一種采用柔性連接離合渦輪構(gòu)成的發(fā)電系統(tǒng)，涉及離合渦輪柔性連接及渦輪發(fā)電技術(shù)，適用于水力發(fā)電、海洋發(fā)電、風(fēng)能發(fā)電及流體動(dòng)能與機(jī)械能轉(zhuǎn)化。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有的水力資源發(fā)電，為了獲得滿意的水力發(fā)電效果，往往是通過加大水位差來實(shí)現(xiàn)，因此水力發(fā)電通常要通過攔河筑壩或開山筑壩來實(shí)現(xiàn)壩體兩側(cè)水位差，而且一臺(tái)機(jī)組通常采用單個(gè)大尺寸、重質(zhì)量的巨形渦輪來驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)電。同樣在利用海洋水資源，一臺(tái)機(jī)組通常也采用巨形渦輪來發(fā)電，風(fēng)資源發(fā)電時(shí)也采用巨形渦輪來實(shí)現(xiàn)。采用巨形渦輪發(fā)電的缺陷是，巨形渦輪不僅制造技術(shù)要求高、造價(jià)高、而且運(yùn)輸和安裝的要求也很高，費(fèi)時(shí)長(zhǎng)。而且利用水資源發(fā)電不僅要考慮水的流速、流向、水位差，還要考慮攔河建壩的地質(zhì)條件以及利用水資源發(fā)電對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響，同樣，利用海洋水資源、風(fēng)資源發(fā)電也要考慮風(fēng)速和風(fēng)向，以及利用海洋水資源、風(fēng)資源發(fā)電對(duì)環(huán)境的影響。另外，利用海洋水資源發(fā)電，由于發(fā)電機(jī)設(shè)置在海水中，因此對(duì)發(fā)電機(jī)和電器設(shè)備的密封性要求極高，而且制造難度高、造價(jià)高、而且安裝也很復(fù)雜。利用風(fēng)資源發(fā)電的缺陷是現(xiàn)有的風(fēng)力發(fā)電，必須將巨型渦輪、發(fā)電機(jī)頂置于高聳的大直徑鋼管或鋼筋水泥管上， 這需要巨額的高空懸置的建設(shè)投資。而且風(fēng)場(chǎng)安置發(fā)電機(jī)組的密度低，浪費(fèi)了風(fēng)力資源。因此，現(xiàn)有的水力發(fā)電工程，海洋發(fā)電工程，風(fēng)力發(fā)電工程都造價(jià)巨大，建設(shè)周期長(zhǎng)，對(duì)地質(zhì)和環(huán)境的影響也不容小視。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有的水力發(fā)電工程，海洋發(fā)電工程，風(fēng)力發(fā)電工程的不足，本發(fā)明人經(jīng)過長(zhǎng)期研究，提出了一種采用多個(gè)小形或中形離合渦輪通過柔性連接構(gòu)成一個(gè)渦輪組或渦輪群，替代單個(gè)大形、巨形渦輪，根據(jù)水流或洋流或風(fēng)流所處的自然地質(zhì)、空間環(huán)境，順?biāo)骰蜓罅骰蝻L(fēng)流的方向分布式設(shè)置，以充分利用水流、洋流、風(fēng)流的自然流速的動(dòng)能來驅(qū)動(dòng)離合渦輪，再結(jié)合發(fā)電機(jī)以組成發(fā)電系統(tǒng)，其綠色、環(huán)保且對(duì)地質(zhì)和環(huán)境的影響小，建設(shè)投資低、具有高效率、高效益、高可靠、廣適用的一種采用柔性連接離合渦輪構(gòu)成的發(fā)電系統(tǒng)。

本發(fā)明的發(fā)電系統(tǒng)由許許多多個(gè)發(fā)電子系統(tǒng)組成。發(fā)電子系統(tǒng)由多個(gè)離合渦輪通過萬向軸、萬向節(jié)柔性串聯(lián)連接或并聯(lián)連接成的離合渦輪組或渦輪群，通過轉(zhuǎn)桿或柔性連接轉(zhuǎn)桿串與發(fā)電機(jī)連接構(gòu)成；離合渦輪采用在渦輪體（渦輪葉+渦輪套）與渦輪軸間設(shè)置離合器構(gòu)成，其中離合器是一種超越離合器，渦輪體通過離合器帶動(dòng)渦輪軸正向轉(zhuǎn)動(dòng)，而不能反向轉(zhuǎn)動(dòng)。離合渦輪上置有方向舵以自行調(diào)整到最佳迎流正面。多個(gè)離合渦輪的渦輪軸通過萬向軸和萬向節(jié)將離合渦輪串聯(lián)連接在一起成渦輪組，其中萬向軸由兩個(gè)萬向節(jié)和一對(duì)花鍵柱、套或具有萬向軸功能的構(gòu)件組成，離合渦輪組連接起來的渦輪軸、萬向軸、萬向節(jié)成為離合渦輪組的公共軸，其與現(xiàn)有的渦輪按軸線、剛性連接即只能是直線型連接，不可能有一點(diǎn)彎曲的公共軸相比，具有柔性，由萬向軸、萬向節(jié)與渦輪軸連接成的離合渦輪組的公共軸可根據(jù)水流或洋流或風(fēng)流所處的自然地質(zhì)、空間環(huán)境，順?biāo)骰蜓罅骰蝻L(fēng)流的方向廣泛分布式設(shè)置，流域長(zhǎng)度可達(dá)十幾米至幾公里區(qū)域，使得經(jīng)過柔性連接的離合渦輪組可根據(jù)工程環(huán)境曲折設(shè)置，以充分利用水流、洋流、風(fēng)流的自然流速的動(dòng)能來驅(qū)動(dòng)離合渦輪，而且結(jié)合了離合器的渦輪，能夠使所有的渦輪都能協(xié)力工作，向外輸出合成的動(dòng)力用來發(fā)電，多個(gè)離合渦輪組通過在各自對(duì)應(yīng)的巳柔性串聯(lián)連接而成的共公軸之間設(shè)置鏈輪或鏈條或具有類似功能的器件柔性并聯(lián)連接構(gòu)成離合渦輪群。轉(zhuǎn)桿串由許多根轉(zhuǎn)桿通過萬向軸柔性串聯(lián)連接構(gòu)成，傳桿串置于離合渦輪組或離合渦輪群的共公軸與發(fā)電機(jī)之間，傳桿串一端通過傘形齒輪與離合渦輪組或離合渦輪群的共公軸連接，轉(zhuǎn)桿串的另一端與發(fā)電機(jī)軸連接，傳桿串可以順物理空間，可任意彎曲。

一個(gè)渦輪組或渦輪群通過轉(zhuǎn)桿或柔性連接的轉(zhuǎn)桿串與一個(gè)發(fā)電機(jī)連接構(gòu)成本發(fā)明發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電子系統(tǒng)，本發(fā)明的發(fā)電系統(tǒng)由多個(gè)發(fā)電子系統(tǒng)構(gòu)成。離合渦輪組或離合渦輪群通過固定在水中的固定裝置固定離合渦輪軸或通過水浮箱組和鋼索吊拉固定離合渦輪軸,按實(shí)際水流或洋流情況間隔設(shè)置,順?biāo)骰蜓罅鳚撝迷O(shè)在水體或海水的淺中部，水浮箱組潛置于離合渦輪組或離合渦輪群上方若干米，發(fā)電機(jī)置于岸邊或水上水浮子中，離合渦輪組或離合渦輪群的共公軸通過柔性連接的傳桿串與固定在河水或海水淺上部的水浮箱上的發(fā)電機(jī)或設(shè)置在河岸上或海岸上的發(fā)電機(jī)連接。用于利用風(fēng)力發(fā)電時(shí)，采用高聳結(jié)構(gòu)頂托方式設(shè)置或者采用氣浮箱組或類似氣浮裝置（如：飛艇或氣球連接而成的氣浮串體）吊拉方式將離合渦輪組或離合渦輪群置于理想高度的風(fēng)流層中，氣浮箱組或類似氣浮裝置浮置離合渦輪組或離合渦輪群的上方若干米，發(fā)電機(jī)置在地面或近地面，離合渦輪組或離合渦輪群的共公軸通過柔性連接的傳桿串與發(fā)電機(jī)連接。

本發(fā)明發(fā)電系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是：采用多個(gè)離合渦輪通過柔性串聯(lián)或并聯(lián)連接組成離合渦輪組或離合渦輪群，使得離合渦輪組或離合渦輪群可以按照水流或洋流地質(zhì)環(huán)境的曲折設(shè)置，并且使每個(gè)離合渦輪在水流或洋流中或氣流中有良好的迎流截面，充分利用水流或洋流的自然流速和風(fēng)速?zèng)_擊而轉(zhuǎn)動(dòng)離合渦輪，由于在渦輪與渦輪軸之間設(shè)置了離合器，能夠使渦輪組或渦輪群中的每一個(gè)離合渦輪在不同水流或氣流的沖擊下，以不同轉(zhuǎn)速工作，避免了渦輪組或渦輪群中的離合渦輪在工作時(shí)相互干擾，實(shí)現(xiàn)了渦輪組或渦輪群中的每一臺(tái)離合渦輪都能協(xié)力工作，有效提高了渦輪組或渦輪群的能量轉(zhuǎn)換效率，提高了發(fā)電的能力，本發(fā)明發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電無需建壩，無需采用成本高昂的巨型發(fā)電機(jī)或水密性大型發(fā)電機(jī)，改變了水力發(fā)電須截流筑壩的水力發(fā)電模式。由于本發(fā)明發(fā)電系統(tǒng)的多個(gè)離合渦輪是按照水流或洋流的自然地質(zhì)環(huán)境順?biāo)骰蜓罅鳚撍皆O(shè)置在水體中，也不需要改變周圍的地質(zhì)環(huán)境和地貌，不會(huì)破壞水流或洋流的原生態(tài)，因此，本發(fā)明發(fā)電系統(tǒng)與傳統(tǒng)的水利發(fā)電模式相比，不僅建設(shè)費(fèi)用低，而且在水系水流豐富的地方，風(fēng)力資源豐富的地方可因地制宜、就近建造，具有能量轉(zhuǎn)換高效率、高效益、高可靠性和廣適用性的特點(diǎn)。

附圖說明

圖1.本發(fā)明發(fā)電系統(tǒng)離合渦輪柔性連接示意圖，

圖2.本發(fā)明發(fā)電系統(tǒng)利用水流發(fā)電及柔性連接示意圖，

圖3.本發(fā)明發(fā)電系統(tǒng)利用風(fēng)力發(fā)電的示意圖，

圖4.本發(fā)明發(fā)電系統(tǒng)用于海洋發(fā)電的示意圖。

具體實(shí)施方式

結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。

本發(fā)明的發(fā)電系統(tǒng)由多個(gè)離合渦輪通過柔性串聯(lián)或柔性并聯(lián)連接成的渦輪組或渦輪群通過柔性連接轉(zhuǎn)桿串與發(fā)電機(jī)連接構(gòu)成的子系統(tǒng)組成，其中，離合渦輪由在渦輪體與渦輪軸間固定設(shè)置離合器構(gòu)成，渦輪體通過離合器帶動(dòng)渦輪軸正向轉(zhuǎn)動(dòng)，萬向軸由兩個(gè)萬向節(jié)和一對(duì)花鍵柱、套或具有萬向軸功能的器件組成，多個(gè)離合渦輪的渦輪軸通過萬向軸和萬向節(jié)將離合渦輪柔性串聯(lián)連接在一起成渦輪組，其中離合渦輪組連接起來的渦輪軸和萬向軸、萬向節(jié)成為離合渦輪組的公共軸。多個(gè)離合渦輪組通過在各自對(duì)應(yīng)的經(jīng)柔性串聯(lián)連接而成的共公軸之間設(shè)置鏈輪或鏈條或具有類似功能的器件柔性并聯(lián)連接構(gòu)成離合渦輪群。

離合渦輪組或離合渦輪群通過固定在水中的固定裝置：重錨、鋼釬固定離合渦輪軸或通過浮箱和鋼索吊拉固定離合渦輪軸，按實(shí)際水流或洋流情況間隔設(shè)置，順?biāo)骰蜓罅鳚撝迷O(shè)在水體或海水的淺中部，離合渦輪組或離合渦輪群的共公軸通過柔性連接的傳桿串與固定在河水或海水淺上部的水浮箱上的發(fā)電機(jī)或設(shè)置在河岸上或海岸上的發(fā)電機(jī)連接。用于利用風(fēng)力發(fā)電時(shí)，離合渦輪可轉(zhuǎn)動(dòng)固定在高聳建筑物上也可固定在高聳的鋼網(wǎng)結(jié)構(gòu)上部或固定懸掛在由許多飛艇或高空氣球連接而成的串體下，置于理想高度的風(fēng)流層中，發(fā)電機(jī)置在近地面或地面，即發(fā)電機(jī)與離合渦輪組、離合渦輪群距離幾十至幾百米，離合渦輪組、離合渦輪群的共公軸通過柔性連接的傳桿串與發(fā)電機(jī)連接。

圖2所示，某地水流充沛的地區(qū)，由于其地質(zhì)狀況為有坡度且彎曲，通過順地質(zhì)狀況和水流狀況，在水流中按地形設(shè)置重錨，固定離合渦輪群，潛置方式設(shè)置離合渦輪群，利用水流的自然流速?zèng)_擊而使每個(gè)離合渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)并協(xié)力工作，離合渦輪群的共公軸通過傘形齒輪與柔性轉(zhuǎn)桿串與發(fā)電機(jī)連接，驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)工作發(fā)電。

圖3 某空曠地域利用風(fēng)力發(fā)電，順地質(zhì)狀況通過高空氣球，離合渦輪群被固定懸掛在由高空氣球連接而成的串體下，置于理想高度的風(fēng)流層中，發(fā)電機(jī)置在近地面或地面，即發(fā)電機(jī)與離合渦輪組、離合渦輪群距離幾十至幾百米，離合渦輪組、群的共公軸通過柔性連接的傳桿串傳桿串與發(fā)電機(jī)連接。

圖4所示，某海域利用海洋洋流發(fā)電，順地質(zhì)狀況和洋流狀況潛置方式設(shè)置離合渦輪群，利用洋流的自然流速?zèng)_擊而使每個(gè)離合渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)并協(xié)力工作，渦輪群的共公軸通過若干個(gè)傘形齒輪與柔性轉(zhuǎn)桿串與設(shè)置在海洋浮子上的發(fā)電機(jī)連接，驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)工作發(fā)電。發(fā)電機(jī)通過電纜將電流輸送到岸上或島嶼上。