一種采用柔性連接離合渦輪構成的發電系統，涉及離合渦輪柔性連接及渦輪發電技術，適用于水力發電、海洋發電、風能發電及流體動能與機械能轉化。

背景技術：

現有的水力資源發電，為了獲得滿意的水力發電效果，往往是通過加大水位差來實現，因此水力發電通常要通過攔河筑壩或開山筑壩來實現壩體兩側水位差，而且一臺機組通常采用單個大尺寸、重質量的巨形渦輪來驅動發動機發電。同樣在利用海洋水資源，一臺機組通常也采用巨形渦輪來發電，風資源發電時也采用巨形渦輪來實現。采用巨形渦輪發電的缺陷是，巨形渦輪不僅制造技術要求高、造價高、而且運輸和安裝的要求也很高，費時長。而且利用水資源發電不僅要考慮水的流速、流向、水位差，還要考慮攔河建壩的地質條件以及利用水資源發電對生態環境的影響，同樣，利用海洋水資源、風資源發電也要考慮風速和風向，以及利用海洋水資源、風資源發電對環境的影響。另外，利用海洋水資源發電，由于發電機設置在海水中，因此對發電機和電器設備的密封性要求極高，而且制造難度高、造價高、而且安裝也很復雜。利用風資源發電的缺陷是現有的風力發電，必須將巨型渦輪、發電機頂置于高聳的大直徑鋼管或鋼筋水泥管上， 這需要巨額的高空懸置的建設投資。而且風場安置發電機組的密度低，浪費了風力資源。因此，現有的水力發電工程，海洋發電工程，風力發電工程都造價巨大，建設周期長，對地質和環境的影響也不容小視。

技術實現要素：

針對現有的水力發電工程，海洋發電工程，風力發電工程的不足，本發明人經過長期研究，提出了一種采用多個小形或中形離合渦輪通過柔性連接構成一個渦輪組或渦輪群，替代單個大形、巨形渦輪，根據水流或洋流或風流所處的自然地質、空間環境，順水流或洋流或風流的方向分布式設置，以充分利用水流、洋流、風流的自然流速的動能來驅動離合渦輪，再結合發電機以組成發電系統，其綠色、環保且對地質和環境的影響小，建設投資低、具有高效率、高效益、高可靠、廣適用的一種采用柔性連接離合渦輪構成的發電系統。

本發明的發電系統由許許多多個發電子系統組成。發電子系統由多個離合渦輪通過萬向軸、萬向節柔性串聯連接或并聯連接成的離合渦輪組或渦輪群，通過轉桿或柔性連接轉桿串與發電機連接構成；離合渦輪采用在渦輪體（渦輪葉+渦輪套）與渦輪軸間設置離合器構成，其中離合器是一種超越離合器，渦輪體通過離合器帶動渦輪軸正向轉動，而不能反向轉動。離合渦輪上置有方向舵以自行調整到最佳迎流正面。多個離合渦輪的渦輪軸通過萬向軸和萬向節將離合渦輪串聯連接在一起成渦輪組，其中萬向軸由兩個萬向節和一對花鍵柱、套或具有萬向軸功能的構件組成，離合渦輪組連接起來的渦輪軸、萬向軸、萬向節成為離合渦輪組的公共軸，其與現有的渦輪按軸線、剛性連接即只能是直線型連接，不可能有一點彎曲的公共軸相比，具有柔性，由萬向軸、萬向節與渦輪軸連接成的離合渦輪組的公共軸可根據水流或洋流或風流所處的自然地質、空間環境，順水流或洋流或風流的方向廣泛分布式設置，流域長度可達十幾米至幾公里區域，使得經過柔性連接的離合渦輪組可根據工程環境曲折設置，以充分利用水流、洋流、風流的自然流速的動能來驅動離合渦輪，而且結合了離合器的渦輪，能夠使所有的渦輪都能協力工作，向外輸出合成的動力用來發電，多個離合渦輪組通過在各自對應的巳柔性串聯連接而成的共公軸之間設置鏈輪或鏈條或具有類似功能的器件柔性并聯連接構成離合渦輪群。轉桿串由許多根轉桿通過萬向軸柔性串聯連接構成，傳桿串置于離合渦輪組或離合渦輪群的共公軸與發電機之間，傳桿串一端通過傘形齒輪與離合渦輪組或離合渦輪群的共公軸連接，轉桿串的另一端與發電機軸連接，傳桿串可以順物理空間，可任意彎曲。

一個渦輪組或渦輪群通過轉桿或柔性連接的轉桿串與一個發電機連接構成本發明發電系統的發電子系統，本發明的發電系統由多個發電子系統構成。離合渦輪組或離合渦輪群通過固定在水中的固定裝置固定離合渦輪軸或通過水浮箱組和鋼索吊拉固定離合渦輪軸,按實際水流或洋流情況間隔設置,順水流或洋流潛置設在水體或海水的淺中部，水浮箱組潛置于離合渦輪組或離合渦輪群上方若干米，發電機置于岸邊或水上水浮子中，離合渦輪組或離合渦輪群的共公軸通過柔性連接的傳桿串與固定在河水或海水淺上部的水浮箱上的發電機或設置在河岸上或海岸上的發電機連接。用于利用風力發電時，采用高聳結構頂托方式設置或者采用氣浮箱組或類似氣浮裝置（如：飛艇或氣球連接而成的氣浮串體）吊拉方式將離合渦輪組或離合渦輪群置于理想高度的風流層中，氣浮箱組或類似氣浮裝置浮置離合渦輪組或離合渦輪群的上方若干米，發電機置在地面或近地面，離合渦輪組或離合渦輪群的共公軸通過柔性連接的傳桿串與發電機連接。

本發明發電系統的優點是：采用多個離合渦輪通過柔性串聯或并聯連接組成離合渦輪組或離合渦輪群，使得離合渦輪組或離合渦輪群可以按照水流或洋流地質環境的曲折設置，并且使每個離合渦輪在水流或洋流中或氣流中有良好的迎流截面，充分利用水流或洋流的自然流速和風速沖擊而轉動離合渦輪，由于在渦輪與渦輪軸之間設置了離合器，能夠使渦輪組或渦輪群中的每一個離合渦輪在不同水流或氣流的沖擊下，以不同轉速工作，避免了渦輪組或渦輪群中的離合渦輪在工作時相互干擾，實現了渦輪組或渦輪群中的每一臺離合渦輪都能協力工作，有效提高了渦輪組或渦輪群的能量轉換效率，提高了發電的能力，本發明發電系統發電無需建壩，無需采用成本高昂的巨型發電機或水密性大型發電機，改變了水力發電須截流筑壩的水力發電模式。由于本發明發電系統的多個離合渦輪是按照水流或洋流的自然地質環境順水流或洋流潛水式設置在水體中，也不需要改變周圍的地質環境和地貌，不會破壞水流或洋流的原生態，因此，本發明發電系統與傳統的水利發電模式相比，不僅建設費用低，而且在水系水流豐富的地方，風力資源豐富的地方可因地制宜、就近建造，具有能量轉換高效率、高效益、高可靠性和廣適用性的特點。

附圖說明

圖1.本發明發電系統離合渦輪柔性連接示意圖，

圖2.本發明發電系統利用水流發電及柔性連接示意圖，

圖3.本發明發電系統利用風力發電的示意圖，

圖4.本發明發電系統用于海洋發電的示意圖。

具體實施方式

結合附圖對本發明作進一步的說明。

本發明的發電系統由多個離合渦輪通過柔性串聯或柔性并聯連接成的渦輪組或渦輪群通過柔性連接轉桿串與發電機連接構成的子系統組成，其中，離合渦輪由在渦輪體與渦輪軸間固定設置離合器構成，渦輪體通過離合器帶動渦輪軸正向轉動，萬向軸由兩個萬向節和一對花鍵柱、套或具有萬向軸功能的器件組成，多個離合渦輪的渦輪軸通過萬向軸和萬向節將離合渦輪柔性串聯連接在一起成渦輪組，其中離合渦輪組連接起來的渦輪軸和萬向軸、萬向節成為離合渦輪組的公共軸。多個離合渦輪組通過在各自對應的經柔性串聯連接而成的共公軸之間設置鏈輪或鏈條或具有類似功能的器件柔性并聯連接構成離合渦輪群。

離合渦輪組或離合渦輪群通過固定在水中的固定裝置：重錨、鋼釬固定離合渦輪軸或通過浮箱和鋼索吊拉固定離合渦輪軸，按實際水流或洋流情況間隔設置，順水流或洋流潛置設在水體或海水的淺中部，離合渦輪組或離合渦輪群的共公軸通過柔性連接的傳桿串與固定在河水或海水淺上部的水浮箱上的發電機或設置在河岸上或海岸上的發電機連接。用于利用風力發電時，離合渦輪可轉動固定在高聳建筑物上也可固定在高聳的鋼網結構上部或固定懸掛在由許多飛艇或高空氣球連接而成的串體下，置于理想高度的風流層中，發電機置在近地面或地面，即發電機與離合渦輪組、離合渦輪群距離幾十至幾百米，離合渦輪組、離合渦輪群的共公軸通過柔性連接的傳桿串與發電機連接。

圖2所示，某地水流充沛的地區，由于其地質狀況為有坡度且彎曲，通過順地質狀況和水流狀況，在水流中按地形設置重錨，固定離合渦輪群，潛置方式設置離合渦輪群，利用水流的自然流速沖擊而使每個離合渦輪轉動并協力工作，離合渦輪群的共公軸通過傘形齒輪與柔性轉桿串與發電機連接，驅動發電機工作發電。

圖3 某空曠地域利用風力發電，順地質狀況通過高空氣球，離合渦輪群被固定懸掛在由高空氣球連接而成的串體下，置于理想高度的風流層中，發電機置在近地面或地面，即發電機與離合渦輪組、離合渦輪群距離幾十至幾百米，離合渦輪組、群的共公軸通過柔性連接的傳桿串傳桿串與發電機連接。

圖4所示，某海域利用海洋洋流發電，順地質狀況和洋流狀況潛置方式設置離合渦輪群，利用洋流的自然流速沖擊而使每個離合渦輪轉動并協力工作，渦輪群的共公軸通過若干個傘形齒輪與柔性轉桿串與設置在海洋浮子上的發電機連接，驅動發電機工作發電。發電機通過電纜將電流輸送到岸上或島嶼上。