专利名称：人造海岛发电平台的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种海上浮体的设计、制造和集海洋综合能于一体的大规模海上发电装置，适用于空气、水两种流体运动产生的各种能量的综合收集，特别是流体(空气、水)任意运动的能量收集方式的同步结合之原动机械部分。
背景技术：
现有的海上发电技术，除仿水库式的潮汐电站外，波浪能发电、海流发电等都只还是小规模的，其发电量无足轻重，面对当今的能源危机，只是“滴水车薪”而已。迄今为止， 没有一种海上发电装置能规模化、商业化推广。海洋中各种环保的、足以供人类永远使用而且是可开发的无限能源的利用很不理想而微不足道。要知道太阳辐射到地球表面的能量有 80万亿千瓦之多，海洋就吸收了 60万亿千瓦，其中转化为可开发的环保再生能源就以万亿级千瓦计。中国有470多万平方公里的海域，就波浪能而言，若按每平方公里一般产生20 万千瓦的功率计算，理论上则总量有超过9000亿千瓦的功率，就算只有1/3的海域可能开发，也达3000亿千瓦，若我们能开发它1/100，就有30亿千瓦，在陆地上无论如何也找不到能支撑这些发电功率的能源。但目前所设计的各种海洋能收集装置对于多种多样的海洋环保“能种”而言，都局限于只能少量的收集“单一能种”，而无法综合收集用于发电，使得投资昂贵、造价甚高，发电成本毫无竞争力，这些都有待于进一步创新发明。
发明内容
1.本发明所述的人造海岛发电平台，包括平台主体、海风海流能量收集装置、波浪能收集装置、人造海风装置、发电装置。所有能量收集装置收集的流体运动能量都通过传动装置传至发电装置。其特征是(1)所述的平台主体是由钢大梁构成的四方体多层框架立体结构，在四方体多层框架立体结构中设有若干个浮箱组成人造海岛大平台，浮箱与浮箱之间相隔有一定距离， 以抵御特大涌浪的破坏，浮箱与浮箱之间以钢梁连接；大平台四周设有横轴，四根横轴相交的四处以锥齿轮连接。四方体多层框架立体结构的底部四周设有横轴，四根横轴相交的四处以锥齿轮连接。四方体多层框架立体结构竖向的两对称面的中心线处各设置竖轴，竖轴与横轴相交处以锥齿轮连接。横轴上都设有若干超越离合器。横轴和竖轴都以调心轴承通过钢梁与平台主体连接；底部四根横轴上设有若干连接配重体的铁链经超越离合器后与抛入海底的重物竖直相连。四方体多层框架立体结构底端的中心设有圆轮，连接配重体的铁链经圆轮后穿过配重体上的环再与抛入海底的重物竖直相连。(2)所述的海风海流能量收集装置是在竖轴上设有若干叶片，叶片通过超越离合器转动竖轴。叶片设计成一个有高强度的框架，叶片上设有若干个孔，带轴的网状平面由圆环固定在孔的边上，轴上设有扭簧，网状平面的边上设有拉簧与孔的边相连，孔上设有可活动的屏，屏可通过挂勾挂在网状平面的轴上。(3)所述的波浪能收集装置是若干连接配重体的铁链经横轴上的超越离合器后再经由抛入海底重物相连的定滑轮后与海面浮体相连，超越离合器与定滑轮之间的铁链上设有若干支撑铁链重量的小浮体。海面浮体的迎浪面设有阻浪板。在离平台主体最近的海面浮体上设有弹簧板面对平台主体，弹簧板的下端设有支撑弹簧板重量的浮体。(4)所述的人造海风装置是一根管子伸入海底用泵把深海冷水抽到空中喷雾冷却热空气，造成热胀冷缩现象形成空气流通产生风，风生浪，还可能导致“蝴蝶效应”。(5)所述的发电装置是大平台四周的横轴上设有若干以锥齿轮相连的发电横轴伸入平台主体浮箱内驱动发电机发电。2.本发明所述的人造海岛发电平台，其特征是波浪能收集装置也可通过液压传输波浪能，液压传输波浪能包括海浪液压产生装置、液压传输管道、液压接收装置、液压转换装置。(1)所述的海浪液压产生装置，是由安装于海底的重物通过铁链拉住液压缸的底部、海面浮体通过铁链拉住液压缸的活塞拉杆产生液压的装置，海面浮体至海底重物之间连接物的长度等于高潮时的海水深度。活塞拉杆上设有弹簧，液压缸体上设有液压油进出管和空气进出管，空气进出管延伸至海面以上，空气进出管的口部设有防止水进入的设置。(2)所述的液压接收装置，是由来自海浪液压产生装置的液压油通过液压传输管道压入液压接收装置的液压缸推动液压缸内的活塞、活塞连杆、连杆顶钣移动做功的装置。 活塞连杆上设有弹簧，活塞连杆上端设有连杆顶钣，液压缸体上设有液压油进出管和空气进出管。(3)所述的液压转换装置，是连杆顶钣的往复运动通过连接在连杆顶钣上的传动索带动设在发电横轴上的超越离合器变为轴的转动的装置，传动索绕经超越离合器、定滑轮，传动索连有弹簧，弹簧与实体固定。若干套海浪液压产生装置、液压传输管道、液压接收装置通过若干液压转换装置同时作用于发电横轴上，可把若干海浪的起伏运动变为轴的连续定向转动驱动发电机；若干与连杆顶钣连接的传动索可设置在发电横轴的两边并由定滑轮的作用使传动索与超越离合器圆弧的接触增加长度，也使每相邻两根传动索各自对轴有弯曲作用的力在同一直线上方向相反而互相抵销。本发明的有益效果是只要海洋中风有动、水有动，就能集其动能大规模发电，克服了只能单一利用海风或海浪或海流的“单一能种”海上发电装置的低性价比缺点，可制造出装机容量数万千瓦的、高性价比的海上发电平台单元机组。因为海洋动能是会“动”的，运动着的流体(空气、水)必定携带着巨大的能量从一个区域传到另一个区域，若干单元机组排列于海洋中可拦截收集广阔海域面积上的海洋动能。多区域的海上发电平台东西向排列设置，还可减少赤道能量(赤道吸收太阳辐射的能量多于两极)通过大气环流、大洋环流往两极的输运量从而阻止两极冰山的溶化。本发明制造简单，人类现成的技术绰绰有余。
图1为人造海岛发电平台主体的原理结构示意2为海风海流能量收集装置的叶片原理结构示意3为叶片孔的原理结构示意4为波浪能收集装置的原理结构示意图
图5为波浪能液压传输的原理结构示意图
具体实施例方式本发明所述的人造海岛发电平台，如图1、图2、图3、图4、图5(各图中相同的部件都标相同的编号)所示一、如图1所示图1中，1平台主体，2钢大梁，3竖轴，4、5调心轴承，6钢梁，7横轴，8锥齿轮，9铁链，10,22超越离合器，11配重体，12、15抛入海底的重物，13配重体，14固定在配重体13上的环，16、19定滑轮，17小浮体，18配重体，20海面浮体，21浮箱，23叶片，24发电横轴，25 发电机，26钢梁，27圆轮，28管子。平台主体1是由钢大梁2构成的四方体多层框架立体结构，在四方体多层框架立体结构中设有若干个浮箱21组成人造海岛大平台，浮箱与浮箱之间相隔有一定距离，以抵御特大涌浪的破坏，浮箱与浮箱之间以钢梁26连接，；大平台四周设有横轴7，四根横轴7 相交的四处以锥齿轮8连接。四方体多层框架立体结构的底部四周设有横轴7，四根横轴7 相交的四处以锥齿轮8连接。四方体多层框架立体结构竖向的两对称面的中心线处各设置竖轴3，竖轴3与横轴7相交处以锥齿轮8连接。横轴7上都设有若干超越离合器10。横轴7和竖轴3都以调心轴承5、4通过钢梁6与平台主体连接；底部四根横轴上设有若干连接配重体11的铁链9经超越离合器10后与抛入海底的重物12竖直相连。四方体多层框架立体结构底端的中心设有圆轮27，连接配重体13的铁链9经圆轮27后穿过配重体13上的环14再与抛入海底的重物12竖直相连。工作原理为防止浮于海面的平台主体在水平方向的位移过大，由抛入海底的重物12、铁链9、配重体13、环14、圆轮27组成的系统只允许平台主体随潮位、波浪的上下位移而上下竖直移动，而阻止平台主体在水平方向移动，因为只有当铁链9处于竖直位置时， 铁链9才能位于环14的中心，当平台主体水平方向有位移时会使铁链9不在竖直位置从而使环14与铁链9接触产生阻力阻止配重体13向上移动，达到阻止平台主体在水平方向移动的目的；由抛入海底的重物12、铁链9、配重体11、超越离合器10、横轴7组成的系统不仅可转动横轴7做功，还可提供当平台主体在水平方向有位移后复位的力。由类似于设置在竖轴3上的若干超越离合器22、叶片23组成的系统是海风海流能量收集装置。由类似于设置在横轴7上的若干超越离合器10、配重体18、铁链9、小浮体17、定滑轮16、19、抛入海底的重物15、海面浮体20组成的系统是波浪能收集装置。由设置在平台主体1上的管子观和泵(图中未画出)组成的系统是人造海风装置，人造海风装置是一根管子观伸入海底用泵把深海冷水抽到空中喷雾冷却热空气，造成热胀冷缩现象形成空气流通产生风，风生浪，还可能导致“蝴蝶效应”。发电装置是大平台四周的横轴7上设有若干以锥齿轮8相连的发电横轴M伸入平台主体浮箱内驱动发电机25发电。二、如图2、3所示图2中，1竖轴，2超越离合器，3超越离合器的结构架，4叶片框架，5叶片的孔，6 叶片框架结构件CN 102464094 A说明书4/5 页图3中，7叶片框架结构件，8带有轴的网状平面，9拉簧，10叶片的孔，11圆环，12 网状平面的轴，13扭簧，14挂勾，15活动屏。海风海流能量收集装置是在竖轴1上设有若干叶片(由4、5、6组成)，叶片接在超越离合器结构架3上，越离合器结构架3设置在竖轴1上，叶片通过超越离合器2转动竖轴 1做功。叶片设计成一个有高强度的框架4，叶片上设有若干个孔5，带轴12的网状平面8 由圆环11把轴12固定在组成孔10(图2中的5)的结构件7上可以转动，网状平面的轴12 上设有扭簧13，网状平面的边上设有拉簧9与结构件7相连，孔10上设有可活动的屏15， 屏15可通过挂勾14挂在网状平面的轴12上。工作原理因为竖轴在同一处设置的叶片是对称的(图2中的超越离合器结构架 3有四面，可安装两组对称叶片)，当流体(风或水)的运动方向是指向纸面时，活动屏15 则贴在带有轴的网状平面8上阻止流体运动从而转动竖轴1做功，而与其对称的叶片上的活动屏则是张开的让流体通过。当台风对叶片的作用力超过拉簧9和扭簧13的设计限度时，带有轴的网状平面8会被推开释放过剩能量而起到保护设备的作用。三、如图4所示图4中，1阻浪板，2海面浮体，3弹簧板，4弹簧柱，5弹簧板浮体，6定滑轮，7铁链， 8小浮体，9平台主体四周的横轴，10超越离合器，11配重体，12抛入海底的重物。波浪能收集装置是连接配重体11的铁链7经平台主体四周的横轴9上的超越离合器10后再经由抛入海底重物12并以铁链7相连的定滑轮6后与海面浮体2相连，(海面浮体2可用较粗的钢材做成框状，框内以泡沫塑料填充，这样最经济耐用)，超越离合器10 与定滑轮6之间的铁链上设有若干支撑铁链重量的小浮体8。海面浮体的迎浪面设有阻浪板1。在离平台主体最近的海面浮体上设有弹簧板3面对平台主体，弹簧板设置在弹簧柱4 上，弹簧板的下端设有支撑弹簧板重量的浮体5。工作原理海面浮体随浪上升或浪水平方向推动海面浮体时，通过铁链可带动超越离合器从而转动横轴9做功；海面浮体复位时，配重体11会拉紧铁链复位，但不能转动横轴9做功。小浮体8可使铁链在水中没有重量从而减少做功损耗。浮体5可使弹簧板3在水中没有重量从而保证弹簧柱不被拉弯。由于阻浪板1在海中是个人造海岸，当巨浪冲击时会使海面浮体与平台主体浮箱侧面相撞，弹簧板则起到缓冲作用，也避免巨浪直接冲击浮箱。四、如图5所示图5中，1海底重物，2铁链，3活塞，4液压缸，5弹簧，6液压传输管道(或液压油进出管)，7活塞拉杆，8空气进出管，9铁链，10海面浮体，11防止水进入设置，12连杆顶钣， 13传动索，14液压缸，15超越离合器，16定滑轮，17传动索，18弹簧，19发电机，20、21传动装置，22活塞，23活塞连杆，24弹簧，25空气进出管，26发电横轴。海浪液压产生装置是由安装于海底的重物1通过铁链2拉住液压缸4的底部、海面浮体10随浪上升时通过铁链9拉住液压缸的活塞拉杆7拉动活塞3给缸内的液压油加压产生液压。被加压的液压油通过液压油进出管6向液压接收装置传输。海面浮体10至海底重物1之间连接物的长度(铁链9、2和液压缸的长度之和)等于高潮时的海水深度。 活塞拉杆7上设有弹簧5，弹簧5的作用是当海面浮体10随浪下降时使活塞3快速向下运动从而使液压油通过液压传输管道6尽快回流到液压缸4内。液压缸体上设有液压油进出管6和空气进出管8，空气进出管8延伸至海面以上，空气进出管的口部设有防止水进入的设置11。液压接收装置是由来自海浪液压产生装置的液压油通过液压传输管道6压入液压接收装置的液压缸14推动液压缸内的活塞22、活塞连杆23、连杆顶钣12向上移动做功。 活塞连杆23上设有弹簧M，弹簧M的作用是当海面浮体10随浪下降时使活塞22快速向下运动从而使液压油通过液压传输管道6尽快回流到液压缸4内。活塞连杆上端设有连杆顶钣12，液压缸体上设有液压油进出管6和空气进出管25。液压转换装置是连杆顶钣12的往复运动通过连接在连杆顶钣上的传动索13带动设置在发电横轴26上的超越离合器15变为发电横轴沈的定向转动，传动索13(也是图5中17)绕经超越离合器15和定滑轮16后与固定在实体上的弹簧18连接，弹簧18的作用是始终拉紧传动索13、17。发电横轴沈的转动通过传动装置20、21带动发电机19发电(也是图1中的对、 25所示)。若干套海浪液压产生装置、液压传输管道、液压接收装置通过若干液压转换装置同时作用于发电横轴26上，可把若干海浪的起伏运动变为发电横轴沈的连续定向转动驱动发电机19 ；若干与连杆顶钣连接的传动索可设置在发电横轴沈的两边并由定滑轮16的作用使传动索与超越离合器圆弧的接触增加长度，也使每相邻的两根传动索各自对轴26 有弯曲作用的力在同一直线上方向相反而互相抵销，从而防止轴26因只受一个方向的作用力而弯曲。工作原理当海面浮体10随浪上升时通过铁链9拉住液压缸的活塞拉杆7从而拉动活塞3给缸内的液压油加压产生液压，同时弹簧5被压缩。被加压的液压油通过液压油进出管6向液压接收装置的液压缸14内压入液压油，由帕斯卡定律可知，被加压的液压油作用于活塞22并对活塞产生推力，使活塞连杆23、连杆顶钣12向上运动，从而拉动传动索 13并带动设置在轴沈上的超越离合器15转动进而带动轴沈转动，同时弹簧M被压缩； 当海面浮体10随浪下降时，液压缸内的液压油没有受到压力，在弹簧5和弹簧M的弹力作用下，液压油被抽、压回液压缸4内。以此类推，循环往复。当连杆顶钣12向下运动时，弹簧18始终能拉紧传动索13使其复位，因为超越离合器15的反向转动不会带动轴沈转动而没有负荷。这套海浪液压发电装置，除液压产生装置必须安装在海上外，其它装置(液压接收装置、液压转换装置、发电装置)可安装在海上浮体平台上、岛屿上、礁石上、陆地上，若干海浪液压产生装置可把大面积海域上的海浪能传输到发电平台上，而且在岛屿、礁石上建发电平台会更省钱、更稳定、更安全。
权利要求
1.本发明所述的人造海岛发电平台，包括平台主体、海风海流能量收集装置、波浪能收集装置、人造海风装置、发电装置，所有能量收集装置收集的流体运动能量都通过传动装置传至发电装置，其特征是(1)所述的平台主体是由钢大梁构成的四方体多层框架立体结构，在四方体多层框架立体结构中设有若干个浮箱组成人造海岛大平台，浮箱与浮箱之间相隔有一定距离，浮箱与浮箱之间以钢梁连接，大平台四周设有横轴，四根横轴相交的四处以锥齿轮连接，四方体多层框架立体结构的底部四周设有横轴，四根横轴相交的四处以锥齿轮连接，四方体多层框架立体结构竖向的两对称面的中心线处各设置竖轴，竖轴与横轴相交处以锥齿轮连接， 横轴上都设有若干超越离合器，横轴和竖轴都以调心轴承通过钢梁与平台主体连接，底部四根横轴上设有若干连接配重体的铁链经超越离合器后与抛入海底的重物竖直相连，四方体多层框架立体结构底端的中心设有圆轮，连接配重体的铁链经圆轮后穿过配重体上的环再与抛入海底的重物竖直相连；(2)所述的海风海流能量收集装置是在竖轴上设有若干叶片，叶片通过超越离合器转动竖轴。叶片上设有若干个孔，带轴的网状平面由圆环固定在孔的边上，轴上设有扭簧，网状平面的边上设有拉簧与孔的边相连，孔上设有可活动的屏；(3)所述的波浪能收集装置是若干连接配重体的铁链经横轴上的超越离合器后再经由抛入海底重物相连的定滑轮后与海面浮体相连，超越离合器与定滑轮之间的铁链上设有若干支撑铁链重量的小浮体，海面浮体的迎浪面设有阻浪板，在离平台主体最近的海面浮体上设有弹簧板面对平台主体，弹簧板的下端设有支撑弹簧板重量的浮体；(4)所述的人造海风装置是一根管子伸入海底用泵把深海冷水抽到空中喷雾冷却热空气，(5)所述的发电装置是大平台四周的横轴上设有若干以锥齿轮相连的发电横轴伸入平台主体浮箱内驱动发电机发电。
2.根据权利要求1所述的人造海岛发电平台，其特征是波浪能收集装置可通过液压传输波浪能，液压传输波浪能包括海浪液压产生装置、液压传输管道、液压接收装置、液压转换装置(1)所述的海浪液压产生装置，是由安装于海底的重物通过铁链拉住液压缸的底部、海面浮体通过铁链拉住液压缸的活塞拉杆产生液压的装置，海面浮体至海底重物之间连接物的长度等于高潮时的海水深度，活塞拉杆上设有弹簧，液压缸体上设有液压油进出管和空气进出管，空气进出管延伸至海面以上，空气进出管的口部设有防止水进入的设置；(2)所述的液压接收装置，是由来自海浪液压产生装置的液压油通过液压传输管道压入液压接收装置的液压缸推动液压缸内的活塞、活塞连杆、连杆顶钣移动做功的装置，活塞连杆上设有弹簧，活塞连杆上端设有连杆顶钣，液压缸体上设有液压油进出管和空气进出管；(3)所述的液压转换装置，是连杆顶钣的往复运动通过连接在连杆顶钣上的传动索带动设在发电横轴上的超越离合器变为轴的转动的装置，传动索绕经超越离合器、定滑轮，传动索连有弹簧，弹簧与实体固定；若干套海浪液压产生装置、液压传输管道、液压接收装置通过若干液压转换装置同时作用于发电横轴上，若干与连杆顶钣连接的传动索可设置在发电横轴的两边。
全文摘要
本发明所述的人造海岛发电平台，包括平台主体、海风海流能量收集装置、波浪能收集装置、人造海风装置、发电装置。所有能量收集装置收集的流体运动能量都能同步叠加集中发电，可望实现规模化、商业化应用。本发明的有益效果是克服了只能单一利用海风或海浪或海流的“单一能种”海上发电装置的低性价比缺点，可制造出装机容量万千瓦级的、高性价比的海上发电平台单元机组。
文档编号F03D9/00GK102464094SQ20101053282
公开日2012年5月23日 申请日期2010年10月30日 优先权日2010年10月30日
发明者巫明茂 申请人:巫明茂