专利名称：直接利用河海流速水能的装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于水利开发，是对现有水能技术的重要改进。
现有技术是筑坝栏河，抬高水位，利用落差发电。灌溉工程的“跌水”是为消杀水冲力，而栏河坝正如跌坎，完全浪费了水流的惯性力，它所获得的水能较利用流速水能要小好几倍；它技术难、投资巨、周期长和碍航及坝址难觅，地震或轰炸更会造成毁灭性灾难。
本实用新型的目的——以最简单的技术、设备和管理，最短的周期，多快好省地开发水力资源，缓解能源紧张，促进城乡各业兴旺。
本实用新型的技术方案——用锚链固定浮船和串列浮筒于急流，每对浮筒架装一个水轮，轴端有传动轮，每两轮间绕一输力缆，逐缆接力传输水能到串列之首的浮船，再用沉江输力软轴绕过航道，传输上岸驱动岸边厂房或岸洞的发电机，或直接带动各种机器。
图1 浮筒式串列叶轮水轮机侧视示意图图2 水上工厂平面布局示意图图3 高峡急流水能装置前视示意图图4 “缆轮输力网”侧视示意图图面说明①锚链②绞盘③浮船④沉江输力软轴⑤输力轮⑥跳板式吊桥⑦叶轮辐条⑧整流板⑨浮筒⑩凹槽形叶板(11)叶轮支承架(12)内外轮圈(13)防漂物链(14)拽链(15)输力缆(16)传动轮(17)叶轮轴(18)山洞(19)地轴及锥齿轮(20)路面斜撑柱(21)转轮(22)水泥桩(23)浮筒横档结合附图详细描述利用流速水能的实施例甲浮筒式串列叶轮水轮机的原理如
图1、浮船③尾有拽链(14)拽一串浮筒⑨、均靠锚链①固定于江心急流。每对浮筒架装一个水轮，筒顶焊三角形支承架(11)，架顶为叶轮轴(17)。与轴心垂直焊结八根园钢为叶轮辐条⑦，并靠焊于传动轮(12)的侧平面。再用园钢弯曲为内外轮圈(12)与辐条焊接。每个焊接点又水平焊接一园钢为叶轮横档d，再在上下横档与辐条间焊装凹槽形叶板⑩。
串列水轮主要靠拽链次要靠输力缆(15)承受水的冲力。大中型水轮受水的冲力和紊流影响大，故在浮筒前顶没小绞盘e，便于绞住和调整锚链若河道向左弯曲，则相应缩短每根左输力缆，串列即向左弯以顺应河势，反之则向右弯。另外，洪枯水位变化“大溜”会左右偏移，还有，水轮阻水截能，长期流速偏低，轮下会积淤，均可用收、放一侧输力缆和锚链，使串列每次汛期移位，以适应大溜移位和冲淤需要。
各水轮的间距，视河道弯直、水流快慢及防冲凹岸的需要适当调整。各浮筒两侧。设略低于水面的防漂物链(18)，以阻栏漂浮物随水窜入并打坏叶轮。浮筒底有整流板⑧以减阻紊流对航船的影响；浮筒上兼设航标，既利航行也避免航船撞坏浮筒。
乙 水能的传输和利用(缆轮轨力网)各叶轮载获的水能经各输力缆接力传输到浮船的输力轮⑤，其轴外端与沉江输力软轴④相连。如图3能避开航船再伸出水面。大中型水轮带动岸边厂房或岸洞(18)内发电机、发电并网远输；小型串列水轮直接带动岸边各种机器、或通过简易设备“缆轮输力网”，输送到几十公里范围内的广大乡村，以满足能源需要促进乡村工业的发展。
如图3和4，将若干套串列水轮的水能集中于沿河岸设置的地轴或地软轴，经锥齿轮(19)转向带动岸边第一个水泥桩(22)上的转轮(21)，在相邻几百至几千米远的高地或小山顶，设置桩和转轮；轮缘有三槽通过每两轮之间的输力缆，如图4的f、h、k缆，象皮带盘一样各自来回转动，把水能接力输送到乡村。它只须在转轮第三个凹槽内再加缰化纤缆r，并连通到小厂房内，经过天轴、皮带盘即可带动乡村工业的各种机器。
丙 串列水轮的布局与水上工厂河流总是一宽一窄，一滩一潭交替延续。如图2的左侧上下有O、P两块岸地、它表示是狭窄河床之末，即往左是窄河面。同左侧中间的q是半个水轮的俯视状，即成串水轮之末尾。窄河流急所获水能大，是专门转岸供能的；而O、P往右则是流速减缓的宽阔河面。
改变沿铁公路线设厂，解决与农事地的严重矛盾是当务之急。一般中型江河的阔河面、宽达三两百米，而其航道宽仅需几十米，〔图2箭头所示，E、F是上下行船〕所余广大水面完全可大建水上工厂。图2上下是两排水上工厂、A船是发电船，靠其右的一串水轮驱动发电，供给能源。B和其左有C、D……大型水泥浮船，长30米、宽10米以上，各有多层舱室，船总面积千平方米以上，足够一个车间。各浮船之间有跳板式吊桥⑥相联为通道。宽阔河面的航道两侧，可以设若干排水上工厂，各排间的水巷可行小船。解决运输和交通需要。
丁 海洋流速水能的利用海洋能源现只开发潮汐能、波浪能和温差发电；海洋流速1米／秒以上的海域很多，皆可如法利用，建立海上工业区，进一步缓解与农争地。所不同的是海浪大，浮船为圆形抗风浪效果才佳。钢丝网水泥船已发展到第三代，可建造直径超百米，排水量10万吨以上的园船，作水上工厂的厂房，或只利用海流能在船上发电，再传、输上海岛或大陆。
戊 长江三峡等高峡急流的利用长江三峡最窄处枯水江宽仅约98米，流速约6米／秒，布设密集水轮后，阻挫水流使流速降为5米／秒，枯水位必抬高，江宽可能增为108米。(图3未按比例仅作示意)水轮宽可定为16米，船宽14米，而航船与水轮和岸坡间还各有16米安全水面，是可以安全行船的大型水轮每三、五个为串列，列首有浮船；但长江三峡是特大型，故改为各水轮前有浮船。峡壁陡峭无处建厂房，可为每个水轮在峭壁打一个大山洞，内设发电机。水轮直径30米凹槽叶板长13米宽7.5米有97.5m2工作面，所获水能在1万瓩以上。
全国大多数河流的中上游，都有高峡河谷，皆可如法以岸洞为厂房，既大减投资又不怕地震，轰炸，只要沿各大洞水平线，再挖建许多窑洞房作办公和住宅，在峭壁间断斜坡，填坪设小集市，再修建半挖半搭的栈道式公路(20)，使全部连通以解决交通运输需要。
我国许多地区常是雨季风小、旱季风大，沿海的潮汐、波浪能，内陆的地热和太阳能等的能量亦难恒定，单纯利用某种能源皆难均衡满足需要；因此可考虑在农村将上述多能，通过缆轮输力网进行并网调剂，利于农村经济的持续稳定增长。
闸坝的溢洪道，拦洪水库的泄水道，山涧小溪及滚水坝的滚水部分，灌溉渠的陡坡、跌水、无观尝价值的瀑布，凡不能用浮筒者皆可设水泥桩，墩再安装若干水轮，以挖掘零散水能，做到“水尽其利”“流尽其用”。另外请特别注意1峡谷最窄河段和有溃堤之虞的荆江河段等处，洪峰期应使所有水轮空转，以免阻滞洪水渲泄，造成水灾。
乍一看，水轮占据航道中心必碍航，可能引起多方顾虑或反对。其实不然，既不碍航反面利于航行，更能利用串列水轮改造河流性格，为减少专利审查的麻烦，特另写“补充说明”请参考。
权利要求1.一种直接利用河海流速的水能装置，其特征在于用锚链①固定浮船和串列浮筒⑨于急流，每对浮筒架装一个水轮，轴端有传动轮(16)，每两轮间有输力缆(15)，逐缆接力传输水能到浮船③，再用沉江输力软轴④绕过航道，传输上岸驱动发电机或直接带动各种机器。
2.根据权利要求1所定义的流速水能装置、其特征有浮筒前上部设控制锚链的小绞盘e，并有三角形支承架(11)，各水轮间有拽链(14)，每两个浮筒端部连有略低于水面的防漂物链(13)，浮筒底装有整流板⑧。
专利摘要直接利用河海流速水能的装置解决了现有水电技术的难度大、投资巨、周期长，管理复杂，坝址难觅、闸坝碍航、怕地震和轰炸等问题。它采用浮筒式串列水轮直接获取水能。经软轴传输上岸直接发电或驱动各种机器；更可经“缆轮输力网”将水力风力海浪能潮汐能和热力能等，实行并网调剂，均衡满足乡村的能源需要。它具有技术简、投资少、周期短，易管理，能迅速推广收立竿见影之效。
文档编号B63H19/00GK2066081SQ87216370
公开日1990年11月21日 申请日期1987年12月9日 优先权日1987年12月9日
发明者李学宽 申请人:李学宽