專利名稱：萬能全效發(fā)電動力機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于將水能、由煤炭、石油、天然氣及核能過熱后形成的蒸汽能等常規(guī)能源和風(fēng)能、由太陽能加熱形成的蒸汽能及潮汐水能等新能源，全能全部有效地轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)機 械能的發(fā)電動力設(shè)備。根據(jù)其不同的原動力和工作介質(zhì)可將其分為全能全效水動機、全能 全效汽動機和全能全效風(fēng)力液動機。
背景技術(shù)：
目前，水力發(fā)電的動力設(shè)備分為反擊型水輪機和沖擊型水輪機兩大類型。在反擊型中的混流式、軸流式及貫流式等水輪機，由上冠與下環(huán)之間或輪轂外圍 設(shè)置的數(shù)個橫截面為翼形的葉片構(gòu)成的轉(zhuǎn)輪、轉(zhuǎn)輪外圍或其上游側(cè)的流道內(nèi)設(shè)置的導(dǎo)水機 構(gòu)和轉(zhuǎn)輪下游側(cè)設(shè)置的尾水管等部件組成。由于該水輪機的結(jié)構(gòu)復(fù)雜而又龐大、臺數(shù)多、土 建工程量大、造價高，并且其設(shè)備的制造、運輸?shù)染泻艽蟮碾y度，從而嚴重制約了水能資 源的開發(fā)利用進程，并且對有些水能資源根本無法開發(fā)。由于其導(dǎo)水機構(gòu)在不同的開度位 置使水流產(chǎn)生不同的出流方向，并且在不同的出流方向會使流出導(dǎo)水機構(gòu)的水流相互間產(chǎn) 生不同程度的碰撞現(xiàn)象，因此該水輪機只能在最優(yōu)工況即最大開度時才能達到60% -80% 的較高效率；由于其水流流經(jīng)轉(zhuǎn)輪葉片時，按徑向、軸向或斜向進入后均按軸向流出，從而 使壓力水流將其水能傳遞給葉片的過程中會產(chǎn)生巨大的軸向水推力，該推力的形成不僅消 耗了部分水能，而且使機組需要設(shè)置足夠支撐強度的推力軸承，并且該推力隨導(dǎo)水機構(gòu)開 度的增大而增大使推力軸承很容易發(fā)生燒瓦事故；由于其主軸密封的漏水直接由轉(zhuǎn)輪上端 間隙中未作功前進入的壓力水流造成，當(dāng)導(dǎo)水機構(gòu)開度最大時因主軸密封的水壓最大而造 成的漏水也最大。因此，該水輪機在滿負荷狀態(tài)下運行時則處于高危狀態(tài)，為使該機組安全 穩(wěn)定運行通常只能在70%左右的負荷狀態(tài)下運行，而此時又偏離了最優(yōu)工況區(qū)，使該水輪 機無法達到其較高的效率。此外，其轉(zhuǎn)輪外圍或上下兩端的間隙中存在有壓力水流的泄漏 損失；轉(zhuǎn)輪葉片的進水邊存在摩擦損失，葉片的出水邊還存在脫流損失；其過流部件的曲 線形外表面磨損或汽蝕后維修復(fù)原的難度大。因此，被認為運行性能優(yōu)越和適應(yīng)范圍較廣 的反擊型水輪機，不但不能將所利用的水能全部有效地轉(zhuǎn)換為機械能，而且存在有諸多無 法徹底解決的嚴重問題，并且使海洋潮汐水能資源的開發(fā)與利用幾乎處于停止?fàn)顟B(tài)。在沖擊型中的水斗式和斜擊式水輪機，由噴嘴及其噴針或閥門，由數(shù)個將外邊沿 的一處等間距并相互間獨立固裝在輪盤外緣處的水斗或內(nèi)外輪環(huán)間等間距固裝的數(shù)個斗 葉構(gòu)成的轉(zhuǎn)輪，以及折向器等部件組成，并且水斗或斗葉的凹面分別朝向其前方水斗或斗 葉的背面。該水輪機存在的不足為因水斗或斗葉的凹面被其前方水斗或斗葉的背面幾乎 全部遮擋，從而只能使截面積很小的射流從其前方水斗的缺口或斗葉與斗葉間的縫隙射向 其凹面。射流將其動能傳遞給水斗或斗葉后又因其前方水斗的遮擋，只能以與其進入時的 方向傾斜一定角度的方向排出。因此，射流進入和流出水斗或斗葉凹面時方向的改變無法 達到或接近180度，根據(jù)高速射流對凹面板的作用原理，該水輪機不能將水流的動能全部 有效地轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)機械能。并且，從固裝水斗處的凹面邊沿排出的水流會直接作用于其前方水斗相應(yīng)部位的背面，對該葉片造成了與旋轉(zhuǎn)方向相反的反向作用力，嚴重干擾了轉(zhuǎn)輪的運轉(zhuǎn)；從圓形的噴針周圍射出的高速水流向其端部中心集中時會產(chǎn)生嚴重的對撞現(xiàn)象， 對射出噴嘴的水流動能造成了一定程度的損失。當(dāng)主軸上裝置多個轉(zhuǎn)輪時，由于射流只能 以一定的傾斜角進入和排出，因此轉(zhuǎn)輪之間需要足夠的間距，從而會導(dǎo)致主軸的長度及其 它結(jié)構(gòu)的成倍增大而無法實施。因此，該水輪機不僅將所利用水流動能的一部分損失在了 其內(nèi)部，而且無法滿足各種水頭下對大流量水能資源的開發(fā)要求。由此，該機也無法將其它 液壓能運用于發(fā)電領(lǐng)域。在公開號為CN101354004A的《全能水輪機》中，由螺旋形葉片構(gòu)成的轉(zhuǎn)輪，其不足 為沿螺旋方向向上流動的水流無法排出；由圓環(huán)形凹槽的葉片或由數(shù)個表面形狀為凹槽形 的葉片依次排列或?qū)有纬傻膱A環(huán)狀葉片，以及在其凹槽內(nèi)設(shè)置的輔助葉片或支撐板構(gòu)成 的轉(zhuǎn)輪，其不足為射流會與輔助葉片、支撐板或與其前方葉片的背面產(chǎn)生嚴重撞擊，從而使 其效率只有20-30% ；由數(shù)個光滑的凹槽形葉片及其支撐板或支撐環(huán)構(gòu)成的轉(zhuǎn)輪，其不足為 進入凹槽的射流會直接撞擊流出凹槽的射流。此外，在該機中所有形式的射流口均使水流 只能按同一方向射出，從而無法滿足轉(zhuǎn)輪各葉片對射流所需的不同方向的最佳射入角度。 因此，該技術(shù)方案同樣不能將水流的動能全部有效地轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)機械能。在公告號為CN2038957U的《新型雙擊式水輪機裝置》中，噴咀出口部位內(nèi)設(shè)置的 固定小導(dǎo)葉，由于其兩出水邊沿間無間距，因此會使從相鄰兩出水口射出的射流始終存在 嚴重的碰撞現(xiàn)象，從而會造成水能的嚴重損失。目前所使用的汽輪機主要由主軸、動葉柵、靜葉柵和汽缸等部件組成。雖然該機 承擔(dān)著世界絕大部分發(fā)電量的發(fā)電任務(wù)，但由于其動葉和靜葉的凹面均被其前方的動葉和 靜葉完全遮擋，使高速汽流進入和脫離動葉和靜葉時方向的改變同樣無法達到或接近180 度，從而使該機同樣將汽流動能的一部分損失在了其內(nèi)部，因此其效率也只有70%左右。而 且其內(nèi)部還存在有動葉損失、漏汽損失和摩擦損失等。并且該機必須利用高溫高壓蒸汽時 才能達到較高的轉(zhuǎn)換效率，而在高溫狀態(tài)下的管路輸熱損失很大，因此該機利用太陽能蒸 汽發(fā)電的效率只有15%左右。而且形成高溫高壓蒸汽時所需的太陽光聚光器及其蒸汽器的 制造及配置難度大、造價昂貴，從而使太陽能熱發(fā)電只能處于停止?fàn)顟B(tài)。目前所使用的風(fēng)力發(fā)電機組由風(fēng)輪、齒輪傳動系統(tǒng)、偏航系統(tǒng)、剎車及變漿距機構(gòu)、 控制系統(tǒng)、解纜裝置、發(fā)電機和塔架等組成。雖然目前風(fēng)電有了較快的發(fā)展，但到目前為止世 界風(fēng)電技術(shù)仍無法完全滿足風(fēng)速急劇大幅和風(fēng)向長期連續(xù)全角度變化的狀況。并且在無風(fēng)時 發(fā)電機會帶動風(fēng)輪成為大風(fēng)扇后消耗電網(wǎng)大功率電能，因此需要頻繁的脫網(wǎng)和并網(wǎng)。而且發(fā) 電機的輸出功率因風(fēng)速的瞬時起伏會急劇波動，從而很難滿足電網(wǎng)的并網(wǎng)要求。此外，其組成 部件繁多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造價高，并且每個風(fēng)輪都要配備所有的設(shè)備后架設(shè)在塔架頂端。由于現(xiàn)有各式水輪機及汽輪機轉(zhuǎn)換率的低下和現(xiàn)有風(fēng)力發(fā)電機組存在的嚴重不 足，不僅對已經(jīng)開發(fā)和利用的水能、風(fēng)能和蒸汽能造成了嚴重損失，而且使大量清潔無污 染、廉價并可再生和不用即失的水能、風(fēng)能和無處不在的太陽能資源因無法有效開發(fā)而長 期地?zé)o為流失，不能為人類造福。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服目前所使用的水輪機、汽輪機等傳統(tǒng)發(fā)電動力設(shè)備和風(fēng)力發(fā)電機組、太陽能熱發(fā)電機組等新能源發(fā)電動力設(shè)備存在的所有嚴重不足，而提供一種不 僅將所有形式的水能、蒸汽能和風(fēng)能全能進行開發(fā)利用，而且能將所利用的水能、蒸汽能和 風(fēng)能全部有效地轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)機械能，還將現(xiàn)有各式水輪機、汽輪機及風(fēng)力機全能進行替換， 并且性能安全可靠，結(jié)構(gòu)簡單合理，造價低，在實際運用中易實施的萬能全效發(fā)電動力機。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的。 萬能全效發(fā)電動力機包括壓力輸水、輸汽或輸液管道及其出口端設(shè)置的引流室， 在該管道或其引流室的出口端固接的一個或數(shù)個射流口及其與調(diào)速器或動力裝置相連接 的調(diào)節(jié)機構(gòu)，主軸及其軸承，并且包括輪盤或輪轂以及兩側(cè)間表面形狀為凹槽形的葉片，其 特征在于在主軸上裝置一個或數(shù)個主要是由輪盤或輪轂和其外表面設(shè)置的，分別由數(shù)個 按圓周方向布置的兩側(cè)間表面形狀為凹槽形的葉片和在每個葉片凹槽的外端端面和該端 面的槽口邊沿至其后相鄰葉片凹槽的內(nèi)端邊沿或凹槽的內(nèi)表面之間分別設(shè)置的引流板構(gòu) 成的一組或數(shù)組沿軸線方向排列的圓環(huán)形葉片組成的萬能全效轉(zhuǎn)輪，并使射流口的出射口 分別與其相應(yīng)的葉片凹槽表面的一側(cè)或一部分相對應(yīng)，主軸的端部與發(fā)電機等機械的主軸 或與另外裝置有萬能全效轉(zhuǎn)輪的主軸傳動連接。本發(fā)明所述的射流口，可以是現(xiàn)有技術(shù)中的各式射流口，還可以主要是由射流口 和其內(nèi)部設(shè)置的一個或數(shù)個不同角度的導(dǎo)流板組成的射流口，并且導(dǎo)流板出射端的兩出射 邊沿間具有一定的間距。從而使射流口的出射端具有數(shù)個不同角度的出射口，并且使相鄰 兩出射口的相鄰兩出射邊沿間具有一定的間距。本發(fā)明所述的射流口，當(dāng)其與壓力輸水或輸液管道相連接時，在射流口的出射口 對應(yīng)的葉片的出流部位設(shè)置排泄流道；當(dāng)其與壓力輸汽管道相連接時，在射流口的出射口 對應(yīng)的葉片外側(cè)設(shè)置另外一組或數(shù)組圓環(huán)形葉片，并在葉片的出流部位和與其外側(cè)相鄰葉 片的鄰接一側(cè)對應(yīng)的轉(zhuǎn)輪外圍分別設(shè)置橫截面形狀為凹槽形的其槽口朝向轉(zhuǎn)輪的輔助射 流口，將排泄流道設(shè)置在最外側(cè)葉片的出流部位，在輔助射流口的凹槽內(nèi)分別設(shè)置數(shù)個導(dǎo) 流板。本發(fā)明所述的壓力輸液管道，其入口端與一個或數(shù)個液壓泵的壓力出液口相連 接，并且在泵軸的端部裝置風(fēng)輪或者將泵軸通過傳動部件與風(fēng)輪軸傳動連接；本發(fā)明所述 的壓力輸汽管道，其入口端可以與現(xiàn)有的各式鍋爐或蒸汽器的出氣口相連接，還可以與由 太陽能加熱的蒸汽器的出氣口相連接。當(dāng)壓力水流、蒸汽或由風(fēng)輪及液壓泵產(chǎn)生的壓力液流通過壓力管道及其引流室進 入射流口，并以很高的速度從出射口射出時，已將其壓能完全轉(zhuǎn)換為了動能。射出射流口的 高速射流則直接從其對應(yīng)的轉(zhuǎn)輪葉片凹槽表面的一側(cè)或一部分進入后開始沖擊葉片。根據(jù) 高速射流對凹面板的作用原理，射流從葉片半圓弧形凹面的一側(cè)進入并在引流板的引導(dǎo)下 沿其表面流動至葉片另一側(cè)時，射流的方向從其進入時的方向改變至180度，此時已將射 流的動能完全傳遞給了葉片。葉片則帶動轉(zhuǎn)輪開始轉(zhuǎn)動，從而將射流的動能完全轉(zhuǎn)換成了 旋轉(zhuǎn)機械能。當(dāng)射流的方向改變至180度時，射流已完全朝向射流口兩側(cè)的排泄流道或輔 助射流口，并順利地進入排泄流道或輔助射流口。進入輔助射流口的蒸汽則膨脹后再次射 向下一級轉(zhuǎn)輪葉片的一側(cè)，并最終從最后一級轉(zhuǎn)輪葉片的另一側(cè)排出后進入排泄流道。當(dāng) 需要改變進入轉(zhuǎn)輪葉片的射流流量大小時，則可由調(diào)速器或動力裝置通過調(diào)節(jié)機構(gòu)調(diào)整出 射口的射流流量或壓力的大小，或者開啟或關(guān)閉一個或數(shù)個出射口來改變進入轉(zhuǎn)輪葉片的射流流量大小。根據(jù)以上所述的構(gòu)成情況及其工作原理和工作過程，該機具有如下有益的效果和 顯著的進步1.該機能將來自太陽的直接輻射及間接來自太陽輻射的水能、風(fēng)能、煤炭、石油、 天然氣、生物質(zhì)能；來自天體與地球相互作用的潮汐能；地?zé)崮芎秃四芩念愖匀毁Y源均可 直接或者通過蒸汽動力循環(huán)或液壓傳動的方式轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)機械能。而且由該機帶動的發(fā)電 機均能與電網(wǎng)并網(wǎng)運行，從而能夠聯(lián)合承擔(dān)電網(wǎng)的調(diào)頻調(diào)壓任務(wù)。
2.在該機中，一個或數(shù)個射流口及萬能全效轉(zhuǎn)輪，以及與該機相連接的另外一臺 或數(shù)臺全能全效機，對各類自然資源中的大、中、小型及高、中、低壓等所有形式的開發(fā)利用 要求全能滿足。并且完全能夠滿足目前無法開發(fā)或很難開發(fā)的，而且蘊藏量極為豐富的極 低水頭的水能資源、潮汐水能資源，以及由太陽能加熱形成的低溫低壓蒸汽能的開發(fā)利用 要求。3.由于該機中引流板的引導(dǎo)使凹槽形的轉(zhuǎn)輪葉片在運轉(zhuǎn)過程中，完全能夠按照高 速射流對凹面板的作用原理的要求將高速射流的方向改變至180度后順利排出，而且與該 轉(zhuǎn)輪相配套的射流口的每個出射口始終能按各葉片對射流所需的不同方向的最佳射入角 和最佳位置射出，并且不存在泄漏損失。因此，該轉(zhuǎn)輪的效率可高達99%以上，即能將所利 用的射流動能全部有效地轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)機械能，而且在各種工況下均能以最高效率的狀態(tài)運 行。4.由于該機中射流口的導(dǎo)流板出射端的兩出射邊沿間設(shè)置的間距，不僅能有效避 免相鄰兩高速射流在作用于葉片凹面之前產(chǎn)生碰撞現(xiàn)象，而且能有效避免高速射流作用于 引流板的背面后對轉(zhuǎn)輪產(chǎn)生與其旋轉(zhuǎn)方向相反的作用力；由于導(dǎo)流板的出射端裝設(shè)調(diào)節(jié)閘 板或者使射流從導(dǎo)流板的出射端直接射出時，均不產(chǎn)生射流的自身損失。因此，該射流口的 效率同樣可高達99%以上，即能將所利用的壓能全部有效地轉(zhuǎn)換為動能，而且在各種工況 下均能以最高效率的狀態(tài)運行。5.由于該機在運轉(zhuǎn)過程中，射流的方向按徑向進入并改變180度后又按徑向流 出，因此不產(chǎn)生軸向推力，從而不需要設(shè)置結(jié)構(gòu)復(fù)雜的推力軸承。而且其主軸密封只需承受 洪水期間高出主軸的尾水壓力或低壓側(cè)蒸汽的壓力，而與未作功的壓力水流、液流或蒸汽 無關(guān)聯(lián)。因此，該機不僅具有很高的安全可靠性，還將為建造全自動發(fā)電站創(chuàng)造了可靠的基 礎(chǔ)條件。6.由于該機的轉(zhuǎn)輪能將射流從其進入時的方向改變至180度后排出，因此在其主 軸上沿軸線方向可以無間距地連續(xù)排列多個轉(zhuǎn)輪，從而使該機在增大其容量時其結(jié)構(gòu)不會 成倍增大。7.當(dāng)利用該機進行水力發(fā)電時，除轉(zhuǎn)輪的進水部位和出水部位外，轉(zhuǎn)輪的其它部 位均可由護罩或外殼嚴密包圍，使轉(zhuǎn)輪在水中淹沒后其葉片與其它水流能夠有效地隔離， 從而大大減小了葉片在水中運轉(zhuǎn)時的阻力。因此，該機的轉(zhuǎn)輪在洪水期處于淹沒狀態(tài)運行 時仍能高效運轉(zhuǎn)。8.當(dāng)利用該機進行水力發(fā)電時，因大、中、小型等各種形式的全能全效水動發(fā)電機 組均可按臥式裝置方式裝置，從而可大大降低其土建工程量。9.當(dāng)該機利用潮汐水能發(fā)電時，在漲潮和退潮過程中均能使發(fā)電機按同一方向運轉(zhuǎn)，并且其結(jié)構(gòu)簡單合理、造價低，而且其容量可根據(jù)需要增大，因此該機能夠極大地推動 海洋潮汐水能資源的開發(fā)利用進程。10.當(dāng)該機利用蒸汽能進行發(fā)電時，由于其葉片和輔助射流口均能將高速汽流的 方向改變至180度，而且其內(nèi)部不存在動葉損失、漏汽損失和摩擦損失等，使該機將所利用 的高壓、中壓以及低溫低壓的蒸汽能全能全部有效地轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)機械能。 11.由于該機能夠?qū)⒌蜏氐蛪旱恼羝苋坑行У剞D(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)機械能，并且在低 溫狀態(tài)下的管路輸熱損失很小，因此該機利用太陽能蒸汽發(fā)電的效率可高達90%。而且低 溫低壓的蒸汽可大大降低太陽光聚光器及其蒸汽發(fā)生器的制造及配置難度。從而使太陽能 蒸汽能夠大規(guī)模進入發(fā)電領(lǐng)域，并且將眾多的太陽能蒸汽匯集后，可建造超大容量的太陽 能蒸汽發(fā)電站。12.當(dāng)利用該機進行風(fēng)力發(fā)電時，將風(fēng)輪輸出的軸功率通過液壓泵轉(zhuǎn)換為液壓能 后再由全能全效機轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)機械能。該結(jié)構(gòu)使風(fēng)輪能夠完全滿足風(fēng)速急劇大幅和風(fēng)向連 續(xù)全角度變化的狀況，并且低風(fēng)速時的管路輸液損失很小，超過最大額定風(fēng)速以外的液壓 能又能與管路損失互抵，從而使風(fēng)能能夠得到充分利用。由于發(fā)電機和全能全效機的轉(zhuǎn)動 部分以及飛輪與風(fēng)輪無牽連，使風(fēng)輪在無風(fēng)時無法成為風(fēng)扇，因此不需要頻繁的脫網(wǎng)和并 網(wǎng)，而且飛輪能有效平擬發(fā)電機輸出功率的急劇波動，從而使該機完全能夠滿足與電網(wǎng)的 并網(wǎng)要求。并且其整體結(jié)構(gòu)簡單合理，造價低易實施，塔架頂端的設(shè)備少，性能靈活可靠。而 且該結(jié)構(gòu)將眾多的液壓能匯集后，同樣能建造超大容量的風(fēng)力液壓發(fā)電站。從而開創(chuàng)了風(fēng) 力液壓發(fā)電的新時代。13.由于該機可以將由相同或不同原動力驅(qū)動的主軸傳動連接后共同帶動一臺發(fā) 電機，因此當(dāng)風(fēng)力液動機和太陽能汽動機聯(lián)合運轉(zhuǎn)時，可使發(fā)電機晝夜連續(xù)運轉(zhuǎn)，從而使大 片的荒原及荒漠可成為大規(guī)模的新能源發(fā)電基地。14.由于數(shù)臺全能全效機可共同帶動一臺發(fā)電機，因此其容量可在不增加發(fā)電機 臺數(shù)的情況下來增大，從而減少了發(fā)電機及其后續(xù)設(shè)備的臺套數(shù)。15.由于該機的結(jié)構(gòu)簡單，因此構(gòu)成該機的另部件少；由于該機的結(jié)構(gòu)合理，因此 各部件的受力很單一，使各部件具有優(yōu)越的受力條件，從而使各部件的結(jié)構(gòu)非常簡單。這不 僅避免了復(fù)雜的制造工藝及難度，而且避免了繁瑣的輔助設(shè)備和附屬裝置。因此，該機不僅 造價低，而且易實施。16.由于該機可根據(jù)需要能夠進行任意組合，從而大大降低了設(shè)備的運輸難度。而 且對不同形式的水能、風(fēng)能及太陽能資源，針對其制造、運輸及地形、地質(zhì)等條件還可以以 以整化零或化零為整的方式靈活地開發(fā)和利用。因此，該機對具有水能資源的河流和風(fēng)能 資源的風(fēng)場，以及對陽光充足的太陽能均可進行地毯式開發(fā)。從而能夠發(fā)揮其規(guī)模效益后 成為主體能源。17.由于該機可根據(jù)需要按臥式或立式的不同形式裝置，因此該機還將現(xiàn)有各式 水輪機、汽輪機及風(fēng)力機全能進行替換。替換后不僅其原有的其它設(shè)備均可繼續(xù)利用，而且 能夠徹底棄除原有機組存在的所有無法解決的難題，并且其發(fā)電量在原有低效機組的基礎(chǔ) 上可增加近一倍。在世界范圍內(nèi)具有豐富的水能、風(fēng)能及太陽能資源，因此對清潔、廉價和永久性可 再生的水能、風(fēng)能及太陽能資源進行充分的開發(fā)和利用，能夠改變當(dāng)今世界存在的能源緊缺和污染物嚴重排放的困難局面。根據(jù)以上所述的有益效果及顯著的進步，該機的運用能夠開創(chuàng)水力、熱力及風(fēng)力發(fā)電行業(yè)的設(shè)備更新?lián)Q代和水力全效發(fā)電、風(fēng)力液壓發(fā)電及太陽 能蒸汽發(fā)電等新能源發(fā)電產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展并成為主體能源的新紀元，從而能為世界提供永久 的和足夠的清潔無污染、廉價并可再生的優(yōu)質(zhì)能源。因此，可以消除當(dāng)今世界因能源緊缺而 引發(fā)的各類戰(zhàn)爭，并可阻止當(dāng)今世界因污染物的嚴重排放而導(dǎo)致全球變暖的進程，而且能 夠?qū)崿F(xiàn)世界經(jīng)濟的科學(xué)發(fā)展和可持續(xù)發(fā)展。


圖1是由三臺全能全效水動機帶動一臺發(fā)電機的總體平面布置圖；圖2是圖1中 沿A-A線的剖面圖；圖3是圖1中沿B-B線的剖面圖；圖4是圖2中沿C-C線的剖面圖；圖 5是圖7中轉(zhuǎn)輪葉片及其引流板的H向視圖；圖6是圖5中的D向視圖；圖7是圖5中的E 向視圖；圖8是圖7中沿F-F線的剖面圖；圖9是液壓調(diào)速器的接力器及控制板的連接結(jié)構(gòu) 圖；圖10是全能全效風(fēng)力液動輪機與風(fēng)輪的連接結(jié)構(gòu)圖；圖11是圖10中液壓泵及旋轉(zhuǎn)接 頭的剖面圖；圖12是圖10中的G向視圖；圖13是圖17中全能全效汽動機的K-K線的剖面 圖；圖14是圖13和圖17中在輔助射流口的凹槽內(nèi)設(shè)置的導(dǎo)流板的主視圖；圖15是圖14 中的L向視圖；圖16是圖15中的M向視圖；圖17是圖13中沿J-J線的剖面圖；圖18是 液壓泵與齒輪箱的連接結(jié)構(gòu)圖；圖19是圖20中沿H-H線的剖面圖；圖20是圖19中沿N-N 線的剖面圖；圖21是圖22中沿P-P線的剖面圖；圖22是圖21中的Q向視圖；圖23是圖 21和圖22中射流口的主視圖；圖24是圖23中沿J-J線的剖面圖；圖25是圖21和圖22 中折向調(diào)節(jié)板及其支撐板的主視圖；圖26是圖27中沿R-R線的剖面圖；圖27是圖26中 沿S-S線的剖面圖；圖28是圖26和圖27中轉(zhuǎn)輪的側(cè)視圖；圖29是圖30中沿H-H線的剖 面圖，該圖表達了圖26和圖27中葉片的整體結(jié)構(gòu)；圖30是圖29中的M向視圖，圖中虛線 為引流板的連接部位；圖31是圖29中的N向視圖；圖32是圖26中沿圓周方向相鄰兩葉片 的連接圖；圖33是微型水動發(fā)電機組的整體結(jié)構(gòu)圖；圖34是圖35中接力器與傳動桿的連 接結(jié)構(gòu)圖；圖35是圖36中的T向視圖；圖36是圖35中沿0-0線的剖視圖，該圖中在虛線 框內(nèi)的部件為原有部件；圖37是圖38中沿V-V線的剖面圖；圖38是圖37中沿U-U線的剖 面圖；圖39是圖40中沿D-D線的剖面圖；圖40是圖39中的Y向視圖；圖41是圖40中沿 Z-Z線的剖面圖；圖42是圖39中沿A-A線的剖面圖；圖43是圖39中轉(zhuǎn)輪葉片的側(cè)視圖； 圖44是圖46中的H向視圖；圖45是圖44中的D向視圖；圖46是圖44中的E向視圖，圖 中虛線為其后相鄰葉片的連接部位；圖47是圖46中沿F-F線的剖面圖；圖48是圖39中沿 圓周方向相鄰兩葉片及其引流板的連接圖；圖49是圖48中的G向視圖；圖50是將燈泡貫 流式水輪發(fā)電機組更換為全能全效水動機和臥式發(fā)電機后的整體結(jié)構(gòu)布置圖，圖中以虛線 表示的部分為已拆除或搬遷的原有設(shè)備；圖51是全能全效汽輪機與由太陽能加熱的蒸汽 器的連接結(jié)構(gòu)圖；圖52是風(fēng)力液動機和太陽能汽動機的連接結(jié)構(gòu)圖。以上各圖中的代號分別代表1.壓力管道；2.引流室；3.射流口 ；4.葉片；5.引 流板；6.輪盤；7.鍵；8.主軸；9.軸承；10.密封件；11.護罩；12.補氣孔(閥)；13.調(diào)節(jié) 閘板；14.傳動桿；15.接力器(液壓缸)；16.導(dǎo)流板；17.尾水渠；18.聯(lián)軸器；19.閥葉； 20.進水閘門；21.出射口；22.支座；23.軌道；24.隔板；25.排泄流道；26.輪轂；27.傳動 臂；28.蝶閥；29.折向調(diào)節(jié)板；30.支撐板；31.飛輪；32.隔熱板；33.伸縮節(jié)；34.泄流板；35.發(fā)電機；36.底盤；37.行程開關(guān)；38.控制板；39.頂蓋；40.海洋；41.海灣；42.海提； 43.海提中墩；44.吊物井；45.端蓋；46.支撐環(huán)；47.滾輪；48.鋼絲繩；49.橫梁；50.抗 磨板；51.彈簧；52.液壓馬達；53.滑塊；54.風(fēng)輪；55.啟閉機；56.調(diào)速手輪；57.轉(zhuǎn)軸； 58.液壓泵；59.塔架；60.萬能全效轉(zhuǎn)輪；61.尾翼；62.控制電機；63.傳動軸；64.旋轉(zhuǎn) 接頭；65.滑環(huán)；66.止回閥；67.閘閥；68.齒輪箱；69.安全泄壓閥；70.消力池；71.排液 (汽)管；72.輔助射流口 ；73.拉桿；74.拉板；75.主接力器；76.傳動齒輪；77.調(diào)節(jié)汽閥； 78.太陽光聚光器；79.補水管；80.保溫層；81.支架；82.蒸汽發(fā)生器；83.風(fēng)力液動機； 84.太陽能汽動機。 具體實施例圖1至圖9示出了本發(fā)明的第一個實施例。該實施例是將水能轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)機械能 的全能全效水動機，并且是由三臺全能全效水動機的主軸依次傳動連接后共同帶動一臺發(fā) 電機的大型水動發(fā)電機組。如圖所示在各壓力輸水流道1的出水端分別連接有引流室2，引流室2的出水端 固接有相互間具有一定間距的，并且橫截面形狀為矩形的三個射流口 3。射流口 3的內(nèi)部 分別設(shè)置有五個不同角度的導(dǎo)流板16，并且導(dǎo)流板16出射端的兩出射邊沿間具有一定的 間距，從而將射流口 3分隔為具有六個矩形出射口 21和其相應(yīng)的矩形流道的射流口。在矩 形流道內(nèi)分別裝置有閥葉19，閥葉軸的一端分別通過傳動臂27與接力器15'傳動連接，接 力器15'的油腔通過油路及其電氣控制元件與液壓動力裝置相連接。在最頂部的出射口 21中靠近發(fā)電機35的兩個出射口的兩側(cè)分別設(shè)置有軌道23，軌道23內(nèi)分別裝置有調(diào)節(jié)閘 板13，調(diào)節(jié)閘板13的頂端分別與裝置在其頂部的液壓接力器15之間通過傳動桿14傳動連 接，兩接力器15的上下油腔通過油路并聯(lián)連接后與接力器75'的左右油腔相連接，接力器 75'與液壓調(diào)速器的主接力器75傳動連接。在接力器75和75'傳動連接的連接件上固 裝有控制板38，控制板38的左右兩側(cè)分別裝置有電氣行程開關(guān)37，行程開關(guān)37通過電氣 控制回路與接力器15'的電氣控制元件相連接。射流口 3出射端的兩側(cè)作為泄水流道25， 并在其頂部設(shè)置有泄流板34。主軸8的兩端分別由軸承9支承。主軸8的一端通過聯(lián)軸 器18與發(fā)電機35的主軸傳動連接，另一端與另外兩臺全能全效水動機的主軸依次傳動連 接并裝置有飛輪31。轉(zhuǎn)輪的上方裝置有護罩11，并在護罩11上開設(shè)有補氣孔12。護罩11 的兩側(cè)與主軸8之間設(shè)置有密封件10。在主軸8上套裝有三個沿軸線方向緊密排列的萬能 全效轉(zhuǎn)輪，均由輪盤6和其外表面設(shè)置的，分別由二十四個按圓周方向布置的兩側(cè)間表面 形狀為半圓弧形凹槽的葉片4和在每個葉片4凹槽的外端端面和該端面的槽口邊沿至其后 相鄰葉片凹槽的內(nèi)端邊沿之間分別設(shè)置的平面形引流板5構(gòu)成的兩組沿軸線方向緊密排 列的圓環(huán)形葉片組成，并使射流口 3的出射口 21分別與其相應(yīng)的輪盤6上沿軸線方向相鄰 兩葉片4鄰接一側(cè)的凹面部分相對應(yīng)，將葉片4的出流部位分別與泄水流道25相對應(yīng)。在 所有泄水流道25的下方設(shè)置有尾水渠17。輪盤6與主軸8之間用鍵連接。當(dāng)液壓調(diào)速器通過接力器開啟調(diào)節(jié)閘板后，壓力水流從射流口射出，并從葉片凹 面的一側(cè)進入后開始沖擊葉片，使轉(zhuǎn)輪通過主軸和聯(lián)軸器帶動發(fā)電機開始轉(zhuǎn)動。當(dāng)高速水 流從葉片的另一側(cè)排出時，已將水流的動能完全傳遞給了葉片，并已完全朝向泄水流道，此 時水流則靠其自重順利地下泄至尾水渠。
當(dāng)調(diào)節(jié)閘板全開后繼續(xù)將其開啟時，則由控制板帶動的電氣行程開關(guān)通過電氣控 制元件依次開啟一個或數(shù)個閥葉，并由調(diào)速器將調(diào)節(jié)閘板關(guān)閉至適當(dāng)位置；當(dāng)主接力器關(guān) 閉至40%左右的位置時，則由控制板帶動的電氣行程開關(guān)通過電氣控制元件依次關(guān)閉一個 或數(shù)個閥葉，并由調(diào)速器將調(diào)節(jié)閘板開啟至適當(dāng)位置。在調(diào)節(jié)閘板底部出現(xiàn)雜物卡阻現(xiàn)象 時，兩調(diào)節(jié)閘板60%左右的總關(guān)閉行程仍能使控制板發(fā)出關(guān)閉閥葉的信號。將所有閥葉同 時關(guān)閉后可緊急停機。當(dāng)洪水期因尾水水位過高而將轉(zhuǎn)輪淹沒時，由于護罩能將轉(zhuǎn)輪葉片 與其它水流有效地隔離，并且在護罩上設(shè)置的補氣孔能及時向處于未作功的葉片內(nèi)補入空 氣，使引流板在運轉(zhuǎn)的同時不產(chǎn)生離心泵效應(yīng)，因此該轉(zhuǎn)輪處于淹沒狀態(tài)時仍能高效運轉(zhuǎn)； 由于其主軸密封只需承受高出主軸的尾水壓力，因此只需設(shè)置結(jié)構(gòu)簡單的密封裝置即可滿 足主軸的封水要求。由于閥葉后流道內(nèi)壓力水流的部分壓力已轉(zhuǎn)換為流速勢能，并且閥葉 后的流道不需要承受水錘壓力，因此導(dǎo)流板和射流口平面形的外壁具有一定的厚度或采用 空腹板時即可滿足其所承受的壓力。圖10至圖12示出了本發(fā)明的第二個實施例。該實施例是將風(fēng)能轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)機械能的全能全效風(fēng)力液動機。如圖所示在依次排列并相互連通的十根壓力輸液管道1的底端分別連接有兩根 分支管道，并且其入口端均與五十個螺桿式液壓泵58的壓力出液口相連接。液壓泵58分別 通過旋轉(zhuǎn)接頭64裝置在其各自的塔架59的頂部，并且泵軸的端部分別裝置有風(fēng)輪54。液 壓泵58的另一端設(shè)置的支座22內(nèi)裝置有可轉(zhuǎn)動的尾翼61，尾翼61的轉(zhuǎn)軸57的底端通過 蝸輪和蝸桿及傳動軸63與裝置在支座22上的控制電機62傳動連接，操作控制電機62正 反轉(zhuǎn)的電源線通過滑環(huán)65接入電機。液壓泵58的進液口分別與排液管道71相連接，并在 所有管道及液壓泵58內(nèi)充入潤滑液體。在管道1上分別裝置有自動安全泄壓閥69，泄壓閥 69的出口端設(shè)置有消力池70。管道1的出口端分別固接有引流室2及具有五個出射口的 射流口 3，在主軸8上裝置有分別對應(yīng)于射流口 3的十個萬能全效轉(zhuǎn)輪，射流口 3和轉(zhuǎn)輪的 結(jié)構(gòu)與第一個實施例相同。主軸8的一端與發(fā)電機35的主軸傳動連接，其另一端裝置有大 直徑的飛輪。射流口 3最頂部的出射口均裝置有調(diào)節(jié)閘板及其接力器，并將該接力器的油 路全部并聯(lián)后與調(diào)速器的接力器相連接，將除頂部外的每五個閥葉接力器的油路并聯(lián)后與 液壓動力裝置相連接。當(dāng)風(fēng)輪帶動液壓泵轉(zhuǎn)動時則可將壓力液體輸入壓力輸液管道，壓力液體通過射流 口射向萬能全效轉(zhuǎn)輪的葉片時，已將風(fēng)能通過液壓傳動的方式轉(zhuǎn)換成了旋轉(zhuǎn)機械能。在零 至最大額定風(fēng)速內(nèi)將調(diào)節(jié)間板及閥葉調(diào)整在零至全開范圍內(nèi)的相應(yīng)開度，從而將輸液管道 內(nèi)的壓力控制在額定范圍內(nèi)。在短時的零風(fēng)速內(nèi)發(fā)電機可調(diào)相運轉(zhuǎn)，當(dāng)風(fēng)速超過最大額定 風(fēng)速或輸液管道內(nèi)的壓力超出額定值時自動安全泄壓閥即可相應(yīng)開啟，從而有效避免了發(fā) 電機的過負荷現(xiàn)象。飛輪則能以儲能或釋放能量的形式有效平抑因風(fēng)速的舜時起伏而引起 發(fā)電機輸出功率的急劇波動，并且發(fā)電機調(diào)相運轉(zhuǎn)及飛輪平抑波動時與風(fēng)輪無牽連，從而 使風(fēng)輪始終不能成為大風(fēng)扇。尾翼和旋轉(zhuǎn)接頭能使風(fēng)輪自動并及時高效地適應(yīng)風(fēng)向長期連 續(xù)全角度變化的狀況，并且將尾翼通過控制電機轉(zhuǎn)動一定角度時，尾翼則依靠風(fēng)力拖動風(fēng) 輪轉(zhuǎn)動一定的角度，從而能夠調(diào)整風(fēng)輪的軸輸出功率；將尾翼通過控制電機轉(zhuǎn)動90度后， 尾翼則拖動風(fēng)輪轉(zhuǎn)動90度使風(fēng)輪停止運轉(zhuǎn)。圖13至圖17示出了本發(fā)明的第三個實施例。該實施例是將由燃煤鍋爐產(chǎn)生的蒸汽能轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)機械能的全能全效汽動機。如圖所示在底盤上設(shè)置有與隔熱板32連為一體的支撐板30和30'，在上下兩 支撐板30中間裝置有圓環(huán)形的引流室2及射流口 3和其兩側(cè)的輔助射流口 72和設(shè)置有拉 桿73的排汽管道71，在其內(nèi)的主軸8上裝置有分別從主軸8的兩端套入的兩個萬能全效 轉(zhuǎn)輪，并將射流口 3內(nèi)由導(dǎo)流板16構(gòu)成的出射口分別與其相應(yīng)的葉片凹槽表面的一側(cè)相對 應(yīng)；將橫截面形狀為凹槽形的其槽口朝向轉(zhuǎn)輪的輔助射流口 72分別與葉片的出流部位和 與其外側(cè)相鄰葉片的鄰接一側(cè)對應(yīng)的轉(zhuǎn)輪外圍相對應(yīng)；將排汽管道71與最外側(cè)葉片的出 流部位相對應(yīng)。在輔助射流口 72的凹槽內(nèi)分別設(shè)置有數(shù)個導(dǎo)流板16'，其中間部位設(shè)置有 支撐環(huán)46。將圓環(huán)形的引流室2及射流口 3通過隔板24分隔為四段，并分別與四根和調(diào)節(jié) 汽閥相連接的壓力輸汽管道1相連接。射流口 3對應(yīng)的葉片結(jié)構(gòu)與第一個實施例相同，其 外側(cè)分別設(shè)置有另外四組與其相同結(jié)構(gòu)并逐漸放大的圓環(huán)形葉片。
當(dāng)由調(diào)節(jié)汽閥調(diào)節(jié)后的蒸汽通過壓力輸汽管道從射流口的出射口射出，并從第一 級轉(zhuǎn)輪葉片的凹槽表面排出后進入輔助射流口時，已將汽流的動能傳遞給了轉(zhuǎn)輪。進入輔 助射流口的蒸汽膨脹后又射向第二級轉(zhuǎn)輪葉片表面，并最終從最后一級轉(zhuǎn)輪葉片的出流部 位排出后進入排汽管道，此時已將膨脹后的蒸汽動能全部有效地轉(zhuǎn)換成了可調(diào)節(jié)的旋轉(zhuǎn)機 械能。圖18至圖20示出了本發(fā)明的第四個實施例。該實施例是裝置有弧面形調(diào)節(jié)閘板 的全能全效風(fēng)力液動機。如圖所示在塔架59的頂端固裝有支座22，支座22的下方固裝有液壓泵58，支座 22的上方裝置有可轉(zhuǎn)動的并且裝置有風(fēng)輪54、滑環(huán)65和尾翼61的傳動齒輪箱68，并將液 壓泵58的泵軸通過聯(lián)軸器18及傳動齒輪76與風(fēng)輪軸傳動連接。在五個依次排列的引流 室2的出口端分別設(shè)置有射流口 3，在射流口 3的出射端外側(cè)邊沿分別設(shè)置有軌道23，在軌 道23內(nèi)分別裝置有弧形拉板74，拉板74之間對應(yīng)于出射口 21的部位分別設(shè)置有弧面形 調(diào)節(jié)間板13，拉板74的頂部分別設(shè)置有傳動臂27，傳動臂27通過傳動桿14與裝置在軌道 23'內(nèi)的滑塊53傳動連接，滑塊53與接力器15傳動連接的。各接力器15的下油腔通過 油管及閘閥67與引流室2相連接，并設(shè)置有排油管及閘閥67'。各接力器15的上方設(shè)置 有彈簧51，并且五個彈簧51的壓力從中間向兩側(cè)依次增大。在主軸上裝置有五個相互間 具有一定間距的萬能全效轉(zhuǎn)輪，并使射流口 3的出射口與凹槽形葉片表面的中間部位相對 應(yīng)。該實施例的其它結(jié)構(gòu)與第二個實施例相同。當(dāng)液壓管道內(nèi)的壓力上升時弧面形調(diào)節(jié)閘板則可根據(jù)壓力大小從中間向兩側(cè)依 次自動開啟；當(dāng)壓力下降時調(diào)節(jié)閘板則從兩側(cè)向中間依次自動關(guān)閉，從而使該機射流口的 開度完全能夠自動并及時高效地適應(yīng)風(fēng)速急劇大幅變化的狀況。調(diào)節(jié)閘板依次的開啟或關(guān) 閉還能有效防止管道內(nèi)壓力與調(diào)節(jié)閘板開度的共振或拉鋸現(xiàn)象。當(dāng)停機時，則可將所有閘 閥67關(guān)閉并打開所有閘閥67'后停機。圖21至圖25示出了本發(fā)明的第五個實施例，該實施例是射流口的出射口為圓形 的全能全效水動機。如圖所示在壓力引水管1的出口端固接有引流室2，引流室2的一側(cè)設(shè)置有由六 個依次排列的并分別裝置有蝶閥28的圓形出流管1'，蝶閥28的閥葉軸通過傳動臂27分 別與裝置在引流室2上的接力器15'相連接，接力器15'分別通過油路及其控制元件與液壓動力裝置相連接。蝶閥28的出口端分別固接有圓形的射流口 3，并將其中一個射流口 3 的出射口 21的面積設(shè)置為其它出射口的一半。射流口 3的頂部固裝有護罩11'，射流口 3 的兩側(cè)分別設(shè)置有軌道23，軌道23內(nèi)分別裝置有伸向圓形出射口 21外的支撐板30，在支 撐板30位于出射口 21外的部位之間設(shè)置有折向調(diào)節(jié)板29，并將支撐板30的頂部分別與傳 動桿14傳動連接。傳動桿14的兩端分別與裝置在支座22上的接力器15傳動連接，接力 器15通過油路及同步器與液壓調(diào)速器相連接。在主軸8上裝置有六個結(jié)構(gòu)與第一個實施 例相同的萬能全效轉(zhuǎn)輪。在尾水渠17內(nèi)設(shè)置有抗磨板50。根據(jù)來水量的大小，由液壓動力裝置通過接力器開啟一個或數(shù)個蝶閥時，壓力水 流從該射流口射出，并由折向調(diào)節(jié)板將其直接導(dǎo)入尾水渠。此時，調(diào)速器則可根據(jù)轉(zhuǎn)輪的需 要將折向調(diào)節(jié)板調(diào)整至相應(yīng)的位置，使射流射向轉(zhuǎn)輪葉片。在停機時，可由折向調(diào)節(jié)板將所 有射流直接導(dǎo)入尾水渠，從而能夠消除水錘壓力的威脅。不同的出射口面積能更好地適應(yīng) 來水量及機組出力的變化情況。 圖26至圖32示出了本發(fā)明的第六個實施例。在該實施例中將一臺現(xiàn)有的軸伸貫 流式水輪機替換為了全能全效水動機。如圖所示在設(shè)置有伸縮節(jié)33的引流室2的出水端連接有兩個結(jié)構(gòu)與第一個實施 例相同的射流口 3，其出射口 21為三角形形狀，并將其裝置在底盤36上。射流口 3的兩側(cè) 為泄水流道25，其頂部設(shè)置有泄流板34。在主軸8上套裝有兩個由設(shè)置有支撐環(huán)46的輪轂 26和其外表面設(shè)置的，分別由二十四個按圓周方向布置的兩側(cè)間表面形狀為接近半圓弧形 的凹槽形葉片4和在每個葉片4凹槽的兩外端端面和該端面的槽口邊沿至其后相鄰葉片凹 槽的內(nèi)表面之間分別設(shè)置的平面形引流板5構(gòu)成的一組圓環(huán)形葉片組成的轉(zhuǎn)輪。將射流口 3分別與葉片4凹槽表面的中間部位相對應(yīng)，其兩端分別與泄水流道25相對應(yīng)。主軸8的 兩端分別由裝置在底盤36上的軸承9支承。將原有的軸伸貫流式的水輪機和發(fā)電機拆除， 并將全能全效水動機置于尾水渠17的頂部后，將底盤36與尾水渠17的頂面相連接，引流 室2的入水口與原有的壓力引水管道1的出水端相連接，接力器15和15'與液壓調(diào)速器和 液壓動力裝置相連接，主軸8的一端通過聯(lián)軸器18與發(fā)電機的主軸傳動連接。當(dāng)射流射向凹槽形葉片中間部位的表面后，在引流板的引導(dǎo)下射流沿凹槽表面流 向葉片的兩端，并隨葉片的轉(zhuǎn)動使射流的方向改變至180度或略大于180度的空間位置后 排出并下泄至尾水渠。在該實施例中，雖然轉(zhuǎn)輪葉片的凹面分別朝向其前方葉片凹槽的背 面，但其引流板能將水流順利引向射流的兩側(cè)。圖33示出了本發(fā)明的第七個實施例。該實施例是一臺將全能全效水動機和發(fā)電 機安裝在同一底盤上的微型水動發(fā)電機組。如圖所示該水輪機只有一個射流口，并且該射流口只有一個裝置有調(diào)節(jié)閘板的 出射口，調(diào)節(jié)間板的頂部通過傳動桿與由蝸輪和蝸桿組成的啟閉機55傳動連接，蝸桿的一 端裝置有調(diào)速手輪56，其另一端裝置有液壓馬達52。在主軸上裝置有一個與射流口相對應(yīng) 的萬能全效轉(zhuǎn)輪。該水輪機可以通過調(diào)速手輪手動調(diào)節(jié)，也可以將液壓馬達通過油路與液 壓調(diào)速器連接后自動調(diào)節(jié)。圖34至圖36示出了本發(fā)明的第八個實施例。在該實施例中將一臺現(xiàn)有的臥式混 流式水輪機更換為了全能全效水動機。如圖所示將原有水輪機的蝸殼及其導(dǎo)水機構(gòu)和混流式轉(zhuǎn)輪拆除，并將壓力引水管道1的出水端向上變向一定的角度后固接引流室2及射流口 3，在調(diào)節(jié)閘板的傳動桿14 與接力器15活塞桿的連接處設(shè)置有彈簧51。在主軸8的端部通過鍵7和原泄水錐螺母固 裝萬能全效轉(zhuǎn)輪。該實施例的其它結(jié)構(gòu)與第一個實施例相同。支承主軸8的徑向推力軸承 9以及飛輪31、發(fā)電機35、蝶閥28及伸縮節(jié)33等均為原有設(shè)備。由于全能全效水動機不產(chǎn)生軸向水推力，因此其推力軸承在機組長期連續(xù)的運轉(zhuǎn) 中因不受力而不發(fā)生燒瓦事故，并且將其繼續(xù)利用后，其配套的主軸等設(shè)備均可繼續(xù)利 用。 在調(diào)節(jié)間板與接力器之間設(shè)置的彈簧，可在調(diào)節(jié)間板底部出現(xiàn)雜物卡阻的情況下，使接力 器仍能關(guān)閉一定的行程后向閥葉發(fā)出關(guān)閉信號。圖37和圖38示出了本發(fā)明的第九個實施例。在該實施例中將一臺現(xiàn)有的立式軸 流式水輪機更換為了全能全效水動機。如圖所示將原有水輪機裝置在蝸殼內(nèi)的導(dǎo)水機構(gòu)和軸流式轉(zhuǎn)輪拆除，并將蝸殼 作為引流室2。在蝸殼內(nèi)設(shè)置圓環(huán)形的射流口 3，在射流口 3內(nèi)由導(dǎo)流板16構(gòu)成的流道中 分別裝置有閥葉19，并在閥葉19出水端的頂部分別設(shè)置有補氣閥12。閥葉軸的頂端分別 通過傳動臂27與接力器15相連接，接力器15中左右相對應(yīng)的兩個接力器的油腔通過油路 并聯(lián)連接后與液壓調(diào)速器傳動連接的接力器油腔相連接，其它接力器15分別通過油路及 控制元件與液壓動力裝置相連接。在主軸8的底端裝置有萬能全效轉(zhuǎn)輪，該轉(zhuǎn)輪由輪盤和 一組圓環(huán)形葉片組成。射流口 3與葉片4凹面的上半部分相對應(yīng)，凹面的下半部分與尾水 渠17的頂部相對應(yīng)。在葉片4的頂部與射流口 3的頂部之間設(shè)置有密封件10'，在射流口 3的頂部裝置有護罩11，護罩11的頂部裝置有主軸密封10和水導(dǎo)軸承9。該實施例的調(diào)節(jié)過程及調(diào)節(jié)原理與第一個實施例相同。補氣閥能在閥葉處于部分 開啟時或者在全開及全關(guān)的過程中向其背面及時補入空氣后消除汽蝕。圖39至圖49示出了本發(fā)明的第十個實施例。在該實施例中全能全效水動機利用 海洋潮汐水能資源進行水力發(fā)電，并由八臺結(jié)構(gòu)完全相同的全能全效水動機依次傳動連接 后共同帶動一臺發(fā)電機運轉(zhuǎn)。如圖所示在海提42底部設(shè)置有連通海灣41和海洋40的矩形過水流道1，在流道 1的兩端設(shè)置有進水閘門20和20'。海提42及海提中墩43的中間部位為吊物井44。海 提中墩43的底部設(shè)置有連通海洋40和海灣41的示流管，示流管裝置有示流器及換向閥。 流道1的兩側(cè)分別為端蓋45。兩端蓋45位于海洋40 —側(cè)和海灣41 一側(cè)之間分別設(shè)置有 橫梁49和49'、方向相反的射流口 3和3'和弧形隔板24和24'。隔板24和24'內(nèi)分 別裝置有弧面形調(diào)節(jié)閘板13和13'，閘板兩端設(shè)置有滾輪47，并且閘板兩端的底部分別固 接有不銹鋼絲繩48。在主軸8上套裝有五個萬能全效轉(zhuǎn)輪，該轉(zhuǎn)輪的葉片4兩端端面兩側(cè) 間的連線均與葉片的橫截面間呈一夾角，并且其引流板5兩側(cè)間的形狀為弧形，該轉(zhuǎn)輪的 其它結(jié)構(gòu)與第一個實施例相同。主軸8兩端的端蓋45內(nèi)側(cè)分別固裝有支撐環(huán)46。主軸8 的兩端分別由軸承9支承。端蓋45的頂部裝置有頂蓋39，并將鋼絲繩48的另一端分別與 裝置在支座22和22'頂部的接力器15及15'傳動連接。接力器15及15‘通過油路及換 向閥與液壓調(diào)速器及液壓動力裝置相連接。主軸8通過聯(lián)軸器18與其相鄰的全能全效水 動機或發(fā)電機的主軸傳動連接。主軸8與端蓋45的外側(cè)間分別裝置有密封件10。由于海水在月球和太陽引力的作用下定期漲落。因此當(dāng)海水漲潮時，海洋中的海 水要通過過水流道流入海灣。此時，水流沿實線箭頭所指方向從射流口 3射出后沖擊其對應(yīng)的轉(zhuǎn)輪葉片的凹面，并通過射流口兩側(cè)間的泄水流道進入海灣。當(dāng)海水退潮時，海灣中的 水流要通過過水流道流入海洋。此時，由于示流管中水流流向的改變，使換向閥轉(zhuǎn)換其工作 狀態(tài)。換向閥轉(zhuǎn)換工作狀態(tài)后，接力器15的活塞完全下落，使調(diào)節(jié)閘板13靠其自重下落到 底部后將射流口 3及其兩側(cè)的泄水流道25完全關(guān)閉，并將接力器15'與液壓調(diào)速器相連接 后將調(diào)節(jié)間板13'的開度調(diào)整至相應(yīng)的位置。從而使水流沿圖中虛線箭頭所指的方向從射 流口 3'射出，開始沖擊轉(zhuǎn)輪上部葉片的凹面，并使轉(zhuǎn)輪按原來的方向繼續(xù)旋轉(zhuǎn)。將動能傳 遞給轉(zhuǎn)輪后的水流通過射流口 3'兩側(cè)間的泄水流道進入海洋。當(dāng)海水再次漲潮時，由于示 流管中水流流向的改變，使換向閥將其工作狀態(tài)轉(zhuǎn)換至原始狀態(tài)。此時，接力器15'將調(diào)節(jié) 閘板13'提升至完全關(guān)閉的位置。接力器15由液壓調(diào)速器根據(jù)需要將調(diào)節(jié)閘板13的開度 調(diào)整至相應(yīng)的位置。從而使水流又按圖中實線箭頭所指的方向開始工作。
圖50示出了本發(fā)明的第十一個實施例。該實施例是將現(xiàn)已運行的燈泡貫流式水 輪發(fā)電機組更換為全能全效水動機和臥式發(fā)電機的結(jié)構(gòu)事例。如圖所示將原有的燈泡貫流式水輪發(fā)電機組拆除后將其水輪機段的過流流道作 適當(dāng)擴大，并將其尾水流道向上變向并延伸后在其端部固接射流口 3。在主軸上套裝與射 流口 3相對應(yīng)的萬能全效轉(zhuǎn)輪60，主軸的端部與臥式發(fā)電機35的主軸傳動連接。射流口 3 與萬能全效轉(zhuǎn)輪60的結(jié)構(gòu)與第一個實施例相同。在該實施例中，雖然廠房需要重新修建，但與原有的燈泡貫流式水輪機相比，全能 全效水動機在各種工況下均能將所利用的水能全部有效地轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)機械能，并且其結(jié)構(gòu) 簡單合理、造價低，性能安全可靠，從而能夠保證發(fā)電機組長期、連續(xù)、安全、穩(wěn)定及全效率 運行。圖51示出了本發(fā)明的第十二個實施例。該實施例是全能全效汽動機將由太陽能 加熱產(chǎn)生的蒸汽轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)機械能的結(jié)構(gòu)事例。如圖所示在底盤36上裝置有全能全效汽動機，其結(jié)構(gòu)與第三個實施例相同。將 其圓環(huán)形引流室2及射流口 3通過隔板一分為二，并分別與設(shè)置有調(diào)節(jié)汽閥77的壓力輸汽 管1相連接。壓力輸汽管1的入口端分別與五百個通過支架81裝置在凹坑形太陽光聚光 器78頂部的圓桶形蒸汽發(fā)生器82和凹槽形太陽光聚光器78'頂部的圓管形蒸汽發(fā)生器 82'的出汽口相連接，并在蒸汽器82和82'上設(shè)置有補水管79、安全泄壓閥69和放水閥。 太陽光聚光器的底部設(shè)置有通過控制電機62調(diào)整其朝向的支座。所有輸汽管的表面均設(shè) 置有保溫層80。當(dāng)太陽光通過聚光器集中在蒸汽器底部時，蒸汽器內(nèi)會產(chǎn)生一定溫度和壓力的低 溫低壓蒸汽。壓力輸汽管將所有蒸汽器內(nèi)的蒸汽集中并輸送至中心機房后，由全能全效汽 動機將該蒸汽全部有效地轉(zhuǎn)換為滿足發(fā)電所需的旋轉(zhuǎn)機械能。圖52示出了本發(fā)明的第十三個實施例。在該實施例中將風(fēng)力液動機和太陽能汽 動機的主軸傳動連接后共同帶動一臺發(fā)電機，并將其建造在荒原中。在該實施例中，與風(fēng)力液動機83相連接的液壓泵均分別設(shè)置在其各自塔架的底 端，并且其泵軸分別通過設(shè)置在塔架內(nèi)的傳動軸與塔架頂端齒輪箱的輸出軸傳動連接，該 機的其它結(jié)構(gòu)與第四個實施例相同。在太陽能汽動機84中除轉(zhuǎn)輪葉片和射流口導(dǎo)流板的 設(shè)置方向外，其它結(jié)構(gòu)與第十二個實施例相同。在荒原及荒漠中白天晴天時陽光充足，白天陰天時或夜間及早晚風(fēng)力巨大，因此該發(fā)電機組可晝夜連續(xù)運轉(zhuǎn)。在短時的即無陽光又無風(fēng)的狀況下，發(fā)電機則可調(diào)相運轉(zhuǎn)。因萬能全效轉(zhuǎn)輪空轉(zhuǎn)時的風(fēng)損和各軸承的機械損失均很小，因此調(diào)相運轉(zhuǎn)時的耗電量也很 小，并且在調(diào)相運轉(zhuǎn)時發(fā)電機還可向電網(wǎng)發(fā)送無功功率。從而使該機組能夠充分利用荒原 及荒漠中的太陽能和風(fēng)能。
權(quán)利要求
萬能全效發(fā)電動力機包括壓力輸水、輸汽或輸液管道及其出口端設(shè)置的引流室，在該管道或其引流室的出口端固接的一個或數(shù)個射流口及其與調(diào)速器或動力裝置相連接的調(diào)節(jié)機構(gòu)，主軸及其軸承，并且包括輪盤或輪轂以及兩側(cè)間表面形狀為凹槽形的葉片，其特征在于在主軸上裝置一個或數(shù)個主要是由輪盤或輪轂和其外表面設(shè)置的，分別由數(shù)個按圓周方向布置的兩側(cè)間表面形狀為凹槽形的葉片和在每個葉片凹槽的外端端面和該端面的槽口邊沿至其后相鄰葉片凹槽的內(nèi)端邊沿或凹槽的內(nèi)表面之間分別設(shè)置的引流板構(gòu)成的一組或數(shù)組沿軸線方向排列的圓環(huán)形葉片組成的萬能全效轉(zhuǎn)輪，并使射流口的出射口分別與其相應(yīng)的葉片凹槽表面的一側(cè)或一部分相對應(yīng)，主軸的端部與發(fā)電機等機械的主軸或與另外裝置有萬能全效轉(zhuǎn)輪的主軸傳動連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的萬能全效發(fā)電動力機，其特征還在于射流口主要是由射流 口和其內(nèi)部設(shè)置的一個或數(shù)個不同角度的導(dǎo)流板組成，并且導(dǎo)流板出射端的兩出射邊沿間 具有一定的間距。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的萬能全效發(fā)電動力機，其特征還在于當(dāng)射流口與壓力 輸水或輸液管道相連接時，在射流口的出射口對應(yīng)的葉片的出流部位設(shè)置排泄流道；當(dāng)射 流口與壓力輸汽管道相連接時，在射流口的出射口對應(yīng)的葉片外側(cè)設(shè)置另外一組或數(shù)組圓 環(huán)形葉片，并在葉片的出流部位和與其外側(cè)相鄰葉片的鄰接一側(cè)對應(yīng)的轉(zhuǎn)輪外圍分別設(shè)置 橫截面形狀為凹槽形的其槽口朝向轉(zhuǎn)輪的輔助射流口，將排泄流道設(shè)置在最外側(cè)葉片的出 流部位，在輔助射流口的凹槽內(nèi)分別設(shè)置數(shù)個導(dǎo)流板。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的萬能全效發(fā)電動力機，其特征還在于壓力輸液管道的入口 端與一個或數(shù)個液壓泵的壓力出液口相連接，并且在泵軸的端部裝置風(fēng)輪或者將泵軸通過 傳動部件與風(fēng)輪軸傳動連接。
全文摘要
萬能全效發(fā)電動力機屬于將水能、蒸汽能等常規(guī)能源和風(fēng)能、由太陽能加熱形成的蒸汽能及潮汐水能等新能源，全能全部有效地轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)機械能的發(fā)電動力設(shè)備。該機主要由一個或數(shù)個射流口及其調(diào)節(jié)機構(gòu)，與射流口相對應(yīng)的裝置在主軸上的一個或數(shù)個萬能全效轉(zhuǎn)輪，以及調(diào)速器等部件組成。該機將所有形式的水能、蒸汽能和風(fēng)能全能進行開發(fā)利用，并且能將所利用的水能、蒸汽能和風(fēng)能全部有效地轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)機械能，還將現(xiàn)有各式水輪機、汽輪機和風(fēng)力機全能進行替換，而且結(jié)構(gòu)簡單性能可靠，造價低易實施。從而能夠開創(chuàng)水力、熱力及風(fēng)力發(fā)電行業(yè)的設(shè)備更新?lián)Q代和水力全效發(fā)電、風(fēng)力液壓發(fā)電及太陽能蒸汽發(fā)電等新能源發(fā)電產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展并成為主體能源的新紀元。
文檔編號F03G6/00GK101871415SQ201010144298
公開日2010年10月27日 申請日期2010年3月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月24日
發(fā)明者黃國宏 申請人:黃國宏