專利名稱：風(fēng)力穩(wěn)定發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用不穩(wěn)定動(dòng)力源，如海浪能、風(fēng)能等建設(shè)大規(guī)模發(fā)電站，并能夠穩(wěn)定發(fā)電的風(fēng)力穩(wěn)定發(fā)電系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
由于風(fēng)力能量收集的穩(wěn)定性差及單機(jī)功率較小等因素，導(dǎo)致人類至今無法較好地利用風(fēng)力能量進(jìn)行大規(guī)模穩(wěn)定發(fā)電。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)合理，能有效利用風(fēng)力能量大規(guī)模建設(shè)發(fā)電站，并能穩(wěn)定發(fā)電的風(fēng)力穩(wěn)定發(fā)電系統(tǒng)。本發(fā)明的技術(shù)方案如下:它包括能量收集單元，能量匯聚輸出系統(tǒng)、水輪機(jī)發(fā)電機(jī)組；由所述的能量收集單元收集不穩(wěn)定的動(dòng)力源的能量、并轉(zhuǎn)化成可往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)的能量；所述的能量匯聚輸出系統(tǒng)為將往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)的能量轉(zhuǎn)化為具有特定壓力的液體能量，并驅(qū)動(dòng)水輪機(jī)發(fā)電機(jī)組發(fā)電；所述的能量收集單元與能量匯聚輸出系統(tǒng)連接，所述的能量匯聚輸出系統(tǒng)與水輪機(jī)發(fā)電機(jī)組連接；所述的能量收集單元包括風(fēng)能收集單元。所述的風(fēng)能收集單元包括風(fēng)葉、垂直主軸、水平轉(zhuǎn)盤、牛腿、拉桿、塔架，所述的水平轉(zhuǎn)盤設(shè)置于塔架的頂端，且與垂直主軸同軸設(shè)置；由風(fēng)葉動(dòng)力驅(qū)動(dòng)水平轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)，所述的牛腿的形狀有如倒置的工業(yè)廠房?jī)?nèi)的行車立柱，它包括凸出部分和立桿，其凸出部分位于水平轉(zhuǎn)盤的上方，牛腿的立桿部分安置于垂直設(shè)立的牛腿滑軌中，所述牛腿的立桿部分的下方連接有垂直拉桿；在水平轉(zhuǎn)盤的上表面的外沿對(duì)稱設(shè)置有兩個(gè)具有一定寬度的坡道，沿水平轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)方向，坡道的上表面為由低到高逐漸增高的斜坡面，兩個(gè)坡道以水平轉(zhuǎn)盤為中心對(duì)稱設(shè)置，坡道長(zhǎng)度對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)盤中心角等于水平轉(zhuǎn)盤的圓周角被牛腿設(shè)置的個(gè)數(shù)等分。所述的水輪機(jī)發(fā)電機(jī)組包括一臺(tái)或多臺(tái)水輪發(fā)電機(jī)。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，控制簡(jiǎn)易，利用淡水為介質(zhì)，循環(huán)運(yùn)行，能最大限度保護(hù)設(shè)備，提高使用壽命和可靠性，集中多臺(tái)能量收集單元的能量集中發(fā)電，能有效提高單機(jī)組功率，集中發(fā)電設(shè)備，利于管理、維護(hù)，海浪能收集單元與風(fēng)能收集單元可共用基礎(chǔ)設(shè)施和空間資源，提高效益，提高安全性，大容積往復(fù)式水泵的固有缺點(diǎn)如:笨重、低速等在本發(fā)明系統(tǒng)中不再是缺點(diǎn)，而其高效，適合長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行更適應(yīng)本發(fā)明系統(tǒng)的功能需求，本發(fā)明還可極大簡(jiǎn)化風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的制造技術(shù)，特別是發(fā)電形式的改變極大地簡(jiǎn)化了傳統(tǒng)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的控制技術(shù)，對(duì)風(fēng)速的變化有更大的適應(yīng)能力，在風(fēng)葉的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度可承受范圍內(nèi)，可對(duì)能量全額接收，而且由于本發(fā)明系統(tǒng)使用的是水輪機(jī)發(fā)電機(jī)組，可從根本上解決傳統(tǒng)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)電力上網(wǎng)的低壓穿越問題。本發(fā)明系統(tǒng)也可以在淺海區(qū)沿海岸建設(shè)，能有效吸收風(fēng)力和海浪的能量，形成對(duì)岸堤的保護(hù)，能有效降低自然災(zāi)害。本發(fā)明系統(tǒng)也可以應(yīng)用于大型的海上平臺(tái)。


圖1是本發(fā)明的平面分布結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是風(fēng)能收集單元中水平軸式的雙風(fēng)葉的一種結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是水平轉(zhuǎn)盤的俯視圖。圖4是本發(fā)明的能量匯聚輸出系統(tǒng)的一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是本發(fā)明的能量匯聚輸出系統(tǒng)的另一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖6是本發(fā)明的往復(fù)式水泵的一種結(jié)構(gòu)示意圖。圖7是本發(fā)明的海浪能量收集單元和往復(fù)式水泵組合的結(jié)構(gòu)示意圖。標(biāo)號(hào)說明:1浮體、2鋼繩、3滑輪、4往復(fù)式水泵、5匯流分配器、6低壓容器、7溢流口、8高壓管道、9有序分流管道、10低壓回流管道、11風(fēng)葉、12水平軸、13主動(dòng)傘形齒輪、14被動(dòng)傘形齒輪、15水平轉(zhuǎn)盤、16牛腿、17拉桿、18坡道、19滾輪、20定位滾輪、21垂直主軸、22負(fù)載物、23控制箱、24牛腿滑軌、25滑軌、26增壓泄壓閥、27活塞桿、28水輪機(jī)發(fā)電機(jī)、29塔架、30支撐平臺(tái)、31復(fù)位彈簧。
具體實(shí)施例方式如圖1-7所示，本發(fā)明包括能量收集單元，能量匯聚輸出系統(tǒng)、水輪機(jī)發(fā)電機(jī)組；由所述的能量收集單元收集不穩(wěn)定的動(dòng)力源的能量、并轉(zhuǎn)化成可往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)的能量；所述的能量匯聚輸出系統(tǒng)為將往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)的能量轉(zhuǎn)化為具有特定壓力的液體能量，并驅(qū)動(dòng)水輪機(jī)發(fā)電機(jī)組發(fā)電；所述的能量收集單元與能量匯聚輸出系統(tǒng)連接，所述的能量匯聚輸出系統(tǒng)與水輪機(jī)發(fā)電機(jī)組連接；所述的能量收集單元包括風(fēng)能收集單元。實(shí)施例1所述的風(fēng)能收集單元包括風(fēng)葉11、垂直主軸21、水平轉(zhuǎn)盤15、牛腿16、拉桿、塔架29，所述的水平轉(zhuǎn)盤15設(shè)置于塔架29的頂端，且與垂直主軸21同軸設(shè)置；由風(fēng)葉11動(dòng)力驅(qū)動(dòng)水平轉(zhuǎn)盤15轉(zhuǎn)動(dòng)，所述的牛腿16的形狀有如倒置的工業(yè)廠房?jī)?nèi)的行車立柱，它包括凸出部分和立桿，其凸出部分位于水平轉(zhuǎn)盤15的外沿上方，牛腿16的立桿部分安置于垂直設(shè)立的牛腿滑軌24中，所述牛腿16的立桿部分的下方連接有垂直拉桿，所述的水平轉(zhuǎn)盤15與被動(dòng)傘形齒輪14固定連接成一體并同步轉(zhuǎn)動(dòng)；在水平轉(zhuǎn)盤15的上表面的外沿對(duì)稱設(shè)置有兩個(gè)具有一定寬度的坡道18，沿水平轉(zhuǎn)盤15旋轉(zhuǎn)方向，坡道18的上表面為由低到高逐漸增高的斜坡面，兩個(gè)對(duì)稱的坡道18以水平轉(zhuǎn)盤15為中心相互對(duì)稱設(shè)置，坡道18長(zhǎng)度對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)盤中心角等于水平轉(zhuǎn)盤15的圓周角被牛腿設(shè)置的個(gè)數(shù)等分。如，當(dāng)一個(gè)水平轉(zhuǎn)盤對(duì)應(yīng)設(shè)置4個(gè)牛腿時(shí)，坡道18的長(zhǎng)度對(duì)應(yīng)水平轉(zhuǎn)盤15的度數(shù)為90° ;當(dāng)一個(gè)水平轉(zhuǎn)盤對(duì)應(yīng)設(shè)置6個(gè)牛腿時(shí)，坡道的長(zhǎng)度對(duì)應(yīng)水平轉(zhuǎn)盤的度數(shù)為60°。所述的水輪機(jī)發(fā)電機(jī)組包括一臺(tái)或多臺(tái)水輪發(fā)電機(jī)。所述的風(fēng)葉11為垂直軸形式時(shí)，由風(fēng)葉11直接或經(jīng)減速齒輪驅(qū)動(dòng)水平轉(zhuǎn)盤15轉(zhuǎn)動(dòng)。所述的風(fēng)葉11為水平軸形式時(shí)，它還包括與水平軸同軸設(shè)置的主動(dòng)傘形齒輪13、與主動(dòng)傘形齒輪13嚙合的被動(dòng)傘形齒輪14 ;所述的水平轉(zhuǎn)盤15由被動(dòng)傘形齒輪14驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)，所述的水平轉(zhuǎn)盤設(shè)置于被動(dòng)傘形齒輪14的下方、與垂直主軸21同軸設(shè)置。在牛腿16的凸出部分的下表面上設(shè)置有滾輪19，或者在坡道的上表面上設(shè)置有滾輪19，使得牛腿與水平轉(zhuǎn)盤坡道之間為滾動(dòng)摩擦。牛腿16與坡道的接觸面為斜率相同的斜面；沿水平轉(zhuǎn)盤外圍周邊均勻設(shè)置有六個(gè)牛腿，牛腿可沿牛腿滑軌24上下滑動(dòng)。所述牛腿的立桿部分的下方連接有垂直拉桿17，在垂直拉桿17的周邊設(shè)置有對(duì)垂直拉桿17起定位作用的定位滾輪20，使得拉桿17在做上下升降運(yùn)動(dòng)的過程中不發(fā)生偏移，并且有利于增強(qiáng)拉桿17下落時(shí)的剛度；所述的拉桿的下端與能量匯聚輸出系統(tǒng)中的往復(fù)式水泵的活塞桿27連接。牛腿個(gè)數(shù)與往復(fù)式水泵個(gè)數(shù)一一對(duì)應(yīng)。水平轉(zhuǎn)盤上的坡道也可以設(shè)置于水平轉(zhuǎn)盤內(nèi)沿，此時(shí)牛腿設(shè)置于垂直主軸外沿，推動(dòng)水平轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)的傘形齒輪設(shè)置于轉(zhuǎn)盤的外沿。在活塞桿27上部外套設(shè)有復(fù)位彈簧31，在活塞桿27的下端連接有可增減的負(fù)載物22。所述的主動(dòng)傘形齒輪13為兩組，驅(qū)動(dòng)同一水平轉(zhuǎn)盤15轉(zhuǎn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)主動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)的風(fēng)葉11也對(duì)應(yīng)設(shè)置兩組，前迎風(fēng)面的風(fēng)葉11直徑小于后迎風(fēng)面的風(fēng)葉11的直徑，兩組風(fēng)葉11的旋轉(zhuǎn)方向相反。所述的主動(dòng)傘形齒輪13也可以設(shè)置為一組，相應(yīng)的風(fēng)葉及水平軸也設(shè)置一組。在塔架29上方的垂直主軸21的上方設(shè)置有機(jī)頂外殼，兩根帶動(dòng)主動(dòng)傘形齒輪13的水平軸通過垂直主軸21對(duì)稱設(shè)置，并穿透機(jī)頂外殼，所述的機(jī)頂外殼和垂直主軸21一起承載水平軸，機(jī)頂外殼可帶動(dòng)水平軸和風(fēng)葉11繞垂直主軸21旋轉(zhuǎn)，改變迎風(fēng)方向；在機(jī)頂外殼下沿的內(nèi)側(cè)設(shè)置有凸軌，在塔架29頂端設(shè)置有與凸軌相配合的凹軌，使之既能保證機(jī)頂外殼能繞垂直主軸21旋轉(zhuǎn)，又能為水平軸和風(fēng)葉11提供足夠的基座力矩:機(jī)頂外殼外圍的內(nèi)下沿還設(shè)有齒條，整周設(shè)置，形成圓形齒輪，與塔架29上端設(shè)置的控制箱的齒輪嚙合，該控制箱由伺服電機(jī)、減速箱及制動(dòng)系統(tǒng)組成，沿塔架29頂端圓周內(nèi)壁設(shè)置多個(gè)，以塔架中心對(duì)稱設(shè)置，用于控制機(jī)頂外殼轉(zhuǎn)向，并為機(jī)頂外殼提供反向扭矩的支座應(yīng)力。本發(fā)明的風(fēng)能收集單元可設(shè)置兩個(gè)以上偶數(shù)個(gè)牛腿，每?jī)蓚€(gè)為一組，以水平轉(zhuǎn)盤15的軸心為中心對(duì)稱設(shè)置，同時(shí)升降，以平衡塔架受力；偶數(shù)個(gè)牛腿在水平轉(zhuǎn)盤15外沿均勻設(shè)置。當(dāng)水平轉(zhuǎn)盤15轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，坡道18推動(dòng)牛腿向上運(yùn)動(dòng)，拉動(dòng)牛腿及其下方的拉桿17以及往復(fù)式水泵活塞向上做功并壓縮復(fù)位彈簧31、拉高負(fù)載物22蓄能；往復(fù)式水泵為雙向做功式。例如:當(dāng)水平轉(zhuǎn)盤15外沿設(shè)置6個(gè)牛腿時(shí)，當(dāng)水平轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過60度后，前一組往復(fù)式水泵的復(fù)位彈簧31及負(fù)載物22向下拉動(dòng)活塞做功，而水平轉(zhuǎn)盤繼續(xù)推動(dòng)下一組牛腿向上拉動(dòng)下一組往復(fù)式水泵的活塞向上做功。牛腿的升降行程應(yīng)大于或等于坡道18的垂直高度。所述的牛腿的斜面的最低點(diǎn)位于水平轉(zhuǎn)盤之上。復(fù)位彈簧31壓縮行程等于或大于活塞桿27的最大工作行程。所述的能量匯聚輸出系統(tǒng)包括匯流分配器5、高壓管道、往復(fù)式水泵、低壓容器6、低壓回流管道10、有序分流管道9;所述的匯流分配器5的壁面上設(shè)有一道或一道以上的高壓管道，通過高壓管道與多個(gè)往復(fù)式水泵的出水管連接；所述的匯流分配器5的頂端設(shè)置有溢流口 7，在溢流口 7外設(shè)置有低壓容器6 ;在匯流分配器5的下方設(shè)置有多條有序分流管道9，在所述的每道有序分流管道9上都安裝有水輪機(jī)發(fā)電機(jī)28 ;安裝在每道有序分流管道9上的水輪機(jī)發(fā)電機(jī)28的發(fā)電功率可以不同也可以相同；水輪機(jī)發(fā)電機(jī)28的出水口連接到低壓容器6的底部；在低壓容器6的壁面上連接有與往復(fù)式水泵的進(jìn)水口連通的低壓回流管道10。
所述的匯流分配器5為帶有水塔的匯流分配器5，所述的水塔為雙層結(jié)構(gòu)，內(nèi)層為高壓水塔，高壓水塔的頂端為溢流口 7，外層是作為從高壓水塔溢流的液體的溢流通道；水塔與往復(fù)式水泵之間的高度差形成的壓力就是本發(fā)明系統(tǒng)中高壓管道的工作壓力；當(dāng)高壓水流量多余時(shí)將溢出高壓水塔，并經(jīng)溢流通道回流至低壓容器6。采用該實(shí)施例結(jié)構(gòu)方式產(chǎn)生的高壓穩(wěn)定、其高壓管道的工作壓力不可調(diào)整，但水塔可以為系統(tǒng)調(diào)整發(fā)電總功率提供更多的反應(yīng)和操作時(shí)間。或者所述的匯流分配器5為帶有增壓泄壓閥26和高壓容器8的匯流分配器5，此時(shí)溢流口 7位于增壓泄壓閥26的下方的匯流分配器5的頂端，在增壓泄壓閥26外設(shè)置有與其相配合的定位牛腿滑軌24及對(duì)其起限位作用的限位卡。增壓泄壓閥26的結(jié)構(gòu)及工作原理類似高壓鍋的主排氣閥，當(dāng)本發(fā)明系統(tǒng)高壓壓力達(dá)到一定值時(shí)，推動(dòng)增壓泄壓閥26上浮，多余流量溢出、泄壓，使匯流分配器5內(nèi)維持于一個(gè)穩(wěn)定壓力值，增壓泄壓閥26可設(shè)計(jì)成可在一定范圍內(nèi)調(diào)整重量的結(jié)構(gòu)，在一定程度上可調(diào)整本發(fā)明系統(tǒng)高壓部分的工作壓力，繼而達(dá)到調(diào)整往復(fù)式水泵活塞的做功阻力大小，整個(gè)系統(tǒng)工作壓力的加大，有助于提高能量的轉(zhuǎn)化效率，也能更好地適應(yīng)浪大、風(fēng)大的變化，但同時(shí)也提高了對(duì)系統(tǒng)的質(zhì)量要求，降低了靈敏度，反之工作壓力減小，可提高系統(tǒng)靈敏度，更好地適應(yīng)風(fēng)小、浪小的工況。采用該實(shí)施例結(jié)構(gòu)方式產(chǎn)生的高壓穩(wěn)定，其高壓管道的工作壓力可調(diào)整。能量匯聚輸出系統(tǒng)采用水或其它液體作為傳送能量的媒介，循環(huán)使用。本發(fā)明還包括運(yùn)行控制系統(tǒng)，所述的運(yùn)行控制系統(tǒng)設(shè)有對(duì)各能量收集單元的負(fù)載物22的重量、增壓泄壓閥26的重量以及水輪機(jī)發(fā)電機(jī)28運(yùn)行總功率進(jìn)行監(jiān)控和調(diào)整的裝置；所述的運(yùn)行控制系統(tǒng)還設(shè)有對(duì)匯流分配器5的溢流量進(jìn)行監(jiān)控的裝置。通過監(jiān)控匯流分配器5的溢流量大小和變化趨勢(shì)來決定工作的水輪機(jī)發(fā)電機(jī)28的個(gè)數(shù)及總功率。本發(fā)明所述的往復(fù)式水泵的活塞桿27工作方向?yàn)榇怪庇谒矫娣较?。所述的匯流分配器5在本發(fā)明中起到匯聚高壓液體的作用，同時(shí)又起到中和各高壓液體流的能量波動(dòng)，將匯流后的高壓液體分配給多個(gè)水輪機(jī)發(fā)電機(jī)組。水輪機(jī)發(fā)電機(jī)28的數(shù)量及功率大小根據(jù)電站設(shè)計(jì)規(guī)模需要設(shè)定，以能方便組合成不同的總功率，以及可以應(yīng)對(duì)極端高峰的狀況。低壓容器6為一大型半開放式容器，高壓液體經(jīng)有序分配至各水輪機(jī)發(fā)電機(jī)28做功釋放能量后，匯聚于低壓容器6中，低壓容器6底部設(shè)有過濾器，防止雜物進(jìn)入低壓回流管道10，保證循環(huán)水的清潔，低壓容器6經(jīng)低壓回流管道與各能量收集單元的進(jìn)水口連接。實(shí)施例2:本發(fā)明所述的能量收集單元是海浪能收集單元，所述的海浪能收集單元包括浮體1、鋼繩2、滑輪組(詳見申請(qǐng)?zhí)?01210337835.7的《浮體鋼繩與齒條飛輪組海浪發(fā)電系統(tǒng)》)，由浮體1、鋼繩2和滑輪組將海浪的能量轉(zhuǎn)化為往復(fù)的直線升降運(yùn)動(dòng)的能量。所述的浮體I的下方連接鋼繩2的一端，鋼繩2通過滑輪組使得鋼繩2的另一端做垂直升降的運(yùn)動(dòng)。所述鋼繩2的另一端連接往復(fù)式水泵4的活塞桿27的上端。所述的往復(fù)式水泵4的活塞桿27工作方向?yàn)榇怪庇谒矫娣较?。?shí)施例3:本發(fā)明所述的能量收集單元是海浪能收集單元和風(fēng)能收集單元。其他同實(shí)施例1和實(shí)施例2。此時(shí)可以采用海浪能收集單元和風(fēng)能收集單元與同一個(gè)匯流分配器5連接的結(jié)構(gòu)方式，也可以采用海浪能收集單元和風(fēng)能收集單元均各與一個(gè)匯流分配器5連接的結(jié)構(gòu)方式。本發(fā)明還應(yīng)于水平轉(zhuǎn)盤外側(cè)設(shè)置剎車系統(tǒng)，以應(yīng)對(duì)緊急停車或維護(hù)保養(yǎng)的需要，也可以用于極端大風(fēng)時(shí)轉(zhuǎn)速控制。所述的水輪機(jī)發(fā)電機(jī)組為普通的依靠水力推動(dòng)旋轉(zhuǎn)發(fā)電的機(jī)組，設(shè)置有多臺(tái)不同功率的單機(jī)，可根據(jù)需要組合成不同總功率的發(fā)電機(jī)組。各發(fā)電機(jī)組以同步技術(shù)發(fā)電。本發(fā)明系統(tǒng)運(yùn)行原理的理論依據(jù)是:不穩(wěn)定動(dòng)力源的動(dòng)力不穩(wěn)定，其實(shí)質(zhì)是做功功率大小的無規(guī)則變化，當(dāng)高壓部分的工作壓力保持于一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的壓力值時(shí)，功率大小的變化體現(xiàn)于介質(zhì)流量的增減變化，及時(shí)地監(jiān)控流量的變化就能相應(yīng)地調(diào)整發(fā)電總功率的值，使之與來自于各個(gè)能量收集單元的總動(dòng)力源的實(shí)際功率匹配，繼而達(dá)到穩(wěn)定發(fā)電的目的。在本發(fā)明系統(tǒng)中，各能量收集單元從低壓回流管道10將液體吸入往復(fù)式水泵4中，經(jīng)往復(fù)式水泵加壓后送入高壓管道，并匯聚于匯流分配器5中，能量收集單元可以設(shè)置多個(gè)。本發(fā)明系統(tǒng)運(yùn)行過程，控制系統(tǒng)根據(jù)流量確定開啟水輪機(jī)發(fā)電單元中的發(fā)電機(jī)組的總功率并通過傳感器監(jiān)視匯流分配器5中流量變化，而調(diào)整發(fā)電機(jī)組的總功率，使增壓泄壓閥26始終工作于有少量水流(液體)溢出的狀態(tài)，由于泄壓閥門的泄壓條件在本發(fā)明系統(tǒng)不主動(dòng)調(diào)整的情況下是固定的，所以各水輪發(fā)電機(jī)無論功率大小都可調(diào)整至同步轉(zhuǎn)速，并以同步發(fā)電技術(shù)發(fā)電，當(dāng)主動(dòng)調(diào)整增壓泄壓閥26壓載的重量時(shí)，可以改變泄壓的壓力條件，并達(dá)到改變高壓管道的工作壓力。改變各往復(fù)式水泵4的活塞阻力，此時(shí)應(yīng)同時(shí)成比例調(diào)整各往復(fù)式水泵4的負(fù)載物22重量的大小，調(diào)整往復(fù)式水泵4出水壓力，以適應(yīng)浪大、浪小及風(fēng)大、風(fēng)小的變化。由于本發(fā)明系統(tǒng)在工作過程中難免有少許水量泄露及蒸發(fā)，故還應(yīng)另外設(shè)置小型海水淡化系統(tǒng)，以補(bǔ)充系統(tǒng)的運(yùn)行水量及其他所需。本發(fā)明系統(tǒng)主要使用淡水為傳遞能量的媒介，也可以使用其它液體做媒介。所述的高壓管道為耐高壓主管道和分管道，每一個(gè)往復(fù)式水泵4的輸出口經(jīng)高壓分管道與高壓主管道連接，其間設(shè)有止回閥及維修閘閥，高壓主管道連接至匯流分配器5。一個(gè)匯流分配器5對(duì)應(yīng)設(shè)置多個(gè)能量收集單元和往復(fù)式水泵4，所述的匯流分配器5設(shè)置于發(fā)電廠房里。所述的匯流分配器5是高壓水流匯聚、穩(wěn)定調(diào)節(jié)和有序分配的交通樞紐。如圖1所示，由于能量收集單元的平面位置通常以發(fā)電廠房為中心點(diǎn)，沿海岸線布置，故高壓主管道至少設(shè)置有兩條，將兩個(gè)不同方向的多個(gè)能量收集單元連接至匯流分配器5，如海浪能收集單元與風(fēng)能收集單元分別對(duì)應(yīng)各自的匯流分配器5，則至少需要四條高壓主管道，高壓主管道上可分段設(shè)置維修閘閥。所述的增壓泄壓閥26在不主動(dòng)調(diào)整的情況下其重量固定，因而固定了其泄壓條件，增壓泄壓閥26外測(cè)設(shè)有滑軌，增壓泄壓閥可沿滑軌自由、平穩(wěn)的上升、下落。限位卡設(shè)置于滑軌頂端的增壓泄壓閥上升行程的最高處，以防止增壓泄壓閥脫落。所述的低壓容器6下方設(shè)置有多個(gè)連接通道與各水輪機(jī)發(fā)電機(jī)28的出水口一一對(duì)應(yīng)連接，中間設(shè)有垂直穿過的高壓管道，下接匯流分配器5，上接增壓泄壓閥26。低壓容器6前部下方設(shè)有至少兩個(gè)通道連接低壓主管道，連接兩個(gè)不同方向的能量收集單元，低壓主管道入口設(shè)有過濾網(wǎng)。所述的低壓回流管道10包括低壓主管道和低壓分管道，低壓主管道的一端與低壓容器6連接，另一端沿能量收集單元延伸，與高壓主管道平行設(shè)置，每一個(gè)能量收集單元的進(jìn)水通道經(jīng)低壓分管道與低壓主管道連接，其間設(shè)有必要的維修閘閥和止回閥門。本發(fā)明系統(tǒng)中，每套發(fā)電系統(tǒng)中應(yīng)設(shè)置多臺(tái)水輪機(jī)發(fā)電機(jī)28，以便于組合成不同總功率的組合。每臺(tái)水輪機(jī)發(fā)電機(jī)28單獨(dú)與匯流分配器5和低壓容器6連接，水輪機(jī)發(fā)電機(jī)28的進(jìn)水口經(jīng)閘閥、節(jié)流閥與匯流分配器5連接，出水口與低壓容器6連接。
權(quán)利要求
1.一種風(fēng)力穩(wěn)定發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于:它包括能量收集單元，能量匯聚輸出系統(tǒng)、水輪機(jī)發(fā)電機(jī)組:由所述的能量收集單元收集不穩(wěn)定的動(dòng)力源的能量、并轉(zhuǎn)化成可往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)的能量；所述的能量匯聚輸出系統(tǒng)為將往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)的能量轉(zhuǎn)化為具有特定壓力的液體能量，并驅(qū)動(dòng)水輪機(jī)發(fā)電機(jī)組發(fā)電；所述的能量收集單元與能量匯聚輸出系統(tǒng)連接，所述的能量匯聚輸出系統(tǒng)與水輪機(jī)發(fā)電機(jī)組連接；所述的能量收集單元包括風(fēng)能收集單元； 所述的風(fēng)能收集單元包括風(fēng)葉(11)、垂直主軸(21)、水平轉(zhuǎn)盤(15)、牛腿(16)、拉桿(17)、塔架(29)，所述的水平轉(zhuǎn)盤(15)設(shè)置于塔架(29)的頂端，且與垂直主軸(21)同軸設(shè)置；由風(fēng)葉(11)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)水平轉(zhuǎn)盤(15)轉(zhuǎn)動(dòng)，所述的牛腿(16)的形狀有如倒置的工業(yè)廠房?jī)?nèi)行車立柱，其凸出部分位于水平轉(zhuǎn)盤(15)的上方，牛腿(16)的立桿部分安置于垂直設(shè)立的牛腿滑軌(24)中，所述牛腿(16)的立桿部分的下方連接有垂直拉桿(17)，在水平轉(zhuǎn)盤(15)的上表面的外沿設(shè)置有兩個(gè)的具有一定寬度的坡道(18)，沿水平轉(zhuǎn)盤(15)旋轉(zhuǎn)方向，所述的坡道(18)的上表面為由低到高逐漸增高的斜坡面，兩個(gè)坡道(18)以水平轉(zhuǎn)盤(15)為中心相互對(duì)稱設(shè)置，坡道(18)長(zhǎng)度對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)盤中心角等于水平轉(zhuǎn)盤(15)的圓周角被牛腿(16)設(shè)置的個(gè)數(shù)等分；所述的水輪機(jī)發(fā)電機(jī)組包括一臺(tái)或多臺(tái)水輪發(fā)電機(jī)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力穩(wěn)定發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于:所述的風(fēng)葉(11)為垂直軸形式，由風(fēng)葉(11)直接驅(qū)動(dòng)水平轉(zhuǎn)盤(15)轉(zhuǎn)動(dòng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力穩(wěn)定發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于:所述的風(fēng)葉(11)為水平軸形式，它還包括與水平軸同軸設(shè)置的主動(dòng)傘形齒輪(13)、與主動(dòng)傘形齒輪(13)嚙合的被動(dòng)傘形齒輪(14):所述的水平轉(zhuǎn)盤由被動(dòng)傘形齒輪(14)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)，所述的水平轉(zhuǎn)盤(15)設(shè)置于被動(dòng)傘形齒輪(14)的下方與垂直主軸(21)同軸設(shè)置。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的風(fēng)力穩(wěn)定發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于:所述的能量匯聚輸出系統(tǒng)包括匯流分配器、高壓管道、往復(fù)式水泵(4)、低壓容器(6)、低壓回流管道，所述的匯流分配器的壁面上設(shè)有一道或一道以上的高壓管道，通過高壓管道與多個(gè)往復(fù)式水泵(4)的出水口連接；所述的匯流分配器的頂端設(shè)置有溢流口(7)，在溢流口(7)外設(shè)置有低壓容器(6);在匯流分配器的下方設(shè)置有多條有序分流管道(9)，在所述的每道有序分流管道(9)上都安裝有水輪機(jī)發(fā)電機(jī)(28);安裝在每道有序分流管道(9)上的水輪機(jī)發(fā)電機(jī)(28)的發(fā)電功率可以不同也可以相同；水輪機(jī)發(fā)電機(jī)(28)的出水口連接到低壓容器(6)的底部；在低壓容器的壁面上連接有與往復(fù)式水泵(4)的進(jìn)水口連通的低壓回流管道；低壓容器經(jīng)低壓回流管道與各能量收集單元的往復(fù)式水泵(4)的進(jìn)水口連接；所述的往復(fù)式水泵(4)的活塞桿工作方向?yàn)榇怪庇谒矫娣较颍凰龅哪芰繀R聚輸出系統(tǒng)采用水或其它液體作為傳送能量的媒介循環(huán)使用。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的風(fēng)力穩(wěn)定發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于:所述的匯流分配器為帶有水塔的匯流分配器，所述的水塔為雙層結(jié)構(gòu)，內(nèi)層為高壓水塔，高壓水塔的頂端為溢流口(7)，外層是作為從高壓水塔溢流的液體的溢流通道；水塔與往復(fù)式水泵(4)之間的高度差形成的壓力就是本風(fēng)力穩(wěn)定發(fā)電系統(tǒng)高壓管道的工作壓力；當(dāng)高壓水流量多余時(shí)將溢出高壓水塔，并經(jīng)溢流通道回流至低壓容器(6)，采用該實(shí)施例結(jié)構(gòu)方式產(chǎn)生的高壓的穩(wěn)壓、其高壓管道的工作壓力不可調(diào)整，但水塔可以為系統(tǒng)調(diào)整發(fā)電總功率提供更多的反應(yīng)和操作時(shí)間。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的風(fēng)力穩(wěn)定發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于:所述的匯流分配器為帶有增壓泄壓閥(26)的匯流分配器，此時(shí)溢流口(7)位于增壓泄壓閥(26)的下方的匯流分配器的頂端，在增壓泄壓閥(26)外設(shè)置有與其相配合的定位滑軌(25)及對(duì)其起限位作用的限位卡。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力穩(wěn)定發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于:在牛腿(16)的凸出部分的下表面上設(shè)置有滾輪(19)，或者在坡道(18)的上表面土設(shè)置有滾輪(19);牛腿(16)凸出部分的下表面與坡道(18)的接觸面為斜率相同的斜面；在拉桿(17)的周邊設(shè)置有對(duì)拉桿(17)起定位作用的定位滾輪(20)，使得拉桿(17)在做上下升降運(yùn)動(dòng)的過程中不發(fā)生偏移，且保證拉桿(17)的剛度，所述的拉桿(17)的下端與能量匯聚輸出系統(tǒng)中的往復(fù)式水泵(4)的活塞桿(27)連接；在活塞桿(27)上端铘外套設(shè)有復(fù)位彈簧(31)，在活塞桿(27)的下端連接有可增減的負(fù)載物(22)。
8.根據(jù)權(quán)利要求3的所述的風(fēng)力穩(wěn)定發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于:所述的主動(dòng)傘形齒輪(13)為兩組，驅(qū)動(dòng)同一水平轉(zhuǎn)盤(15)轉(zhuǎn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)主動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)的風(fēng)葉(11)也對(duì)應(yīng)設(shè)置兩組，前迎風(fēng)面的風(fēng)葉(11)直徑小于后迎風(fēng)面風(fēng)葉(11)的直徑；兩組風(fēng)葉(11)的旋轉(zhuǎn)方向相反，在塔架(29)上端的垂直主軸(21)的上方設(shè)囂有機(jī)頂外殼，所述的兩組主動(dòng)傘形齒輪(13)轉(zhuǎn)動(dòng)的水平軸以垂直主軸(21)為對(duì)稱設(shè)置并穿透機(jī)頂外殼，所述的機(jī)頂外殼和垂直主軸(21) —起承載水平軸，機(jī)頂外殼帶動(dòng)水平軸機(jī)風(fēng)葉(11)繞垂直主軸(21)旋轉(zhuǎn)，改變迎風(fēng)方向:在機(jī)頂外殼下沿的內(nèi)側(cè)設(shè)置有凸軌，在塔架(29)頂端設(shè)置有與凸軌相配合的凹軌；機(jī)頂外殼外圍的內(nèi)下沿還設(shè)有齒條，整周設(shè)置，形成圓形齒輪，與塔架(29)上端設(shè)置的控制箱的齒輪嚙合，該控制箱由伺服電機(jī)、減速箱及制動(dòng)系統(tǒng)組成，沿塔架(29)頂端圓周內(nèi)壁設(shè)置多個(gè)，以塔架(29)中心對(duì)稱設(shè)置，用于控制機(jī)頂外殼轉(zhuǎn)向，并為機(jī)頂外殼提供反向扭矩的支座應(yīng)力。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8的任意一項(xiàng)所述的風(fēng)力穩(wěn)定發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于:所述的能量收集單元還包括海浪能 收集單元，所述的海浪能收集單元包括浮體(I)、鋼繩(2)、滑輪組，所述的浮體(I)的下方連接鋼繩(2)的一端，鋼繩(2)通過滑輪組使得鋼繩(2)的另一端做垂直升降的直線運(yùn)動(dòng)；所述鋼繩(2)的另一端連接往復(fù)式水泵(4)的活塞桿(27)的上端。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的風(fēng)力穩(wěn)定發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于:它還包括運(yùn)行控制系統(tǒng)，所述的運(yùn)行擰制系統(tǒng)設(shè)有對(duì)各能量收集單元的負(fù)載物(22)的重量、增壓泄壓閥(26)的重量以及水輪機(jī)發(fā)電機(jī)(28)運(yùn)行總功率進(jìn)行監(jiān)控和調(diào)整的裝置；所述的運(yùn)行控制系統(tǒng)還設(shè)有對(duì)匯流分配器的溢流量進(jìn)行監(jiān)控的裝置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種風(fēng)力穩(wěn)定發(fā)電系統(tǒng)。它包括能量收集單元，能量匯聚輸出系統(tǒng)、水輪機(jī)發(fā)電機(jī)組；由所述的能量收集單元收集不穩(wěn)定的動(dòng)力源的能量、并轉(zhuǎn)化成可往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)的能量；所述的能量匯聚輸出系統(tǒng)為將往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)的能量轉(zhuǎn)化為具有特定壓力的液體能量，并驅(qū)動(dòng)水輪機(jī)發(fā)電機(jī)組發(fā)電；所述的能量收集單元與能量匯聚輸出系統(tǒng)連接，所述的能量匯聚輸出系統(tǒng)與水輪機(jī)發(fā)電機(jī)組連接；所述的能量收集單元包括風(fēng)能收集單元。本發(fā)明可極大簡(jiǎn)化風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的制造技術(shù)，對(duì)風(fēng)速的變化有更大的適應(yīng)能力，在風(fēng)葉的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度可承受范圍內(nèi)，可對(duì)能量全額接收，而且由于本發(fā)明系統(tǒng)使用的是水輪機(jī)發(fā)電機(jī)組，可從根本上解決傳統(tǒng)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)電力上網(wǎng)的低壓穿越問題。
文檔編號(hào)F03B15/04GK103161676SQ201310084578
公開日2013年6月19日 申請(qǐng)日期2013年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月15日
發(fā)明者周鼎銘, 周劍輝 申請(qǐng)人:周鼎銘, 周劍輝