可利用海水、河水和風力發電的多功能發電設備的制作方法
【專利摘要】本發明屬于綠色能源發電設備【技術領域】，特別涉及一種可利用海水、河水和風力發電的多功能發電設備。該可利用海水、河水和風力發電的多功能發電設備，包括固定在樁基上的固定樁，固定樁上套有若干水輪機，固定樁頂端設有風力發電機，固定樁頂部安裝有風向旗，風力發電機與水輪機之間的固定樁上設有維護窗口，固定樁倉內安裝有傳動齒輪和變速箱，位置與水輪機相對應。實現水能的立體利用，是全新的和理想的發電設備；環保衛生，不排出有害物質，大大減輕了對魚類、鳥類的噪音干擾，有利于生態保護；發電能力強，使用壽命長；采用垂直軸、葉扇橫向轉動，不論流向、風向發生小角度或大角度改變，都能應對自如，平穩轉動。
【專利說明】可利用海水、河水和風力發電的多功能發電設備
[0001](一)

【技術領域】
本發明涉及一種可利用海水、河水和風力發電的多功能發電設備，屬于綠色能源發電設備【技術領域】。
[0002](二)

【背景技術】
我國有18000公里的海岸線，其近海蘊藏著十分豐富的洋流能、潮汐能資源，僅潮汐能資源，其理論蘊藏量為1.9X108 K W，可開發利用的裝機容量為2157X104 K W，可開發利用的年電量為618X108 KW /h，占世界的10%，由于技術和設備的原因，這些能源目前很少被開發利用。
[0003]我國還有流域面積在1000平方公里的河流1500多條，因河水落差而形成的徑流能也不可估量，目前對江河自由水的水能還沒有被認識、被利用，基本處于空白狀態。
[0004]因此這些能源如果能夠被人們利用將會對社會產生重大的價值，而如何將這些能源轉換為電能供人類使用則成為了研究的一個課題。
[0005](三)


【發明內容】

本發明為了彌補現有技術的缺陷，提供了一種用途廣泛，使用空間廣闊，且發電能力強具有再生性和環保性的可利用海水、河水和風力發電的多功能發電設備。
[0006]本發明是通過如下技術方案實現的:
一種可利用海水、河水和風力發電的多功能發電設備，其特征在于:包括固定在樁基上的固定樁，所述的固定樁上套有若干水輪機，固定樁頂端設有風力發電機，固定樁頂部安裝有風向旗，風力發電機與水輪機之間的固定樁上設有維護窗口，固定樁倉內安裝有傳動齒輪和變速箱，位置與水輪機相對應。
[0007]所述的水輪機包括水槽、轉軸、葉扇和拉桿，拉桿將所有的葉扇串連成整體，一片吃力，片片受力，起到車輪輻條作用，這樣一方面可防止葉扇扭曲變形，一方面可減少葉扇的厚度和自重，根據水輪機的高度，設置一道或幾道拉桿，轉軸用于連接固定葉扇、水槽，軸口鑲入軸承，套在固定樁上，轉軸與軸承、固定樁的結合部處于全密封狀態，轉軸內側鑲有內齒輪，內齒輪與透過固定樁管壁齒輪窗的傳動齒輪嚙合，水槽包括上部水槽和底部水槽，水槽的作用有三個:一是集水聚水，防止來水從水輪機上、下端逃逸，加大水輪機扭力；二是將水輪機各葉扇連成整體，增強葉扇應力；三是與水輪機轉軸連接，相互加固，葉扇底部設有沖沙孔，防止泥沙在底部水槽上的沉積。
[0008]所述的葉扇的片數與水輪機的周長相對應，用于海水的葉扇寬度為15-20m，用于河水的葉扇覽度為4-8m,葉扇為弧形，葉扇中后端弧圈內柳貼鱗片式仿生黃片，當葉扇迎水時鱗片式仿生簧片自動閉合，當葉扇逆水時鱗片式仿生簧片張開，水從篩孔里漏出，大大減少葉扇逆行時的阻力，鱗片式仿生簧片大小適中，鱗片式仿生簧片表面噴涂錫或柔性涂料。
[0009]所述維護窗口高于水面，用于維護人員進出。
[0010]所述的傳動齒輪透過齒輪窗與水輪機內齒輪嚙合，傳動軸固定在軸承架上，傳動軸承下端與變速箱連接。
[0011]所述的水輪機上下方的固定樁上安裝分水器，分水器與水輪機之間設有間隙，分水器用龍骨和輕質材料制做且通過拐角加固，在水輪機葉片處逆水轉動區間，繞水輪機設置單扇或雙扇分水器(不完整蝸殼狀弧形擋水板)，用于減輕葉片逆水轉動時的阻力，加大水輪機的扭力，分水器有一定的弧長，高度略高于水輪機；雙扇與單扇高度、弧長、弧度一致，位置對稱，雙扇分水器主要用于來流雙向變化的水域，如潮水漲落等。
[0012]所述的風力發電機采用垂直軸風力發電機，置于距水面一定高度的固定樁上，固定樁主要承載和固定水輪機、風力發電機，并露出水面一定高度，根據設計，固定樁在水下可安裝一至幾部水輪機，在水上可安裝一部到幾部風力發電機(根據需要和固定樁的承載能力或可不安裝風力發電機)，實現水能的立體利用與綜合利用，在海水里安裝的水輪機，水輪機的上端應低于大浪水層，使水輪機不受海浪的沖擊；在海水上安裝的風力發電機，風力發電機應置于浪頭不及的高度，使之不受浪頭拍打，河水里安裝的水輪機，在枯水期時，允許水輪機一小部分露出水面，但河水水面上安裝的風力發電機，要高于豐水期及洪峰時的水面，使之不受水浪沖擊
本發明風力發電機也應成為獨立的發電機組，風力發電機風能傳遞方式及構造，與水輪機傳遞方式與構造大致相同，把風能轉換為機械能，把機械能轉換為電能，并以化學能形式向外輸送。
[0013]本發明是通過如下工作原理實現的:本發明把洋流能、潮汐能、徑流能和水面上的風能轉換為機械能，把機械能轉換為電能，在水力或風力的推動下，周而復始地進行方向運動，從而獲取能源實現發電的新型設備，其中水輪機轉動方向分為左旋和右旋兩種，這對安裝在河道一側的水輪機來說具有實際意義，河心水量大，流速快，河邊流速慢并有回流，安裝時水輪機左岸右旋，右岸左旋，可以減少阻力，加大扭力。
[0014]本發明的有益效果是:實現水能的立體利用，在適宜的海域、河流，還可以水下水輪機發電，水上風力發電機發電，實現能源的綜合利用，是全新的和理想的發電設備；環保衛生，不排出有害物質，與暴露在水中、空中的發電設備相比，本設備的齒輪機、變速器、風力發電機這些極易發出噪音的設備，都置于固定樁內，大大減輕了對魚類、鳥類的噪音干擾，有利于生態保護；發電能力強，使用壽命長；采用垂直軸、葉扇橫向轉動，不論流向、風向發生小角度或大角度改變，都能應對自如，平穩轉動。
[0015](四)

【專利附圖】

【附圖說明】
下面結合附圖對本發明作進一步的說明。
[0016]附圖1為本發明結構示意圖；
附圖2為水輪機結構示意圖；
附圖3為鱗片式仿生簧片結構示意圖；
附圖4為固定樁上部結構裝置示意圖；
附圖5為水輪機添加分水器結構示意圖。
[0017]圖中:1、樁基；2、固定樁；3、水輪機；4、風力發電機；5、風向旗；6、維護窗口 ；7、轉軸；8、葉扇；9、拉桿；10、上部水槽；11、底部水槽；12、沖沙孔；13、鱗片式仿生簧片；14、內齒輪；15、軸承架；16、變速箱；17、分水器。

【具體實施方式】
[0018]附圖為本發明的具體實施例。
[0019]如圖1所示的本發明可利用海水、河水和風力發電的多功能發電設備,包括固定在樁基I上的固定樁2，所述的固定樁2上套有若干水輪機3，固定樁2頂端設有風力發電機4，固定樁2頂部安裝有風向旗5，風力發電機4與水輪機3之間的固定樁2上設有維護窗口 6，固定樁2倉內安裝有傳動齒輪和變速箱16，位置與水輪機3相對應。
[0020]如圖2、圖3所示，所述的水輪機包括水槽、轉軸7、葉扇8和拉桿9，拉桿9將所有的葉扇8串連成整體，一片吃力，片片受力，起到車輪輻條作用，這樣一方面可防止葉扇8扭曲變形，一方面可減少葉扇8的厚度和自重，根據水輪機3的高度，設置一道或幾道拉桿9，轉軸7用于連接固定葉扇8、水槽，軸口鑲入軸承，套在固定樁2上，轉軸7與軸承、固定樁2的結合部處于全密封狀態，轉軸7內側鑲有內齒輪14，內齒輪14與透過固定樁2管壁齒輪窗的傳動齒輪嚙合，水槽包括上部水槽10和底部水槽11，水槽的作用有三個:一是集水聚水，防止來水從水輪機3上、下端逃逸，加大水輪機3扭力；二是將水輪機3各葉扇8連成整體，增強葉扇8應力；三是與水輪機3轉軸7連接，相互加固，葉扇8底部設有沖沙孔12，防止泥沙在底部水槽11上的沉積，葉扇8的片數與水輪機3的周長相對應，用于海水的葉扇8寬度為15-20m，用于河水的葉扇8寬度為4_8m，葉扇8為弧形，葉扇8中后端弧圈內鉚貼鱗片式仿生黃片13，當葉扇8迎水時鱗片式仿生黃片13自動閉合，當葉扇8逆水時鱗片式仿生簧片13張開，水從篩孔里漏出，大大減少葉扇8逆行時的阻力，鱗片式仿生簧片13大小適中，鱗片式仿生簧片13表面噴涂錫或柔性涂料。
[0021]如圖4所示，傳動齒輪透過齒輪窗與水輪機3內齒輪14嚙合，傳動軸固定在軸承架15上，傳動軸承下端與變速箱16連接。
[0022]如圖5所示，水輪機3上下方的固定樁2上安裝分水器17，分水器17與水輪機3之間設有間隙，分水器17用龍骨和輕質材料制做且通過拐角加固，在水輪機3的葉扇8處逆水轉動區間，繞水輪機3設置單扇或雙扇分水器17 (不完整蝸殼狀弧形擋水板)，用于減輕葉扇8逆水轉動時的阻力，加大水輪機3的扭力，分水器17有一定的弧長，高度略高于水輪機3 ;雙扇與單扇高度、弧長、弧度一致，位置對稱，雙扇分水器17主要用于來流雙向變化的水域，如潮水漲落等。
[0023]本發明把洋流能、潮汐能、徑流能和水面上的風能轉換為機械能，把機械能轉換為電能，在水力或風力的推動下，周而復始地進行方向運動，從而獲取能源實現發電的新型設備，其中水輪機3轉動方向分為左旋和右旋兩種，這對安裝在河道一側的水輪機來說具有實際意義，河心水量大，流速快，河邊流速慢并有回流，安裝時水輪機3左岸右旋，右岸左旋，可以減少阻力，加大扭力。
【權利要求】
1.一種可利用海水、河水和風力發電的多功能發電設備，其特征在于:包括固定在樁基(I)上的固定樁(2 )，所述的固定樁(2 )上套有若干水輪機(3 )，固定樁(2 )頂端設有風力發電機(4)，固定樁(2)頂部安裝有風向旗(5)，風力發電機(4)與水輪機(3)之間的固定樁(2)上設有維護窗口(6)，固定樁(2)倉內安裝有傳動齒輪和變速箱(16)，位置與水輪機(3)相對應。
2.根據權利要求1所述的可利用海水、河水和風力發電的多功能發電設備，其特征在于所述的水輪機(3 )包括水槽、轉軸(7 )、葉扇(8 )和拉桿(9 )，拉桿(9 )將所有的葉扇(8 )串連成整體，轉軸(7 )用于連接固定葉扇(8 )、水槽，軸口鑲入軸承，套在固定樁(2 )上，水槽包括上部水槽(10 )和底部水槽(11)，葉扇(8 )底部設有沖沙孔(12 )。
3.根據權利要求2所述的可利用海水、河水和風力發電的多功能發電設備，其特征在于所述的葉扇(8)的片數與水輪機(3)的周長相對應，用于海水的葉扇(8)寬度為15-20m，用于河水的葉扇(8)寬度為4-8m,葉扇(8)為弧形,葉扇(8)中后端弧圈內鉚貼鱗片式仿生黃片(13),鱗片式仿生黃片(13)大小適中，鱗片式仿生黃片(13)表面嗔涂錫或柔性涂料。
4.根據權利要求2所述的可利用海水、河水和風力發電的多功能發電設備，其特征在于所述轉軸(7 )與軸承、固定樁(2 )的結合部處于全密封狀態，轉軸(7 )內側鑲有內齒輪，內齒輪與透過固定樁(2)管壁齒輪窗的傳動齒輪哨合。
5.根據權利要求1所述的可利用海水、河水和風力發電的多功能發電設備，其特征在于所述維護窗口(6)高于水面，用于維護人員進出。
6.根據權利要求1所述的可利用海水、河水和風力發電的多功能發電設備，其特征在于所述的傳動齒輪透過齒輪窗與水輪機的內齒輪(14)哨合,傳動軸固定在軸承架(15)上，傳動軸承下端與變速箱(16)連接。
7.根據權利要求1所述的可利用海水、河水和風力發電的多功能發電設備，其特征在于所述的風力發電機(4)采用垂直軸風力發電機，置于距水面一定高度的固定樁(2)上。
8.根據權利要求1所述的可利用海水、河水和風力發電的多功能發電設備，其特征在于所述的水輪機(3)上下方的固定樁(2)上安裝分水器(17)，分水器(17)與水輪機(3)之間設有間隙，分水器(17)用龍骨和輕質材料制做且通過拐角加固。
【文檔編號】F03D9/00GK104153933SQ201410361427
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年7月28日 優先權日:2014年7月28日
【發明者】張慶忠 申請人:張慶忠