專利名稱：兩維雙向輪機(jī)組合波力發(fā)電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用海上波力來發(fā)電的兩維雙向輪機(jī)組合波力發(fā)電裝置。是一種大型機(jī)電設(shè)備。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的波力發(fā)電技術(shù)許多項(xiàng)，其中20多項(xiàng)進(jìn)行過海上試驗(yàn)。波力發(fā)電裝置主要分為兩種振動(dòng)型(波浪上下振動(dòng))；平移型(波浪平移)。振動(dòng)型包括水柱型、浮體型、固定型、可動(dòng)型4種。移動(dòng)型就是低水頭發(fā)電。常用的是振動(dòng)水柱型，它的能量轉(zhuǎn)換原理類似空氣壓縮機(jī)。轉(zhuǎn)換過程基本分為3種類型空氣能把波浪能轉(zhuǎn)換為空氣，再驅(qū)動(dòng)渦輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)；機(jī)械能將波力轉(zhuǎn)換為機(jī)械能通過油壓驅(qū)動(dòng)馬達(dá)并帶動(dòng)發(fā)電機(jī)；水位能浮在水面上的水斗被波浪推舉到岸上的水庫(kù)里，利用水庫(kù)與海面的水位差來發(fā)電。另有一種波能接收機(jī)，申請(qǐng)?zhí)?6104768A，該裝置是一種以弧形片在一根立軸上安裝成縱向排列的半圓形立式葉輪機(jī)，在海洋中可以接收來自四周方向的波浪沖擊力。但這種裝置只有一半工作，另一半則是耗功。因而有用功甚微。用空氣、油壓來驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)，轉(zhuǎn)換過程繁復(fù)，效 率低，并且這類裝置采能面積太小，難以獲得大功率電力。類似水斗通過波力向岸上提水入庫(kù)，再利用水位差來發(fā)電更是收效甚微?？v覽波力發(fā)電種種，難以推廣使用的共同因素是
I、轉(zhuǎn)換程序復(fù)雜效率太低；2、只能利用波浪的某一種力(振動(dòng)或平移其中一種力)；3、造價(jià)太高無實(shí)際開發(fā)意義。4、不能經(jīng)久耐用。如何減少波能的轉(zhuǎn)化過程，簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)、降低造價(jià)、擴(kuò)大采能面積，提高使用壽命是人類大規(guī)模利用清潔的波能的先決條件。

發(fā)明內(nèi)容
提供一種由若干個(gè)輪機(jī)沿著一根主軸軸向的垂直和水平兩維平面一字排列的，可以同時(shí)截獲兩維空間任意方位的波能的兩維雙向輪機(jī)組合波力發(fā)電裝置。兩維平面內(nèi)的所有輪機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)平面分別為垂直平面和水平平面并互為90°，所有輪機(jī)的橫軸和豎軸分別通過單向飛輪和轉(zhuǎn)向齒輪同步或異步傳動(dòng)同一根主軸直接連接發(fā)電機(jī)。每個(gè)輪機(jī)的葉片都可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)100° -120°，若干個(gè)輪機(jī)與主軸組合的單元體可以用萬向節(jié)串聯(lián)至同一根主軸。本發(fā)明的目的是使該裝置必須具備以下有益效果1、可以同時(shí)轉(zhuǎn)換兩維空間內(nèi)任意方位的雙向交變的波力(即波的振動(dòng)和平移的雙向交變力)，只要有波浪運(yùn)動(dòng)，輪機(jī)就能推動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電?？朔藗鹘y(tǒng)波電裝置只能利用某一種力(振動(dòng)或平移其中的一種)。2、不受波幅、波長(zhǎng)的周期頻率等因素影響，使輪機(jī)不停地推動(dòng)發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。克服傳統(tǒng)波電裝置一個(gè)波峰波谷的周期只能做一次或兩次功，是一種“先天性”低效率裝置的弊端。3、采用多單元體由萬向節(jié)串聯(lián)成同一根主軸的方式，即使各單元體在不同軸心的情況下，也能正常工作，使該裝置能夠大面積遠(yuǎn)距離攔截某個(gè)海域的波能。使之能建造大型波力發(fā)電站——波電陣列。4、采用能量轉(zhuǎn)換高效裝置輪機(jī)與傳動(dòng)軸組合，大大簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)降低造價(jià)，提高了波電的轉(zhuǎn)換率。5、采用管狀機(jī)架套裝密封傳動(dòng)軸和齒輪，使整體耐海水腐蝕延長(zhǎng)使用壽命。


圖I為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖的主視圖，相同要素被省略并截去了前方機(jī)架。圖2為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖的俯視圖。I、垂直輪機(jī)2、水平輪機(jī)3、主軸4、轉(zhuǎn)向齒輪5、單向飛輪6、橫軸7、機(jī)架8、葉片軸9、輪機(jī)轂10、萬向節(jié)11、豎軸12、發(fā)電機(jī)
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的工作原理和最佳實(shí)施例。
圖I :當(dāng)平移的波力無論是從前方或后方?jīng)_垂直輪機(jī)I的葉片時(shí)，由于垂直輪機(jī)I的葉片隨波力自動(dòng)轉(zhuǎn)向100° -120°，使波力與垂直輪機(jī)I的夾角在50° -70°之間波力便推動(dòng)輪機(jī)朝一個(gè)方向運(yùn)轉(zhuǎn)(圖I上方箭頭所示方向)；當(dāng)振動(dòng)的波力無論是從上方或下方?jīng)_擊水平輪機(jī)2時(shí)(圖I下方箭頭所示方向)水平輪機(jī)2同樣與垂直輪機(jī)I一樣只朝一個(gè)方向運(yùn)轉(zhuǎn)。由于波浪的振動(dòng)和平移都是雙向交變，方向的不確定性和縱波非規(guī)律性，因此兩維平面的輪機(jī)的葉片都需自動(dòng)轉(zhuǎn)向。都是通過轉(zhuǎn)向齒輪4傳動(dòng)主軸3朝一個(gè)方向運(yùn)轉(zhuǎn)。即使同一個(gè)輪機(jī)上兩邊的葉片同時(shí)受到上下或前后兩種沖擊力，輪機(jī)仍然只朝一個(gè)方向運(yùn)轉(zhuǎn)，也就是兩維空間任意方位只要有波運(yùn)動(dòng)，輪機(jī)就會(huì)運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)波浪從前方交變?yōu)閺暮蠓交驈纳戏浇蛔優(yōu)閺南路經(jīng)_擊時(shí)，輪機(jī)的轉(zhuǎn)速會(huì)發(fā)生快慢或停止的變化，由于波浪的不規(guī)則性，作用于若干個(gè)兩維的機(jī)輪中有一部分正常運(yùn)轉(zhuǎn)，一部分變慢或停止，由于兩維平面的輪機(jī)的橫軸6和豎軸11上的單向飛輪5的作用只是傳遞作功的輪機(jī)在正常工作，不作功的輪機(jī)便停止運(yùn)轉(zhuǎn)或空轉(zhuǎn)。自然不耗動(dòng)，因此，本發(fā)明整體除齒輪的磨擦外，不作無用功，大大提高了波電的轉(zhuǎn)換效率。其效率接近水輪機(jī)，由于輪機(jī)轂9上有突出部分來限定葉軸8的自動(dòng)轉(zhuǎn)向的角度。(一般在100° -120°之間，也可是彈性的，實(shí)現(xiàn)波浪沖擊力太大時(shí)葉片的迎 角就減小)，本發(fā)明整體由若干個(gè)單元體用萬向節(jié)10串聯(lián)在同一根主軸3上，主軸3的兩端連接機(jī)架7，發(fā)電機(jī)12直接安裝在主軸3上，主軸3和橫軸6、豎軸11等都穿入表面有防腐涂層的管狀單元體的機(jī)架內(nèi)，密封后用螺絲撬接，即牢固又簡(jiǎn)單還大大減小對(duì)波的阻力。本發(fā)明在海中安裝時(shí)可以用兩種方法，近海淺海用固定式一根立柱支撐重量，斜拉四根繩索穩(wěn)固即可，利用平衡的自由物體總是橫向?qū)φ黧w流向的特性，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)對(duì)向。深海安裝采用半浮式，即在機(jī)架兩端相應(yīng)的位置裝上浮箱，使整體輪機(jī)的下方處于靜態(tài)海平面位置，在兩端浮箱的下方各伸出兩根十米以上的立柱，立柱最下端各安裝一塊水平板和垂直板為水平安定面和垂直安定面，防止受強(qiáng)大的波力沖擊時(shí)，整體會(huì)劇烈地晃動(dòng)。本發(fā)明無需靜態(tài)投資，因而是最廉價(jià)的電力。特別適合深海建造大型波電陣列。
權(quán)利要求
1.一種由若干個(gè)輪機(jī)沿著一根主軸軸向的垂直和水平兩維平面一字排列的，可以同時(shí)截獲兩維空間任意方位的波能的兩維雙向輪機(jī)組合波力發(fā)電裝置，其特征是兩維平面內(nèi)所有輪機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)平面分別為垂直平面和水平平面并互為90° ;所有輪機(jī)的橫軸和豎軸分別通過單向飛輪和轉(zhuǎn)向齒輪同步或異步傳動(dòng)同一根主軸直接連接發(fā)電機(jī)；若干個(gè)輪機(jī)與主軸的單元體用萬向節(jié)串聯(lián)至同一個(gè)主軸。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述裝置，其特征是每個(gè)輪機(jī)的葉片可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)100°-120°。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種兩維雙向輪機(jī)組合波力發(fā)電裝置，可以同時(shí)利用水平和垂直兩維空間任意方位振動(dòng)和平移的波力來推動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。由若干個(gè)輪機(jī)在一根主軸上的水平和垂直的兩維平面上一字排列組合而成。由于輪機(jī)葉片能自動(dòng)轉(zhuǎn)向和單向飛輪的作用，波力從任何方向沖擊輪機(jī)，都使輪機(jī)朝一個(gè)方向運(yùn)轉(zhuǎn)，只要有波運(yùn)動(dòng)，該裝置就能連續(xù)發(fā)電，波電轉(zhuǎn)換效率相當(dāng)于水輪機(jī)?？梢源竺娣e遠(yuǎn)距離采能?？梢詳r截某個(gè)海域，建造大型波電陣列。整體結(jié)構(gòu)只用管狀機(jī)架內(nèi)裝入主軸和輪機(jī)齒輪，用螺絲撬接而成。簡(jiǎn)單、牢固耐用，適應(yīng)深海半浮式安裝，只需用鋼索固牢即可。本發(fā)明無靜態(tài)投資是可得到大功率最廉價(jià)的清潔電力。
文檔編號(hào)F03B3/14GK102734053SQ20111009862
公開日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2011年4月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月12日
發(fā)明者劉興和 申請(qǐng)人:顧美明