专利名称:水力与风力的新式利用的制作方法
该发明属机、电科技领域。
该发明是机械学上的重大突破。自此以后可以将多个动力机械轴上力集中在同一条轴上作功，从而为大幅度的和较充分的利用缓流、急流等水力资源以及利用风力资源创造了新方法，并具有一定的机械学的意义。其参考资料据国家经济委员会一九八五年四月五日所供资料，我国以流速乘流量的水力资源蕴藏量用于发电每年可发6.7亿千瓦，可开发量3.7亿千瓦，全国利用率为百分之三，西南地区的蕴藏量占全国百分之五十，但很大的缓流急流等水力资源未估计在内;又据中国科学院能源研究所一九八五年四月五日提供的风力资源材料和全国对风力资源利用情况材料中看出，我国风力资源很丰富，但目前利用甚微，除少数地区用小型风力机发电和提水与风帆船等作用外，并未作大规模的利用风力，而风力机的形式多为翼式水平轴风力机和风帆式垂直轴风力机，各风机均单独作功并无串联作功。现有资料《我国风能的开发利用》王长贵编由国家经济委员会和中国科学院能源研究所情报室一九八四年四月印发;又据我国水利电力部三零二室一九八五年四月六日提供的材料，现今国内外水力发电形式是筑坝拦水及建水库蓄水，造成流水落差，流水冲转水轮带动机组发电，近来在方法上未有新的突破。
研究该项发明的目的，意在充分利用水力资源和风力资源，解决祖国四化建设进程中工业和农业及人民在生活上对能源的需要，减少资金和燃料的消耗，减少公害，造福人类。
水力的新式利用，是利用大流量低压头的缓流与急流发电及作其他机械能。如此利用是在改进了传动件之后可以将若干条动力机械轴上的力集中在同一条总轴上作功，而各个动力轴之间以及各个动力轴与总轴之间既不会发生机械绞死或咬死现象，又不会发生力的相互抵消，该新传动件是具有两个齿廓完全相同并联在一起齿间只保持一定间隙的棘链轮，称为“全同双齿廓棘链轮”。在水流方向相同流速相等或相近的水域上，用金属薄板或相当的材料连同支持物构成水轮的叶片，在水平轴上均布六个以上水轮叶片组成水轮，水轮的叶片方形或长方形或其他形状，在水轮轴的一端装有全同双齿廓棘链轮，相邻两轴用链条串联，这样可以串联若干个水轮而成水轮组，若干个并立的水轮组其最前或最末的水轮轴利用全同双齿廓棘链轮与一条总轴并联而成水轮群，各个水轮轴上的全同双齿廓棘链轮要完全相同，总轴上装全同双齿廓棘链轮也可以装单齿廓棘链轮但要全同，水轮组与总轴作并联的链轮其滚子直径相等及链节距相等，其他可以异径，总轴上的力可以直接作功或经变速后发电。总轴既可与前一个水轮群的各个水轮组的最末的轴作并联，同时又可以与另一个水轮群各个水轮组的最前的轴作并联而成为串联两个及两个以上水轮群的过桥轴，积力就更大，此总轴上力可以直接作功或经变速后发电。总轴在不超负荷的情况下，一个水轮或若干个水轮或若干个水轮组因故停转或检修时力的传导不受影响，整个机组照常运转，仅是总的力相应减少一些。在水轮群中每一个动力轴都能起到总轴的作用。关于水轮及机组的支持体和基座应视水域情况和投资大小而作具体设计，最好是用特制驳船它可以随水位的变化而自动调节。根据上述利用水力的传动原理来利用风力，对一种新式垂直轴风力机和改革水平轴风力机作说明垂直轴风门多叶式风力机，其垂直轴的基底部与机座固着，轴的外周有套管以轴承和轴相衔接，在套管外壁上均布风门框多个，框方形或长方形，上下边均为水平方向，两侧边与轴平行，一框内有数档，每档有风门一个，风门转轴在外侧，风门开放时与上下框边最大夹角为九十度，与相邻的叶无抵触，当一侧风门关闭捕风时相对应的一侧风门开放让风逃逸以减少阻力，框档与风门组成风力机的叶，各叶固着在套管上，叶的外周上、下各用金属环固着，不论风向如何，该风力机始终定向旋转，在套管下端适当位置装全同双齿廓棘链轮，可以将相邻的多个风力机用链条串联起来，再选择其中位置适当的一台在套管下端另装有轴夹角为九十度的圆锥齿轮(伞齿轮)将垂直轴上的力转换在水平轴上作功或经过变速后发电或作功，也可以将各个垂直轴风机力转换在水平轴上使用或再作串联后集中使用，其原理如上所述。也可以将风叶固着在垂轴上，传动原理同上。风力机的机座可以建立在平地、山区、房屋上及船舱上。根据上述原理既可改革现有水平轴风力机使之串联起来作功或发电，又可将若干个转速相同功率不等的其他动力机械串联或并联起来使用。也可以用单个水轮及单个风力机作功或发电后将电力并入电网使用。
该项发明与现有技术相比所具有的优点和积极效果是把机械科学的发展由简单到复杂又由复杂到简单的更高级的过程缩短了一步，而为人类更广泛更大幅度的利用水力资源和风力资源解决了技术难关，是继瓦特发明蒸汽机和法拉弟发明电动机之后又一次大幅度的解放生产力，并有助于解决全球性的能源危机。预计我国只用长江一水就足够解决全国用电问题，况且还有珠江、雅鲁藏布江等等，再加风力和现有发电基础，电力定会丰足。
我认为实现我发明创造的最好方式是国营企业电力修造厂生产大、中、小、微各型的水力和风力发电设备供应国营、集体单位和个人使用，全国或分区组成电网，将水力、风力和火力所发出的电并入电网，这样就可以克服水流的季节差异和风的地区差异及风的时有时无时强时弱的差异，国家和发电单位同时都能受益，虽然发电而未并电网的单位和个人也可直接供本单位及自家使用或作其他能量使用，这样一来我的发明创造很快就会在全国范围内普遍实现。
权利要求
1.水力与风力的新式利用，是用全同双齿廓棘链轮作传动件，以链条串联或并联两个及若干个机械轴，以及在带轮与齿轮中装有棘轮后也能起到全同双齿廓棘链轮的类似的作用，其特征在于a、全同双齿廓棘链轮是双齿廓铸造在一起，之间保持一定间隙，共用同一个棘轮；b、全同单齿廓棘链轮以齿廓并联后也能起到全同双齿廓棘链轮的作用；c、用全同双齿廓棘链轮作传动件以链条串联或并联若干个水轮轴及串联或并联若干个风力机轴均无滑系数。在串联成组、成群的水轮及风力机中若有一个轴或若干个轴的转速减慢或停转时该轴上的全同双全齿廓棘链轮中的棘轮能让齿廓滑动过去而起到介轮的作用，其他各轴力的传导不受影响；d、在带轮及齿轮中装有棘轮，在适当的条件下也可以串联或并联水轮及风力机，虽然不如全同双齿廓棘链轮优越，可用于其他多种机械。
2.根据权利要求
1所述的装置，用全同双齿廓棘链轮作传动件，以链条串联或并联若干个水轮轴及风力机轴，能分别将各个轴上的力集中在同一条总轴上使用，而被串联的每一条轴都能起到总轴的作用。
3.水轮的叶片长方形或方形的平面，截水流而随水流转动时在距离适当而不超负荷的情况下对水的流速及能量的再生没有什么影响。
4.垂直轴风门多叶式风力机其特征在于a、风机的叶是平面，每个叶是由数个平面的风门组成。风门的轴装在外侧与风力机的轴平行;b、风力机的叶受风力作用旋转时当叶与风向平行时该叶上的风门受风力的作用全部自动关闭而成一个平面，再继续旋转时便截风产生力使风机转动，相对应的一侧叶上的风门却受风力作用而自动开放让风逃逸，以减少旋转的阻力。
5.水平轴风力机通过园锥齿轮(直角齿轮、伞齿轮)的作用将水平轴上的力转换在垂直轴上，再通过全同双齿廓棘链轮的作用以链条将若干个风力机串联成组、成群后把力集中起来使用，也可以并联起来使用。
专利摘要
该发明属机、电科技领域。
文档编号F03C99/00GK85102969SQ85102969
公开日1986年7月2日 申请日期1985年4月22日
发明者吴义坤 申请人:吴义坤导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan