專利名稱：波浪、水流、風(fēng)力發(fā)電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用波浪、水流、風(fēng)力發(fā)電的裝置。這種裝置不僅能把有規(guī) 則和無規(guī)則運動的波浪能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；還能把水流能以及風(fēng)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。尤其適宜于 沿海、海島、江河沿岸，以及季風(fēng)帶、風(fēng)口區(qū)建造大中型發(fā)電機(jī)群；又適應(yīng)于普通家庭安裝 小型的發(fā)電平臺。是一種直接把波浪、水流、風(fēng)力轉(zhuǎn)化為機(jī)械能用于發(fā)電的波浪、水流、風(fēng) 力發(fā)電機(jī)。
背景技術(shù)：
波浪是一種動能。海洋里的波浪其產(chǎn)量不但非常大，而且是一種長遠(yuǎn)的綠色 能源。
在科學(xué)技術(shù)已高度發(fā)達(dá)的今天，究竟是什么原因還不能普及利用波浪能發(fā)電？
已知，在航標(biāo)燈塔中，有一種利用波浪沖入氣室，靠壓縮空氣或直接沖動葉輪發(fā)電的技 術(shù)。這種技術(shù)只是常規(guī)理論之下的一種運用方法，根*^適于大面積的波浪能發(fā)電，更不能 把水流能、風(fēng)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能用于發(fā)電。雖然近幾年來不斷涌現(xiàn)出種種利用波浪能發(fā)電的專 利，但其方法不外乎是利用波浪的動能，在波浪很小的情況下就不能正常發(fā)電了》而這一種 波浪、水流、風(fēng)力發(fā)電裝置，其特點是利用波浪的勢能和水體振蕩，況且是唯一的利用葉輪 轉(zhuǎn)子型直接把波浪、'水流、風(fēng)力轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，還是全天侯、能長年累月、正常發(fā)電的裝置-
有關(guān)利用波浪能的研究，因無資料可査，缺少權(quán)威論證，故許多論點會存在這樣那樣的 錯誤和缺點。

發(fā)明內(nèi)容
波浪是一種動能。這種動能所包含地極為復(fù)雜的動力學(xué)，還有待更加深入細(xì) 致的研究。
波浪的動能是在外力的作用下形成的。如果失去了外力(風(fēng)和引力以及振蕩)的作用， 就等于失去了波浪的動能。
在自然界中，從看不見的空氣傳導(dǎo)，到能看得見的風(fēng)流吹動的空氣動力學(xué)，故不得不這 樣認(rèn)為大氣層就像一層厚厚的棉被，蓋在地球之上，形成了一種排斥力。這種排斥力作用 于海平面，就產(chǎn)生了一種趨于靜止?fàn)顟B(tài)的平衡勢。但因高低壓、冷暖氣流會影響其拌斥力， 就相應(yīng)產(chǎn)生了一種打破這種趨于平衡狀態(tài)的力量。也就是說海水與大氣壓之間，存在一種 趨于靜止?fàn)顟B(tài)的平衡勢，當(dāng)一種自然風(fēng)以勻速移動時，就會使上層的海水形成一種海流，當(dāng) 這種自然風(fēng)的風(fēng)力達(dá)到一定強(qiáng)度，足以打破海水與大氣壓的平衡狀態(tài)時，就會形成波浪。波 浪本身又增加了海水與風(fēng)的摩擦力，更導(dǎo)致了^JI的不穩(wěn)定性。其結(jié)果，就形成了一種無規(guī) 則運動的波浪《
想利用這種無規(guī)則運動地大面積的波浪能發(fā)電，首先要具備這樣一個條件應(yīng)有一種動 能較大，且永不停息地運動著的波浪作為能源。
其實，波浪本身客觀的存在著三大不利因素-
1、 臺風(fēng)巻起的波浪一這種波浪的動能非常大，由于形成的時間、水域和擴(kuò)散的方向具
有不固定的因素，其利用價值極其有限。其次，由中到大風(fēng)^:起的波浪~"^種波浪的動能
雖然也非常大，但失去了風(fēng)力的作用，就等于失去了利用波浪能的客觀條件a
2、 潮汐形成的波浪~~^種波浪具有一定的偏向性~~M然有一定的i^動規(guī)律，但因漲 落差較大，間隔時間太長，欠其連續(xù)性。
3、 小波浪——這種波浪的動能較小，似乎沒有大的利用價值《
3就是這三種不利因素，形成了很難利用波浪能的客觀條件；也造成了人們想把波浪能轉(zhuǎn) 化為機(jī)械能的主觀局限性。從而也失去了其可行性和利用價值。 今天，公開一種利用波浪能發(fā)電的理論依據(jù)和簡單方法。 波浪越高，其動能越大~~^所具有的勢能也就越大。
波浪的動能是在外因地作用下產(chǎn)生的，波浪的勢能是波浪的內(nèi)因所具有的。真正影響水 體變化的內(nèi)因，是波浪的勢能。
波浪的勢能影響水體的深度為波浪本身所具有的勢能強(qiáng)度，最終被一定深度的水體壓 力所抵消。
波浪的勢能影響水體的廣度為(由于水體越淺，水的壓力強(qiáng)度越小。所以)，波浪本身 所具有的勢能強(qiáng)度將隨著水體深度的上升而增寬。
許多波浪都以自身的勢能在相互影響著運動時， 一種合力將會形成更大的動能； 一種勢 能將會在相互排斥中逐漸消失。
在沒有風(fēng)和潮汐時，地球的向心力和離心力與大氣壓力的不穩(wěn)定因素的相互作用，會形 成一種振^~"即水體運動。這種振蕩可分為大力振蕩、中力振蕩、小力振蕩/大面積振蕩、 局部振蕩、小曲線振蕩，以及水平與立體的振蕩。當(dāng)然，這種振蕩還會因為其他諸多因素的 影響。
這種振蕩——即水體運動，在遇到阻力時(例如，海岸、礁石、船體)，就會有規(guī)律地轉(zhuǎn) 化為新的動能。
這種新的動能，也可認(rèn)為是一種水體運動遇到阻力時的反沖擊力。
這種因振蕩引起的水體運動，在遇到阻力(如海岸)，變成了新的動能之后,水體會出現(xiàn) 短暫的靜止；接著，這種MMM就會以自身的反沖擊力推動已消失了勢能的水體向回運動,-當(dāng)這種M1^E消失時，水體又會出現(xiàn)短暫的靜止；繼而，新的水體運動又會推動水體向岸 邊運動?！绱酥芏鴱?fù)始永不停息地水體運動，是一種有規(guī)則運動的波浪能。因而，無論 是直線的海岸或Q型的海灣，它所受到地這種水體運動的沖擊力，是不受方位變化的狀況而 改變的。
這種因振蕩而產(chǎn)生的水體運動，最大的特點它不是波浪的動能，而是波浪的勢能。因 此，看水面并沒有多大的波浪，其實，整個水體運動的勢能非常大。它完全,滿足正常發(fā) 電的客觀條件。
把這種有規(guī)則運動的波浪能擺在人們的面前，就會輕易地找到一種利用波浪能的方法。 例如，在一臺人工打藥機(jī)的手柄之上，安裝一個大板塊，這種有規(guī)則運動的波浪能，就
會帶動大板塊，推拉打藥機(jī)手柄，把海水吸壓到高遠(yuǎn)處》當(dāng)然，也可以把這種推拉力，直接
轉(zhuǎn)化為機(jī)械能用于發(fā)電。
以上簡單的方案，似乎非常天真可笑，甚至?xí)徽J(rèn)為是一種無知，但這卻不失為一種切 實可行地較為原始的方法。唯一存在的不足之處是，當(dāng)大風(fēng)或潮汐改變了這種有規(guī)則運動的 "波浪能"，使其成為無規(guī)則運動的波浪能，或者是波浪只朝一個方向運動，其回波很小的情 況下，這種簡單的方法就顯示出不足之處了。
為了更好地利用波浪能發(fā)電，還需要把無規(guī)則運動也包括偏向運動的波浪能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是 一種波浪能、水流能、風(fēng)能發(fā)電機(jī)，它是 在支架上垂直的支撐一根中軸，中軸的一端連接發(fā)電機(jī)，在中軸圓周安裝八個(或更多的) 轉(zhuǎn)子臂，在各個轉(zhuǎn)子臂之上各安裝一個(由

圖1所示的)大葉片——即由許多小板塊和小框 架組合成的大框架——構(gòu)成一個葉輪，小板塊是窄長形的重力板塊，小板塊的上沿安裝有吊掛軸，吊掛軸與小框架上沿的軸眼連接，使其小板塊能被開啟或關(guān)閉，在葉輪上所有小板塊 的開啟方向應(yīng)是一致的(如逆時針方向)，關(guān)閉的方向也應(yīng)是一致的(如順時針方向)。
把小板塊安裝在小框架的另一側(cè)面，其葉輪的轉(zhuǎn)動方向也隨之改變。
——用于水流、風(fēng)力發(fā)電，大葉片的高度和寬度不限，用于波浪能發(fā)電，只限大葉片的 高度。
以上方案，能把來自任何方向，各種變化的波浪能、水流能、風(fēng)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能用于發(fā)
為了更有效的利用波浪能，小框架之內(nèi)的小板塊，宜采用上重下浮兩塊組合板塊，其關(guān) 閉的最佳狀態(tài)如">"形。
本發(fā)明的有益效果是-
1、 結(jié)構(gòu)簡單，適應(yīng)性強(qiáng)；
2、 環(huán)保、安全，無溫室氣體排放、無污染。
3、 是一種取之不盡，用之不竭地綠色能源。
4、 可以充分利用波浪能，也可以利用水流能、風(fēng)能發(fā)電。能夠最終解決人類生活對能源 的永久性需要。
附圉說明
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。
圖l為本發(fā)明大葉片U)(即組合板塊)與中軸(5)的靜態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖》 圖2為圖1小板塊(3)與小框架(2)的動態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖③
圖中1.大葉片(是由許多小框架組合成的大框架，并在每個小框架之內(nèi)安裝有小板塊)，2. 小框架,3.小板塊，4.小軸眼,5.中軸,6.支撐架,7.小板塊吊掛軸,8.發(fā)電機(jī),9.連接大葉片(1) 的轉(zhuǎn)子臂.
具體實11^式-
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明
由圖1可以看出,本發(fā)明它是在支架(6)上垂直的支撐一根中軸(5),中軸(5)的一端連接發(fā) 電機(jī)(8),在中軸(5)圓周安裝八個(或更多的)轉(zhuǎn)子臂(9),在各個轉(zhuǎn)子臂(9)之上各安裝一個 (由圖1所示的)大葉片(l)——即由許多小板塊和小框架組合成的大框架~~^成一個葉輪, 小板塊是窄長形的重力板塊，小板塊(3)的上沿安裝有吊掛軸(7),吊掛軸(7)與小框架(2) 上沿的軸眼(4)連接,使其小板塊能被開啟或關(guān)閉，在葉輪上所有小板塊(3)的開啟方向應(yīng)是 一致的(如逆時針方向)，關(guān)閉的方向也應(yīng)是一致的(如順時針方向)》
由圖2可以看出,波浪、水流或風(fēng)力頫著小板塊(3)開啟的方向運動，把小板塊(3)推 開后，就從小框架(2)中間流過，因而不會對小板塊(3)構(gòu)成阻力；波浪、水流皿力向 著小板塊(3)關(guān)閉的方向運動，小板塊(3)被關(guān)閉后，因其不能從小框架(2)中間流過， 所以，小板塊(3)獲得了相對于波浪、水流或風(fēng)力的^阻力》
由圖2還可以看出圖1中波浪向著小板塊(3)關(guān)閉的方向^動，大葉片(1)所受到 的阻力，是其所有小板塊(3)所承受的阻力之和；波浪顚著小板塊(3)開啟的方向運動， 大葉片(1)所受到的阻力只是整個框架面和各個小板塊(3)自身的重力所被排開的阻力之 和。
大葉片(1)由于自身小板塊(3)的開啟與關(guān)閉，它的兩面所受到的阻力是不相等的 ——即關(guān)閉面所受到的阻力大于開啟面所受到的阻力。難道說，能量守恒定律在這里失去意 義了嗎？不！——這只是人類智慧的結(jié)晶。也正是這種不守恒的現(xiàn)象，導(dǎo)致了一種能量的產(chǎn)生和利用。
比如，波浪向著書面的方向運動，中軸(5)左邊的大葉片(1)之上的所有小板塊(3) 被關(guān)閉，同時在中軸(5)右邊的大葉片(1)之上的所有小板塊(3)就會被推開。當(dāng)波^5& 回時，中軸(5)左邊的大葉片(1)之上的所有小板塊(3)被開啟，而中軸(5)右邊的大 葉片(1)之上的所有小板塊(3)就會被關(guān)閉。
再如波浪、水流、風(fēng)力向著同一方向運動，圖l中左邊的大葉片(1)瀕時針轉(zhuǎn)過 90°'時，其上的小板塊(3)就會被推開，而右邊的大葉片(1)(無圖示)在轉(zhuǎn)動90°時，其 上的小板塊(3)就會自動被關(guān)閉。
因此，無論波浪、水流、風(fēng)力從任何方向作用于葉輪，都會推動大葉片(1)和中軸(5) 以及發(fā)電機(jī)(8)運轉(zhuǎn)。
把小板塊(3)安裝在小框架(2)的另一惻面，其葉輪的轉(zhuǎn)動方向也隨之改變》
權(quán)利要求
1、一種波浪、水流、風(fēng)力發(fā)電機(jī)，它是在支架(6)上垂直的支撐一根中軸(5)，中軸(5)的一端連接發(fā)電機(jī)(8)，在中軸(5)之上安裝有八個(或更多的)轉(zhuǎn)子臂(9)，轉(zhuǎn)子臂(9)以供安裝各個大葉片(1)；大葉片(1)是由許多小框架(2)組合構(gòu)成的大框架，在小框架(2)中安裝有小板塊(3)，小板塊(3)是窄長形的重力板塊，小板塊(3)的上沿，通過小板塊吊掛軸(7)與小框架上沿的軸眼(4)連接，能夠被開啟或關(guān)閉。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的波浪、水流、風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征是在轉(zhuǎn)子臂(9)之上安 裝的八個(或更多的)大葉片(1)之上的所有小板塊(3)的開啟方向應(yīng)是一致的(如逆時 針方向)，關(guān)閉的方向也應(yīng)是一致的(如頻時針方向)-
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的波浪、水流、風(fēng)力發(fā)電機(jī)，又一特征是把小板塊(3)安裝 在小框架(2)的另一倒面，其葉輪的轉(zhuǎn)動方向就隨之改變《
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的波浪、水流、風(fēng)力發(fā)電機(jī)，另一個特征是用于水流、風(fēng)力發(fā) 電，大葉片(1)的高度和寬度不限；用于波浪能發(fā)電，只限大葉片(1)的高度.
5、 根據(jù)說明書發(fā)明內(nèi)容之中所介紹的一種利用大板塊安裝在打藥機(jī)手柄上，把波浪能的 推拉力轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的方法，應(yīng)視為此權(quán)利要求書內(nèi)容之一的一項基#利要求，以保證此 發(fā)明內(nèi)容的完整性。
全文摘要
一種波浪、水流、風(fēng)力發(fā)電機(jī)，它是在支架上垂直的支撐一根中軸，中軸的一端連接發(fā)電機(jī)，在中軸圓周安裝八個(或更多的)大葉片構(gòu)成一個葉輪。把大葉片分割成許多窄長形的小板塊，還要在每個小板塊四周留有框架。小板塊被吊掛在小框架內(nèi)的一側(cè)，能夠被開啟或關(guān)閉。小板塊是重力板塊。小板塊在葉輪上的開啟方向應(yīng)是一致的(如逆時針方向)，關(guān)閉的方向也應(yīng)是一致的(如順時針方向)。把所有小板塊安裝在小框架的另一側(cè)面，其葉輪的轉(zhuǎn)動方向也隨之改變。用于水流、風(fēng)力發(fā)電，大葉片的高度和寬度不限用于波浪能發(fā)電只限大葉片的高度。以上方案，能把來自任何方向，各種變化的波浪能、水流能、風(fēng)能直接轉(zhuǎn)化為機(jī)械能用于發(fā)電。
文檔編號F03B13/14GK101526061SQ200810049290
公開日2009年9月9日 申請日期2008年3月3日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月3日
發(fā)明者郜當(dāng)花 申請人:郜當(dāng)花;郜創(chuàng)利