可利用海水、河水和风力发电的多功能发电设备的制作方法
【专利摘要】本发明属于绿色能源发电设备【技术领域】，特别涉及一种可利用海水、河水和风力发电的多功能发电设备。该可利用海水、河水和风力发电的多功能发电设备，包括固定在桩基上的固定桩，固定桩上套有若干水轮机，固定桩顶端设有风力发电机，固定桩顶部安装有风向旗，风力发电机与水轮机之间的固定桩上设有维护窗口，固定桩仓内安装有传动齿轮和变速箱，位置与水轮机相对应。实现水能的立体利用，是全新的和理想的发电设备；环保卫生，不排出有害物质，大大减轻了对鱼类、鸟类的噪音干扰，有利于生态保护；发电能力强，使用寿命长；采用垂直轴、叶扇横向转动，不论流向、风向发生小角度或大角度改变，都能应对自如，平稳转动。
【专利说明】可利用海水、河水和风力发电的多功能发电设备
[0001](一)
【技术领域】
本发明涉及一种可利用海水、河水和风力发电的多功能发电设备，属于绿色能源发电设备【技术领域】。
[0002](二)
【背景技术】
我国有18000公里的海岸线，其近海蕴藏着十分丰富的洋流能、潮汐能资源，仅潮汐能资源，其理论蕴藏量为1.9X108 K W，可开发利用的装机容量为2157X104 K W，可开发利用的年电量为618X108 KW /h，占世界的10%，由于技术和设备的原因，这些能源目前很少被开发利用。
[0003]我国还有流域面积在1000平方公里的河流1500多条，因河水落差而形成的径流能也不可估量，目前对江河自由水的水能还没有被认识、被利用，基本处于空白状态。
[0004]因此这些能源如果能够被人们利用将会对社会产生重大的价值，而如何将这些能源转换为电能供人类使用则成为了研究的一个课题。
[0005](三)
【发明内容】
本发明为了弥补现有技术的缺陷，提供了一种用途广泛，使用空间广阔，且发电能力强具有再生性和环保性的可利用海水、河水和风力发电的多功能发电设备。
[0006]本发明是通过如下技术方案实现的:
一种可利用海水、河水和风力发电的多功能发电设备，其特征在于:包括固定在桩基上的固定桩，所述的固定桩上套有若干水轮机，固定桩顶端设有风力发电机，固定桩顶部安装有风向旗，风力发电机与水轮机之间的固定桩上设有维护窗口，固定桩仓内安装有传动齿轮和变速箱，位置与水轮机相对应。
[0007]所述的水轮机包括水槽、转轴、叶扇和拉杆，拉杆将所有的叶扇串连成整体，一片吃力，片片受力，起到车轮辐条作用，这样一方面可防止叶扇扭曲变形，一方面可减少叶扇的厚度和自重，根据水轮机的高度，设置一道或几道拉杆，转轴用于连接固定叶扇、水槽，轴口镶入轴承，套在固定桩上，转轴与轴承、固定桩的结合部处于全密封状态，转轴内侧镶有内齿轮，内齿轮与透过固定桩管壁齿轮窗的传动齿轮啮合，水槽包括上部水槽和底部水槽，水槽的作用有三个:一是集水聚水，防止来水从水轮机上、下端逃逸，加大水轮机扭力；二是将水轮机各叶扇连成整体，增强叶扇应力；三是与水轮机转轴连接，相互加固，叶扇底部设有冲沙孔，防止泥沙在底部水槽上的沉积。
[0008]所述的叶扇的片数与水轮机的周长相对应，用于海水的叶扇宽度为15-20m，用于河水的叶扇览度为4-8m,叶扇为弧形，叶扇中后端弧圈内柳贴鱗片式仿生黃片，当叶扇迎水时鳞片式仿生簧片自动闭合，当叶扇逆水时鳞片式仿生簧片张开，水从筛孔里漏出，大大减少叶扇逆行时的阻力，鳞片式仿生簧片大小适中，鳞片式仿生簧片表面喷涂锡或柔性涂料。
[0009]所述维护窗口高于水面，用于维护人员进出。
[0010]所述的传动齿轮透过齿轮窗与水轮机内齿轮啮合，传动轴固定在轴承架上，传动轴承下端与变速箱连接。
[0011]所述的水轮机上下方的固定桩上安装分水器，分水器与水轮机之间设有间隙，分水器用龙骨和轻质材料制做且通过拐角加固，在水轮机叶片处逆水转动区间，绕水轮机设置单扇或双扇分水器(不完整蜗壳状弧形挡水板)，用于减轻叶片逆水转动时的阻力，加大水轮机的扭力，分水器有一定的弧长，高度略高于水轮机；双扇与单扇高度、弧长、弧度一致，位置对称，双扇分水器主要用于来流双向变化的水域，如潮水涨落等。
[0012]所述的风力发电机采用垂直轴风力发电机，置于距水面一定高度的固定桩上，固定桩主要承载和固定水轮机、风力发电机，并露出水面一定高度，根据设计，固定桩在水下可安装一至几部水轮机，在水上可安装一部到几部风力发电机(根据需要和固定桩的承载能力或可不安装风力发电机)，实现水能的立体利用与综合利用，在海水里安装的水轮机，水轮机的上端应低于大浪水层，使水轮机不受海浪的冲击；在海水上安装的风力发电机，风力发电机应置于浪头不及的高度，使之不受浪头拍打，河水里安装的水轮机，在枯水期时，允许水轮机一小部分露出水面，但河水水面上安装的风力发电机，要高于丰水期及洪峰时的水面，使之不受水浪冲击
本发明风力发电机也应成为独立的发电机组，风力发电机风能传递方式及构造，与水轮机传递方式与构造大致相同，把风能转换为机械能，把机械能转换为电能，并以化学能形式向外输送。
[0013]本发明是通过如下工作原理实现的:本发明把洋流能、潮汐能、径流能和水面上的风能转换为机械能，把机械能转换为电能，在水力或风力的推动下，周而复始地进行方向运动，从而获取能源实现发电的新型设备，其中水轮机转动方向分为左旋和右旋两种，这对安装在河道一侧的水轮机来说具有实际意义，河心水量大，流速快，河边流速慢并有回流，安装时水轮机左岸右旋，右岸左旋，可以减少阻力，加大扭力。
[0014]本发明的有益效果是:实现水能的立体利用，在适宜的海域、河流，还可以水下水轮机发电，水上风力发电机发电，实现能源的综合利用，是全新的和理想的发电设备；环保卫生，不排出有害物质，与暴露在水中、空中的发电设备相比，本设备的齿轮机、变速器、风力发电机这些极易发出噪音的设备，都置于固定桩内，大大减轻了对鱼类、鸟类的噪音干扰，有利于生态保护；发电能力强，使用寿命长；采用垂直轴、叶扇横向转动，不论流向、风向发生小角度或大角度改变，都能应对自如，平稳转动。
[0015](四)
【专利附图】
【附图说明】
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
[0016]附图1为本发明结构示意图；
附图2为水轮机结构示意图；
附图3为鳞片式仿生簧片结构示意图；
附图4为固定桩上部结构装置示意图；
附图5为水轮机添加分水器结构示意图。
[0017]图中:1、桩基；2、固定桩；3、水轮机；4、风力发电机；5、风向旗；6、维护窗口 ；7、转轴；8、叶扇；9、拉杆；10、上部水槽；11、底部水槽；12、冲沙孔；13、鳞片式仿生簧片；14、内齿轮；15、轴承架；16、变速箱；17、分水器。
【具体实施方式】
[0018]附图为本发明的具体实施例。
[0019]如图1所示的本发明可利用海水、河水和风力发电的多功能发电设备,包括固定在桩基I上的固定桩2，所述的固定桩2上套有若干水轮机3，固定桩2顶端设有风力发电机4，固定桩2顶部安装有风向旗5，风力发电机4与水轮机3之间的固定桩2上设有维护窗口 6，固定桩2仓内安装有传动齿轮和变速箱16，位置与水轮机3相对应。
[0020]如图2、图3所示，所述的水轮机包括水槽、转轴7、叶扇8和拉杆9，拉杆9将所有的叶扇8串连成整体，一片吃力，片片受力，起到车轮辐条作用，这样一方面可防止叶扇8扭曲变形，一方面可减少叶扇8的厚度和自重，根据水轮机3的高度，设置一道或几道拉杆9，转轴7用于连接固定叶扇8、水槽，轴口镶入轴承，套在固定桩2上，转轴7与轴承、固定桩2的结合部处于全密封状态，转轴7内侧镶有内齿轮14，内齿轮14与透过固定桩2管壁齿轮窗的传动齿轮啮合，水槽包括上部水槽10和底部水槽11，水槽的作用有三个:一是集水聚水，防止来水从水轮机3上、下端逃逸，加大水轮机3扭力；二是将水轮机3各叶扇8连成整体，增强叶扇8应力；三是与水轮机3转轴7连接，相互加固，叶扇8底部设有冲沙孔12，防止泥沙在底部水槽11上的沉积，叶扇8的片数与水轮机3的周长相对应，用于海水的叶扇8宽度为15-20m，用于河水的叶扇8宽度为4_8m，叶扇8为弧形，叶扇8中后端弧圈内铆贴鱗片式仿生黃片13，当叶扇8迎水时鱗片式仿生黃片13自动闭合，当叶扇8逆水时鱗片式仿生簧片13张开，水从筛孔里漏出，大大减少叶扇8逆行时的阻力，鳞片式仿生簧片13大小适中，鳞片式仿生簧片13表面喷涂锡或柔性涂料。
[0021]如图4所示，传动齿轮透过齿轮窗与水轮机3内齿轮14啮合，传动轴固定在轴承架15上，传动轴承下端与变速箱16连接。
[0022]如图5所示，水轮机3上下方的固定桩2上安装分水器17，分水器17与水轮机3之间设有间隙，分水器17用龙骨和轻质材料制做且通过拐角加固，在水轮机3的叶扇8处逆水转动区间，绕水轮机3设置单扇或双扇分水器17 (不完整蜗壳状弧形挡水板)，用于减轻叶扇8逆水转动时的阻力，加大水轮机3的扭力，分水器17有一定的弧长，高度略高于水轮机3 ;双扇与单扇高度、弧长、弧度一致，位置对称，双扇分水器17主要用于来流双向变化的水域，如潮水涨落等。
[0023]本发明把洋流能、潮汐能、径流能和水面上的风能转换为机械能，把机械能转换为电能，在水力或风力的推动下，周而复始地进行方向运动，从而获取能源实现发电的新型设备，其中水轮机3转动方向分为左旋和右旋两种，这对安装在河道一侧的水轮机来说具有实际意义，河心水量大，流速快，河边流速慢并有回流，安装时水轮机3左岸右旋，右岸左旋，可以减少阻力，加大扭力。
【权利要求】
1.一种可利用海水、河水和风力发电的多功能发电设备，其特征在于:包括固定在桩基(I)上的固定桩(2 )，所述的固定桩(2 )上套有若干水轮机(3 )，固定桩(2 )顶端设有风力发电机(4)，固定桩(2)顶部安装有风向旗(5)，风力发电机(4)与水轮机(3)之间的固定桩(2)上设有维护窗口(6)，固定桩(2)仓内安装有传动齿轮和变速箱(16)，位置与水轮机(3)相对应。
2.根据权利要求1所述的可利用海水、河水和风力发电的多功能发电设备，其特征在于所述的水轮机(3 )包括水槽、转轴(7 )、叶扇(8 )和拉杆(9 )，拉杆(9 )将所有的叶扇(8 )串连成整体，转轴(7 )用于连接固定叶扇(8 )、水槽，轴口镶入轴承，套在固定桩(2 )上，水槽包括上部水槽(10 )和底部水槽(11)，叶扇(8 )底部设有冲沙孔(12 )。
3.根据权利要求2所述的可利用海水、河水和风力发电的多功能发电设备，其特征在于所述的叶扇(8)的片数与水轮机(3)的周长相对应，用于海水的叶扇(8)宽度为15-20m，用于河水的叶扇(8)宽度为4-8m,叶扇(8)为弧形,叶扇(8)中后端弧圈内铆贴鳞片式仿生黃片(13),鱗片式仿生黃片(13)大小适中，鱗片式仿生黃片(13)表面嗔涂锡或柔性涂料。
4.根据权利要求2所述的可利用海水、河水和风力发电的多功能发电设备，其特征在于所述转轴(7 )与轴承、固定桩(2 )的结合部处于全密封状态，转轴(7 )内侧镶有内齿轮，内齿轮与透过固定桩(2)管壁齿轮窗的传动齿轮哨合。
5.根据权利要求1所述的可利用海水、河水和风力发电的多功能发电设备，其特征在于所述维护窗口(6)高于水面，用于维护人员进出。
6.根据权利要求1所述的可利用海水、河水和风力发电的多功能发电设备，其特征在于所述的传动齿轮透过齿轮窗与水轮机的内齿轮(14)哨合,传动轴固定在轴承架(15)上，传动轴承下端与变速箱(16)连接。
7.根据权利要求1所述的可利用海水、河水和风力发电的多功能发电设备，其特征在于所述的风力发电机(4)采用垂直轴风力发电机，置于距水面一定高度的固定桩(2)上。
8.根据权利要求1所述的可利用海水、河水和风力发电的多功能发电设备，其特征在于所述的水轮机(3)上下方的固定桩(2)上安装分水器(17)，分水器(17)与水轮机(3)之间设有间隙，分水器(17)用龙骨和轻质材料制做且通过拐角加固。
【文档编号】F03D9/00GK104153933SQ201410361427
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年7月28日 优先权日:2014年7月28日
【发明者】张庆忠 申请人:张庆忠