉腔體的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖 12是圖11的俯視圖。如圖11、圖12所示，該實(shí)施例的水能接收裝置40，其包括螺旋體41，包括二個(gè)密閉腔體，在本實(shí)施例中該二個(gè)密閉腔體為二個(gè)剛性管體，這 二個(gè)剛性管體互相纏繞而形成二個(gè)螺旋表面43，且二剛性管體在內(nèi)側(cè)相對(duì)處彼此連接。在 各剛性管體內(nèi)裝有密度調(diào)節(jié)物質(zhì)，使該螺旋體41的整體平均密度等于所應(yīng)用水體的密度； 其調(diào)整方式如前，不再贅述。在所述螺旋體41的尾部裝有驅(qū)動(dòng)軸42，用于向發(fā)電機(jī)構(gòu)傳輸螺旋體41所接收的 動(dòng)力。在圖13 圖14所示的本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，水能接收裝置50包括螺旋體51 和驅(qū)動(dòng)軸52，所述螺旋體51的二根剛性管體53之間具有相等間距，在二剛性管體53相對(duì) 處由螺旋狀連接板54連接，而驅(qū)動(dòng)軸52位于所述螺旋狀連接板54中間。該裝有螺旋狀連 接板54的水能接收裝置50其接收水流動(dòng)能的面積比較大，比較適合在水流平緩的水體內(nèi)應(yīng)用。在圖15 圖16所示的本發(fā)明又一個(gè)實(shí)施例中，水能接收裝置60包括螺旋體61和 牽引繩62，所述螺旋體61的二根剛性管體63之間具有相等間距，在二剛性管體63相對(duì)處 由多根螺旋排列的連接桿64連接，所述牽引繩62數(shù)量為三根，各牽引繩62均勻分布在螺 旋體61外圓周并沿螺旋體61的外表面縱向布置，用于與驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)架連接。該 裝有連接桿64的水能接收裝置60其接收水流動(dòng)能的面積比較小，比較適合在水流湍急的 水體內(nèi)應(yīng)用。在該實(shí)施例中，動(dòng)力傳遞裝置采用的是牽引繩輸出動(dòng)力，作為一種變型，其也可以 采用在螺旋體尾部設(shè)置安裝架，在安裝架上設(shè)置驅(qū)動(dòng)軸的方式輸出動(dòng)力。在圖11 圖16所示的各實(shí)施例中，具有二個(gè)密閉腔體的水能接收裝置其螺旋體 均為剛性。但本發(fā)明的具有二個(gè)密閉腔體的水能接收裝置，其螺旋體也可為柔性。圖17是本發(fā)明水能接收裝置具有二個(gè)柔性密閉腔體的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖17所示，本發(fā)明水能接收裝置70的密閉腔體為二個(gè)柱狀水囊71，該二個(gè)柱狀水 囊71在內(nèi)側(cè)相對(duì)處彼此連接，形成具有二個(gè)螺旋表面的螺旋體。在該柱狀水囊71的內(nèi)側(cè) 壁可貼附有密度調(diào)節(jié)物質(zhì)或在水中加有所述密度調(diào)節(jié)物質(zhì)，使柱狀水囊71的整體密度等 于水體的密度，調(diào)節(jié)密度的方式如前所述；而在所述螺旋體外表面沿長(zhǎng)度方向設(shè)置的至少 三根牽引繩72，用于連接位于所述柱狀水囊71端部的驅(qū)動(dòng)架(圖未示)。在本實(shí)施例中， 牽引繩72的數(shù)量為四根。圖18是本發(fā)明水能接收裝置具有二個(gè)柔性密閉腔體的另一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意 圖。圖19是圖18的俯視圖。圖18、圖19所示的實(shí)施例與圖17所示的實(shí)施例一樣，柱狀水囊81的數(shù)量都是二 個(gè)，只是本實(shí)施例的二個(gè)柱狀水囊81之間具有一等間距，而在該二個(gè)柱狀水囊81相對(duì)處由 數(shù)根牽拉索84連接，在柱狀水囊81的兩端裝有定型分離架83，該定型分離架83用于保持 水能接收裝置80外形穩(wěn)定。在柱狀水囊81的四周設(shè)有三根牽引繩82。在該實(shí)施例的附圖中，牽引繩82是設(shè)在柱狀水囊的外側(cè)，實(shí)際上可以在柱狀水囊 81的內(nèi)側(cè)可以同時(shí)設(shè)置相應(yīng)的牽引繩，內(nèi)外牽引繩同時(shí)作用可使柱狀水囊的受力更為均 勻，傳力效果更佳。圖20是本發(fā)明水能接收裝置具有二個(gè)柔性密閉腔體的又一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意 圖。圖20所示的實(shí)施例與圖18 19所示的實(shí)施例相比，本實(shí)施例的水能接收裝置90 在所述牽拉索的兩側(cè)覆設(shè)了蒙皮91，可以獲得比上一實(shí)施例更大的接收水流動(dòng)能的面積。 該蒙皮91可以采用大麻布制成，大麻布具有較高的表面強(qiáng)度，而且具有重量輕，抗紫外線 能力、抗水浸能力高等優(yōu)點(diǎn)。蒙皮91也可以采用其他具有高強(qiáng)度，耐腐蝕性的材料制成。根據(jù)本發(fā)明的記載，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠想到，所述柱狀水囊的數(shù)量也可為三個(gè)， 該三個(gè)柱狀水囊互相纏繞形成具有三個(gè)對(duì)稱(chēng)螺旋表面的螺旋體，該三個(gè)柱狀水囊相對(duì)處彼 此連接。圖21是本發(fā)明水能接收裝置具有三個(gè)柔性密封腔體的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意 圖。圖22是圖21的俯視圖。圖23是本發(fā)明水能接收裝置具有三個(gè)柔性密封腔體的另一 個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖24是圖23的俯視圖。在這兩個(gè)實(shí)施例中，所述柔性密封腔體 可以采用柱狀水囊。在圖21 圖24所示的二個(gè)實(shí)施例中，所述三個(gè)柱狀水囊彼此之間可具有一等間 距，在三個(gè)柱狀水囊之間都是由牽拉索牽拉而形成螺旋體，二者的區(qū)別是在圖21 圖22 的實(shí)施例中，是由由多根星形牽拉索依次牽拉而成，每個(gè)星形牽拉索具有從中心點(diǎn)向外延 伸的三個(gè)牽引端，分別連接三個(gè)柱狀水囊，各星形牽拉索依次旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度而將三個(gè)柱狀 水囊牽拉形成具有三個(gè)螺旋面的螺旋體，并在三柱狀水囊的兩端部裝有定型分離架；而在 圖23 圖24的實(shí)施例中，是由三根牽拉索先連接成三角形，再將三角形的頂端分別連接到 三個(gè)柱狀水囊，各三角形牽拉索依次旋轉(zhuǎn)一個(gè)螺旋角度而將而將三個(gè)柱狀水囊牽拉形成具 有三個(gè)螺旋面的螺旋體，并在三柱狀水囊的兩端部裝有定型分離架。圖25是本發(fā)明具有四個(gè)柔性密封腔體的水能接收裝置的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意 圖。圖26是圖25的俯視圖。圖27是本發(fā)明具有四個(gè)柔性密封腔體的水能接收裝置的另 一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖28是圖27的俯視圖。
在圖25 圖28所示的二個(gè)實(shí)施例中，所述四個(gè)柱狀水囊彼此之間也是具有一等 間距，在四個(gè)柱狀水囊之間都是由牽拉索牽拉而形成螺旋體，二者的區(qū)別是在圖25 26 所示的實(shí)施例中，是由多根星形牽拉索依次牽拉而成，每個(gè)星形牽拉索具有從中心點(diǎn)向外 延伸的四個(gè)牽引端，分別連接四個(gè)柱狀水囊，各星形牽拉索依次旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度而將四個(gè)柱 狀水囊牽拉形成具有四個(gè)螺旋面的螺旋體，并在四個(gè)柱狀水囊的兩端部裝有定型分離架； 而在圖27 圖28的實(shí)施例中，則是在所述星形牽拉索的兩側(cè)覆設(shè)蒙皮。在上述實(shí)施例中，蒙皮可以覆設(shè)在星形牽拉索兩側(cè)，如圖21 22和圖25 26所 示的實(shí)施例，也可以覆設(shè)在牽拉索的外側(cè)，如圖23 24所示的實(shí)施例。同樣，本發(fā)明的柱狀水囊的數(shù)量也可為四個(gè)以上，如五個(gè)、六個(gè)等等。只不過(guò)每個(gè)
星形牽拉索的牽引端相應(yīng)的也就變?yōu)槲鍌€(gè)、六個(gè)......依此類(lèi)推，形成具有五個(gè)、六個(gè)乃
至多個(gè)的螺旋表面，以便可以將水能接收裝置的直徑做得足夠大，同時(shí)獲得更為平穩(wěn)的旋 轉(zhuǎn)動(dòng)能。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人 員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，也可以將上述技術(shù)內(nèi) 容進(jìn)行組合形成其他的技術(shù)方案，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾，以及形成的其他技術(shù)方案也應(yīng)視為本 發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
一種水能接收裝置，其特征在于包括螺旋體，是具有至少一個(gè)螺旋表面的密閉腔體，該密閉腔體內(nèi)裝有密度調(diào)節(jié)物質(zhì)，使該螺旋體的整體平均密度等于所應(yīng)用水體的密度；動(dòng)力傳遞裝置，裝于所述螺旋體，用于向發(fā)電機(jī)構(gòu)傳輸所述螺旋體所接收的動(dòng)力。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水能接收裝置，其特征在于所述螺旋體為剛性螺旋體，而所 述動(dòng)力傳遞裝置為在所述螺旋體尾部設(shè)置的驅(qū)動(dòng)軸。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的水能接收裝置，其特征在于所述剛性螺旋體由鋁合金、不銹 鋼或其他金屬制成。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的水能接收裝置，其特征在于所述剛性螺旋體是在剛性骨架 外覆設(shè)膜殼而形成。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的水能接收裝置，其特征在于所述剛性螺旋體具有相對(duì)的二 個(gè)螺旋表面。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的水能接收裝置，其特征在于所述剛性螺旋體具有對(duì)稱(chēng)設(shè)置 的三個(gè)或四個(gè)螺旋表面。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水能接收裝置，其特征在于所述螺旋體為柔性螺旋體，在該 柔性螺旋體內(nèi)填充有水，在所述螺旋體內(nèi)壁貼覆有或在填充水中加有所述密度調(diào)節(jié)物質(zhì)； 而所述動(dòng)力傳遞裝置包括在所述螺旋體外表面沿長(zhǎng)度方向設(shè)置的至少三根牽引繩，用于連 接位于所述柔性螺旋體端部的驅(qū)動(dòng)架。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的水能接收裝置，其特征在于所述柔性螺旋體具有二個(gè)螺旋 表面，該螺旋表面是由在一圓形水囊內(nèi)相對(duì)表面設(shè)置的牽拉索依次牽拉而形成，各牽拉索 之間依次錯(cuò)開(kāi)一夾角，成螺旋狀布置。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的水能接收裝置，其特征在于所述柔性螺旋體具有三個(gè)對(duì)稱(chēng) 的螺旋表面，該螺旋表面是由在一圓形水囊內(nèi)設(shè)置的多個(gè)星形牽拉索依次牽拉而成，各星 形牽拉索具有從中心點(diǎn)向外延伸的彼此成120°角的三個(gè)牽引端，并且各星形牽拉索之間 依次錯(cuò)開(kāi)一夾角，成螺旋狀布置。
10.根據(jù)權(quán)利要求1 9中任一項(xiàng)所述的水能接收裝置，其特征在于所述螺旋體長(zhǎng)度 至少是水波波長(zhǎng)的二倍。
11.一種水能接收裝置，其特征在于包括螺旋體，具有至少二個(gè)螺旋表面，該螺旋表面是由至少二個(gè)密閉腔體互相纏繞而成，各 密閉腔體之間彼此連接，在各密閉腔體內(nèi)裝有密度調(diào)節(jié)物質(zhì)，使該螺旋體的整體平均密度 等于所應(yīng)用水體的密度；動(dòng)力傳遞裝置，裝于所述螺旋體，用于向發(fā)電機(jī)構(gòu)傳輸所述螺旋體所接收的動(dòng)力。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的水能接收裝置，其特征在于所述密閉腔體為剛性管體，而 所述動(dòng)力傳遞裝置為在所述螺旋體尾部設(shè)置的驅(qū)動(dòng)軸。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的水能接收裝置，其特征在于所述剛性管體數(shù)量為二根，二 根剛性管體在內(nèi)側(cè)相對(duì)處彼此連接，形成具有二個(gè)螺旋表面的螺旋體。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的水能接收裝置，其特征在于所述二根剛性管體之間具有 一等間距，在二剛性管體相對(duì)處由螺旋狀連接板或數(shù)根螺旋排列的連接桿連接。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的水能接收裝置，其特征在于所述密閉腔體為柱狀水囊，在該柱狀水囊的內(nèi)側(cè)壁貼附有所述密度調(diào)節(jié)物質(zhì)或在水中加有所述密度調(diào)節(jié)物質(zhì)；而所述動(dòng) 力傳遞裝置包括在所述螺旋體外表面沿長(zhǎng)度方向設(shè)置的至少三根牽引繩，用于連接位于所 述柱狀水囊端部的驅(qū)動(dòng)架。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的水能接收裝置，其特征在于所述柱狀水囊數(shù)量為二根，該 二個(gè)柱狀水囊在內(nèi)側(cè)相對(duì)處彼此連接，形成具有二個(gè)螺旋表面的螺旋體。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的水能接收裝置，其特征在于所述二個(gè)柱狀水囊之間具有 一等間距，在該二個(gè)柱狀水囊相對(duì)處由數(shù)根牽拉索連接，在柱狀水囊的兩端裝有定型分離架。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的水能接收裝置，其特征在于在所述牽拉索的兩側(cè)覆設(shè)蒙皮。
19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的水能接收裝置，其特征在于所述柱狀水囊的數(shù)量為三個(gè)，該三個(gè)柱狀水囊互相纏繞形成具有三個(gè)對(duì)稱(chēng)螺旋表面的螺旋體，該三個(gè)柱狀水囊相對(duì)處彼 此連接。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的水能接收裝置，其特征在于所述三個(gè)柱狀水囊彼此之間具有相等間距，在三個(gè)柱狀水囊之間由多根星形牽拉索依次牽拉而成，每個(gè)星形牽拉索具 有從中心點(diǎn)向外延伸的三個(gè)牽引端，分別連接三個(gè)柱狀水囊，在三柱狀水囊的兩端部裝有 定型分離架。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的水能接收裝置，其特征在于在所述星形牽拉索一側(cè)或二側(cè)覆設(shè)蒙皮。
22.根據(jù)權(quán)利要求11 21中任一項(xiàng)所述的水能接收裝置，其特征在于所述螺旋體長(zhǎng)度至少是水波波長(zhǎng)的二倍。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種水力發(fā)電設(shè)備的水能接收裝置，本發(fā)明的水能接收裝置，其包括螺旋體和動(dòng)力傳遞裝置，所述螺旋體是具有至少二個(gè)螺旋表面的密閉腔體，該密閉腔體內(nèi)裝有密度調(diào)節(jié)物質(zhì)，使該螺旋體的整體平均密度等于所應(yīng)用水體的密度；所述動(dòng)力傳遞裝置，裝于所述螺旋體，用于向發(fā)電機(jī)構(gòu)傳輸所述螺旋體所接收的動(dòng)力。該水能接收裝置能漂浮于水體內(nèi)任意位置，接收水面下水流的動(dòng)能，因此能夠抵抗自然災(zāi)害的侵害，發(fā)電穩(wěn)定性也比較好，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低、也易于實(shí)現(xiàn)大型化。
文檔編號(hào)F03B13/10GK101988462SQ20091016187
公開(kāi)日2011年3月23日 申請(qǐng)日期2009年8月5日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月5日
發(fā)明者張陽(yáng) 申請(qǐng)人:中國(guó)中煤能源集團(tuán)有限公司